(57)【要約】【課題】  広角端における半画角が３８度以上と広角でありながら、７倍以上の変倍比を有し、広角端のＦナンバが３未満であり、小型で１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応する解像力を得る。【解決手段】  物体側より、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群G３および正の屈折力を有する第４レンズ群G４を配置してなる。  第１レンズ群Ｇ１は、負レンズと正レンズとの接合レンズ、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、第１負レンズ、第２負レンズと正レンズの３枚からなる。広角端における第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群の合成焦点距離をｆＦとし、広角端における第２レンズ群Ｇ２の最終面から開口絞りまでの光軸間距離をＬ２ｓとし、広角端における開口絞りから第３レンズ群Ｇ３の先頭面までの光軸間距離をＬｓ３として、これらが所定の条件式を満足すること。【選択図】          図１
2014052564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像面側に向って順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動し、前記第１レンズ群が像面側に凸となるような軌跡で移動するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズからなり、前記第２レンズ群は、物体側から像面側に向って順に、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の第１負レンズと、像面側に凹面を向けた第２負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３枚からなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に、変倍に際して可動な開口絞りを有し、以下の条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．８＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．５                        （１）
０．４＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．８              （２）
ただし、ｆＦは広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離、Ｌ２ｓは広角端における前記第２レンズ群の最終面から前記開口絞りまでの光軸間距離、Ｌｓ３は広角端における前記開口絞りから前記第３レンズ群の先頭面までの光軸間距離、を表す。
【請求項２】
請求項１に記載のズームレンズにおいて、前記第３レンズ群は、物体側から像面側に向って順に、第１正レンズと、第２正レンズと、負レンズとからなり、且つ、前記第１正レンズか前記第２正レンズが、以下の条件式（３）および条件式（４）を満足し、さらに、条件式（５）を満足することを特徴とするズームレンズ。
６０．０＜νｄｐ＜８５．０                            （３）
０．０１０＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＜０．０４０                                                    （４）
０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００                      （５）  ただし、νｄｐは前記第３レンズ群内の任意の正レンズの分散、Ｐｇ，Ｆｐは前記第３レンズ群内の任意の正レンズの部分分散比、ｆ３１は前記第３レンズ群内の前記第１正レンズの焦点距離、ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離、を表す。ここで、前記部分分散比Ｐｇ，Ｆは、Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）であり、ｎｇ，ｎＦ，ｎＣはそれぞれ、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率である。
【請求項３】
請求項１または２に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．００                      （６）
ただし、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離、をそれぞれ表す。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（７）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．５＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．５        （７）
ただし、β２ｔは望遠端における前記第２レンズ群の結像倍率、β２ｗは広角端における前記第２レンズ群の結像倍率、β３ｔは望遠端における前記第３レンズ群の結像倍率、β３ｗは広角端における第３レンズ群の結像倍率、を表す。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（８）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．１５＜Ｘ１／ｆｔ＜０．４５                        （８）
ただし、Ｘ１は広角端から望遠端への変倍に際する前記第１レンズ群の総移動量、ｆｔは望遠端における全系の焦点距離、を表す。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（９）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．１０＜Ｘ３／ｆｔ＜０．５０                        （９）
ただし、Ｘ３は広角端から望遠端への変倍に際する前記第３レンズ群の総移動量、ｆｔは望遠端における全系の焦点距離、を表す。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（１０）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．１０＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．７０                    （１０）
ただし、Ｘ２は広角端から望遠端への変倍に際する前記第２レンズ群の総移動量、Ｘ３は広角端から望遠端への変倍に際する前記第３レンズ群の総移動量、を表す。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、ズームレンズによる像を撮像素子により読取る情報装置に用いられ、その歪曲収差が、撮像素子により情報化されたデータの電子的な処理により補正できる範囲で許容されていることを特徴とするズームレンズ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光学系として改良されたズームレンズ、そのズームレンズを撮影光学系として有するカメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ユーザのデジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。中でも、高画質化と小型化は、常にユーザの欲するところであり、そのウエイトが大きい。よって、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められる。
ここで、小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）を短縮することが必要であり、また、各レンズ群の厚みを短縮して、収納時の全長を抑えることも重要である。これに加えて、レンズの径方向サイズを縮小することで、カメラの縦横サイズを共に抑えることも強く要求されている。さらに、高性能化という面では、少なくとも、１０００万〜１５００万画素程度の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、少なくとも、３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離で２８ｍｍ相当の、半画角３８度程度が望まれている。
また、変倍比についてもなるべく大きなものが望まれている。この要望に対しては、３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜２００ｍｍ相当程度（約７．１倍）のズームレンズであれば、一般的な撮影のほとんどにおいて対応することが可能と考えられる。
【０００３】
これに加えて、開放Ｆナンバについてもなるべく小さなものが望まれている。特に、カメラの起動状態であり、比較的撮影頻度の高い広角端において、Ｆナンバが３未満程度であることを望むユーザが増加している。
デジタルカメラ用のズームレンズには多くの種類が考えられるが、高変倍化に適したタイプとして、物体側より像面側に向って順に、正の焦点距離を持つ第１レンズ群と、負の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群と、正の焦点距離を持つ第４レンズ群とからなり、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第１レンズ群および第３レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群が、物体側から像面側に向って順に、第１負レンズ、第２負レンズ、正レンズの３枚からなるものとしては、特許文献１（特開２０１１−１４５６７４号公報）、特許文献２（特開２０１１−１０７３１１号公報）、特許文献３（特開２０１１−３３８６０号公報）、特許文献４（特開２０１０−２８２２１５号公報）、特許文献５（特開２００８−１４５５０１号公報）、特許文献６（２００５−１８１４９９号公報）等に開示されたものがある。
【０００４】
しかしながら、特許文献３に係る公知例ついては、変倍比は７倍程度を確保しているが、広角端のＦナンバが３．４程度と比較的暗く、特に第１レンズ群の径方向サイズが十分に小さいとは言いがたい。特許文献４および特許文献６に係る公知例については、広角端のＦナンバは３以下程度を確保しているが、変倍比が７倍程度には達しておらず、また、広角端の画角が３１度程度と比較的狭く、特に第１レンズ群の径方向サイズも十分に小さいとは言いがたい。また、特許文献１および特許文献２に係る公知例については、広角端のＦナンバ、広角端の画角、変倍比についてはともに十分確保しているが、特に第１レンズ群の径方向サイズが十分に小さいとは言いがたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広角端の半画角が約３８度以上と十分に広画角でありながら７倍以上の変倍比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、かつ、小型のズームレンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側より像面側に向って順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動し、前記第１レンズ群が像面側に凸となるような軌跡で移動するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズからなり、前記第２レンズ群は、物体側から像面側に向って順に、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の第１負レンズと、像面側に凹面を向けた第２負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３枚からなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に、変倍に際して可動な開口絞りを有し、以下の条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．８＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．５                        （１）
０．４＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．８              （２）
ただし、ｆＦは広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離、Ｌ２ｓは広角端における前記第２レンズ群の最終面から前記開口絞りまでの光軸間距離、Ｌｓ３は広角端における前記開口絞りから前記第３レンズ群の先頭面までの光軸間距離、を表す。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、
物体側より像面側に向って順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動し、前記第１レンズ群が像面側に凸となるような軌跡で移動するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズとからなり、前記第２レンズ群は、物体側から像面側に向って順に、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の第１負レンズと、像面側に凹面を向けた第２負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３枚からなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に、変倍に際して可動な開口絞りを有し、
広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＦとし、広角端における前記第２レンズ群の最終面から前記開口絞りまでの光軸間距離をＬ２ｓとし、広角端における前記開口絞りから前記第３レンズ群の先頭面までの光軸間距離をＬｓ３として、以下の条件式（１）および（２）：
０．８＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．５                        （１）
０．４＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．８              （２）
を満足することにより、
広角端の半画角が約３８度以上と十分に広画角でありながら７倍以上の変倍比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、かつ、小型のズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態で且つ実施例１に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離と長焦点端（望遠端）との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの短焦点端（広角端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図４】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態で且つ実施例２に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離と長焦点端（望遠端）との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図６】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの短焦点端（広角端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図７】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図８】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態で且つ実施例３に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離と長焦点端（望遠端）との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１０】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの短焦点端（広角端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図１１】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図１２】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態で且つ実施例４に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離（望遠端）と長焦点端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１４】図１３に示す本発明の実施例４によるズームレンズの短焦点端（広角端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図１５】図１３に示す本発明の実施例４によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図１６】図１３に示す本発明の実施例４によるズームレンズの長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態で且つ実施例５に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離（望遠端）と長焦点端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１８】図１７に示す本発明の実施例５によるズームレンズの短焦点端（広角端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図１９】図１７に示す本発明の実施例５によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図２０】図１７に示す本発明の実施例５によるズームレンズの長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差（コマ収差）を示す収差曲線図である。
【図２１】本発明の第６の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの外観構成を模式的に示す被写体側から見た斜視図である。
【図２２】図２１のデジタルカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。
【図２３】図２１のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【図２４】本発明で使用している画像処理による歪曲収差の電子的な補正を説明するための撮像視野の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズは、物体側から像面側に向って、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が望遠端にて、広角端におけるよりも物体側に位置するように移動し、第１レンズ群が像面側に凸となるような軌跡で移動するズームレンズであって、さらに、次に述べるような特徴を有している。
本発明のような、正負正正の４レンズ群を有するズームレンズは、一般に、第２レンズ群が主要な変倍作用を負担する、いわゆるバリエータとして構成される。しかしながら、本発明においては、第３レンズ群にも変倍作用を分担させ、第２レンズ群の負担を軽くして、広角化・高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度を確保している。
【００１０】
また、広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）への変倍に際して、第１レンズ群を大きく物体側へ移動させることにより、広角端において第１レンズ群を通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第１レンズ群の大型化を抑制するとともに、望遠端では第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を大きく確保して、長焦点化を達成している。
加えて、第１レンズ群の移動軌跡に、広角端からある程度の焦点距離域まで第２レンズ群と同様に、物体側へ移動する区間を設けることで、比較的画角が広いズームポジションにおいて、第１レンズ群と第２レンズ群の距離を小さく保つことができ、第１レンズ群を通過する光線高さを低くして、第１レンズ群の大径化を抑制している。
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は小さくなって、第２レンズ群・第３レンズ群の倍率（絶対値）はどちらも増加し、変倍作用を互いに分担する。
【００１１】
さらに、本発明の実施の形態に係るズームレンズにおいては、前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズからなり、前記第２レンズ群は、物体側から像面側に向って順に、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の第１負レンズと、像面側に凹面を向けた第２負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３枚からなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に、変倍に際して可動な開口絞りを有し、
広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＦとし、広角端における前記第２レンズ群の最終面から前記開口絞りまでの光軸間距離をＬ２ｓとし、広角端における前記開口絞りから前記第３レンズ群の先頭面までの光軸間距離をＬｓ３として、以下の条件式（１）および（２）：
０．８＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．５                        （１）
０．４＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．８              （２）
を満足することにより、
広角端の半画角が約３８度以上と十分に広画角でありながら７倍以上の変倍比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、かつ、小型のズームレンズを提供することができる。
【００１２】
このように前記第１レンズ群を、正レンズと負レンズとの接合レンズのみで構成することで、前記第１レンズ群の厚みを薄くし、前記第１レンズ群の先頭面における光線高さを低くして、前記第１レンズ群の大径化を抑制する効果を得られる。また、前記第２レンズ群を物体側から順に、第１負レンズ、第２負レンズ、正レンズという構成とすることで、色収差補正に最低限必要な、正レンズ・負レンズのペアを有しながら、前記第２レンズ群の主点位置を像面側に寄せることができ、３枚という少ないレンズ枚数で、特に望遠端における光学全長を抑制する効果を得られる。また、前記第２レンズ群の第１負レンズの物体側を凹面とすることで、周辺像高の光線に対する、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気感覚を小さくして、前記第１レンズ群の光線高さを低く抑える効果を得られる。前記第２レンズ群の第１負レンズの像側面を物体側の面より大きな曲率の凹面を向け、正レンズの物体側面に凸面を向けることで、特に大口径化で増大しがちな球面収差の良好な補正効果を得られ、第２負レンズの像面側に凹面を向けることでコマ収差の良好な補正効果を得られる。この構成を採った上で条件式（１）および（２）を満たすことで、以下のような効果を期待できる。
【００１３】
条件式（１）は、広角端における、開口絞りより物体側の系の合成焦点距離に対する、前記第２レンズ群と前記開口絞りの光軸間距離の比を表しており、広角端における前記開口絞り位置の適正範囲を規定している。条件式（１）の下限値を下回ると、前記開口絞りよりも物体側のレンズを通る光線高さが高くなってレンズが径方向に大型化するか、周辺像高の光束の下光線を過剰に取り込み過ぎて収差補正の難易度が上がり、上記開口絞りより物体側のレンズ群が大型化したり構成枚数を増やす必要が生じたりする恐れがある。条件式（１）の上限値を超えると、周辺像高の光束の下光線を過剰に排除して周辺光量が不足する恐れがある。条件式（２）は、前記第２レンズ群から前記第３レンズ群までの光軸間距離に対する前記開口絞り位置の適正範囲を規定している。条件式（２）の下限値を下回ると、前記第３レンズ群を通る光線高さが高くなってレンズが径方向に大型化する恐れがある。条件式（２）の上限値を超えると、広い画角を確保するために前記開口絞りより像面側のレンズ系の屈折力を過剰に強くする必要が生じ、前記開口絞りより像面側のレンズ群が大型化したり、構成枚数を増加したりする必要が生じる恐れがある。
【００１４】
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（１）´および（２）´を満足するのが良い。
０．９＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．４                  （１）´
０．５＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．７        （２）´
さらに高性能にするには、第３レンズ群は、物体側から順に、第１正レンズ、第２正レンズ、負レンズからなり、前記第３レンズ群内の任意の正レンズの分散をνｄｐとし、前記第３レンズ群内の任意の正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐとし、前記第３レンズ群内の前記第１正レンズの焦点距離をｆ３１とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、前記部分分散比Ｐｇ，Ｆは、Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）であり、ｎｇ，ｎＦ，ｎＣはそれぞれ、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率として、第１正レンズか第２正レンズが、以下の条件式（３）、条件式（４）および条件式（５）：
６０．０＜νｄｐ＜８５．０                        （３）
０．０１０＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＜０．０４０                            （４）
０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００                  （５）
を満足することが望ましい（請求項２に対応する）。
【００１５】
条件式（３）および条件式（４）は、前記第３レンズ群内の正レンズの光学ガラスを適正にするための条件式である。条件式（３）および（４）を見たす光学ガラスを採用すると、色収差の良好な補正に効果がある。条件式（３）式の下限値を下回ると色収差の補正が不十分となり、条件式（４）の下限値を下回ると色収差の二次スペクトルの補正が不十分となる。条件式（３）および条件式（４）の上限を超えるような光学ガラスは存在しないか、存在したとしても特殊かつ高価であり、現実的な採用候補にはなり難い。
なお、さらに望ましくは、条件式（３）および条件式（４）を満たす正レンズを、第３レンズ群内に２つ以上有すると良い。
条件式（５）は、前記第３レンズ群の焦点距離に対する、前記第３レンズ群内先頭の正レンズの焦点距離の適正範囲を規定している。条件式（５）を満たすように適切に設定することで、球面収差と軸上の色収差の良好な補正に効果がある。しかしながら、条件式（５）の下限値を下回ると、２枚目の正レンズにパワーを持たせにくくなって、その像面側に位置する負レンズとペアで行う軸上色収差の補正が不十分となる恐れがあり、条件式（５）の上限値を超えると、前記第３レンズ群内先頭のレンズにパワーを持たせにくくなって球面収差の補正が不十分となる恐れがある。
【００１６】
なお、さらに望ましくは、（３）´、（４）´および（５）´以下の条件式を満足するのが良い。
６５．０＜νｄｐ＜８５．０              （３）´
０．０１５＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＜０．０４０                    （４）´
０．６０＜ｆ３１／ｆ３＜０．９０              （５）´
さらに高性能にするには、収差補正上の観点から、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、各群の屈折力に関する以下の条件式（６）：
０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．００            （６）
を満足することが望ましい（請求項３に対応する）。
条件式（５）は、本ズームタイプにおける主たる変倍群である前記第２レンズ群と、主たる結像群であり、補佐的に変倍群の役割も担う前記第３レンズ群との屈折力の比を定めているもので、条件式（６）式の下限値を下回ると、前記第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、条件式（６）の上限値を超えると、前記第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、いずれにしろ変倍に際する収差変動が大きくなり易くなる。
【００１７】
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（６）´を満足するのが良い。
０．６０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．９０              （６）´
より高性能にするには、望遠端における前記第２レンズ群の結像倍率をβ２ｔとし、広角端における前記第２レンズ群の結像倍率をβ２ｗとし、望遠端における前記第３レンズ群の結像倍率をβ３ｔとし、広角端における前記第３レンズ群の結像倍率をβ３ｗとして、以下の条件式（７）：
０．５＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．５          （７）
を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
条件式（７）は、変倍機能を持つ前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の変倍作用の分担を適切に設定するための条件式である。条件式（７）の下限値を下回って前記第３レンズ群の変倍作用が大きくなりすぎると、必要となる収差補正能力を補うために前記第３レンズ群が大型化したり構成枚数を増やしたりする必要が生じて、光学系の小型化を阻害する恐れがある。また、前記第２レンズ群との相対偏心による性能劣化が増大する恐れがある。条件式（６）の上限値を超えて前記第３レンズ群の変倍作用が小さくなりすぎると、前記第２レンズ群が担う変倍作用が大きくなりすぎて、前記第２レンズ群が大型化したり構成枚数を増やしたりする必要が生じて、光学系の小型化を阻害する恐れがある。
【００１８】
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（７）´を満足するのが良い。
０．７＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．２          （７）´
さらに、広角化・長焦点化のために重要な前記第１レンズ群の移動量に関連して、広角端から望遠端への変倍に際する前記第１レンズ群の総移動量をＸ１とし、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとして、以下の条件式（８）：
０．１５＜Ｘ１／ｆｔ＜０．４５              （８）
を満足することにより、十分な収差補正が可能となる（請求項５に対応する）。
条件式（８）の下限値を下回ると、前記第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなって前記第３レンズ群の負担が増加するか、前記第１レンズ群・前記第２レンズ群の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。また、広角端におけるレンズ全長が長くなって、前記第１レンズ群を通過する光線高さが増加し、前記第１レンズ群の大型化を招く。一方、条件式（８）の上限値を超えると、広角端での全長が短くなりすぎるか、望遠端での全長が長くなりすぎることになる。広角端での全長が短くなりすぎると、前記第３レンズ群の移動スペースが限定され、前記第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、全体の収差補正が困難となる。望遠端での全長が長くなりすぎると、全長方向の小型化の妨げになるだけでなく、望遠端での周辺光量確保のために径方向寸法が大型化したり、また、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も招きやすくなったりする。
【００１９】
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（８）´を満足するのが良い。
０．２０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．４０                （８）´
前記第２レンズ群と変倍作用を分担する前記第３レンズ群の移動量に関しては、広角端から望遠端への変倍に際する前記第３レンズ群の総移動量をＸ３とし、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとして、下記の条件式（９）：
０．１０＜Ｘ３／ｆｔ＜０．５０                （９）
を満足することが望ましい（請求項６に対応する）。
条件式（９）の下限値を下回ると、前記第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、前記第２レンズ群の負担が増加するか、前記第３レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。一方、条件式（９）の上限値を超えると、広角端におけるレンズ全長が長くなって、前記第１レンズ群を通過する光線高さが増加し、前記第１レンズ群の大型化を招く恐れがある。
【００２０】
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（９）´を満足するのが良い。
０．２０＜Ｘ３／ｆｔ＜０．４０              （９）´
加えて、前記第２レンズ群と変倍作用を分担する前記第３レンズ群の移動量に関しては、広角端から望遠端への変倍に際する前記第２レンズ群の総移動量をＸ２とし、広角端から望遠端への変倍に際する前記第３レンズ群の総移動量をＸ３として、前記第２レンズ群の移動量との比として、以下の条件式（１０）：
０．１０＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．７０              （１０）
を満足することが望ましい（請求項７に対応する）。
条件式（１０）式の下限値を下回ると、前記第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、前記第３レンズ群の負担が増加するか、前記第２レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化や、偏心感度の悪化を招く恐れがある。一方、（１０）式の上限値を超えると、前記第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、前記第２ンズ群の負担が増加するか、前記第３レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化や偏心感度の悪化を招く恐れがある。もしくは、前記第２レンズ群の移動量が大きくなって広角端時の光学全長が伸び、カメラ全体の小型化や、カメラの起動時間の短縮化を阻害する恐れがある。
【００２１】
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（１０）´を満足するのが良い。
０．１５＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．６５              （１０）´
また、前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に像面側の面より大きな曲率の凸面を向けた正レンズの２枚で構成することが望ましい。
高変倍化、特に望遠端の焦点距離を長くするためには、望遠端における前記第２レンズ群・前記第３レンズ群・前記第４レンズ群の合成倍率を大きくしなければならず、それだけ、前記第１レンズ群で発生した収差が像面上で拡大されることになる。このため、高変倍化を進めるためには、前記第１レンズ群で発生する収差量を十分に小さく抑える必要があり、そのためには前記第１レンズ群を上述の構成とすることが望ましい。
前記第３レンズ群は、物体側から像面側に向って順に、両凸形状の正レンズ、物体側に凸面を持つ正レンズ、像面側に凹面を持つ負レンズの３枚からなることが望ましい。物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズという配置にすることで、前記第３レンズ群の主点を物体側に上げることが可能となり、望遠端時の光学系全長の短縮に寄与できる。また、前記第３レンズ群の最終面を像面側に凹の面とすることで、コマ収差、サジタル像面湾曲の良好な補正に効果がある。
【００２２】
本発明のズームレンズにおいて、前記第４レンズ群は、主として射出瞳距離（テレセントリック性）の確保およびその移動によるフォーカシングのために設けている。レンズ系の小型化のためには、前記第４レンズ群は、なるべく簡単な構成である必要があり、正レンズ１枚で構成することが望ましい。また、比較的軽量な樹脂材料を用いることで、フォーカシング動作の高速化に寄与する効果がある。
また、本発明に係るズームレンズは、４群の構成に限ったものではない。変倍に際する収差の変動を抑えるなど、性能確保のために自由度を増加させる必要から、前記第４レンズ群の像面側に第５レンズ群を有する構成とすることもできる。
良好な収差補正を保ちながらより小型化を進めるためには、非球面が不可欠であり、少なくとも前記第２レンズ群および前記第３レンズ群には、それぞれ１面以上の非球面を有することが望ましい。
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスや光学プラスチックを成型したもの（ガラスモールド非球面、プラスチックモールド非球面）や、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの（ハイブリッド非球面、レプリカ非球面等と称される）等が使用できる。
【００２３】
前記開口絞りの開放径は、変倍に係わらず一定とするのが機構上簡略となって良い。ただし、望遠端付近から、前記開口絞りの開放径を広角端に比べて大きくすることにより、変倍に伴うＦナンバの変化を小さくすることもできる。また、焦点距離域に応じて、複数種類の開放絞りを用意することで、より良好な光学性能を得ることも可能である。像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、前記開口絞り径を小径化しても良いが、絞り径を大きく変えることなく、ＮＤフィルタ等の挿入により光量を減少させた方が、回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。
以下に、本発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。
第１の実施の形態ないし第５の実施の形態に係る実施例１ないし５は、正、負、正、正の４群構成である。
各実施例において、第４レンズ群の像面側に配設される平行平板ＦＧは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、ＣＭＯＳ、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）を想定したものである。
レンズの材質は、全ての実施例において第４レンズ群の正レンズが光学プラスチックである場合を除き、他は全て光学ガラスとなっている。
【００２４】
以下に本発明のズームレンズの実施の形態および具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は、４．６３ｍｍである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を４．０５ｍｍと小さく設定してある。
そして、実施例１〜実施例５のズームレンズにおいては、上述したように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行う。すなわち、実施例１〜実施例５のズームレンズにおいては、図２４に、受光素子における撮像範囲（中間焦点距離および長焦点端（望遠端）における撮像範囲）をＴＦとし、短焦点端（広角端）における撮像範囲をＷＦとして、それぞれ示すように、矩形の受光素子受光面ＴＦ上に、短焦点端においては、撮像範囲ＷＦのような樽型の歪曲収差が発生する。
尚、図２４におけるＴＦＣは、中間焦点距離および長焦点端（望遠端）における撮像範囲をカバーするイメージサークルを表し、ＷＦＣは、短焦点端（広角端）付近における撮像範囲をカバーするイメージサークルを表す。
【００２５】
一方、中間焦点距離およびその近傍の状態や長焦点端においては、歪曲収差の発生が抑えられている。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像範囲を、短焦点端では樽型形状（ＷＦ）とし、中間焦点距離や長焦点端では矩形状（ＴＦ）となるようにしている。そして、短焦点端における有効撮像範囲（ＷＦ）を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。そのため、実施例１〜実施例５においては、短焦点端での像高を、中間焦点距離での像高や長焦点端での像高よりも小さくなるようにしている。その結果、各実施例の収差は、十分に補正されており、１０００万〜１５００万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例１〜５より明らかである。
なお、実施例１〜実施例５における記号の意味は、以下の通りである。
【００２６】
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆ値（Ｆナンバ）
ω：半画角
Ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、面頂点から光軸方向の変位量をＡ２ｉとして、非球面は、次式（１１）で定義される。
【００２７】
【数１】
2014052564.tif 000003
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施の形態で且つ実施例１に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例１のレンズ群配置を示す図１において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００２９】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図１には、各光学面の面番号も示している。なお、図１における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）からなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００３０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より大きな曲率の凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、像面側に物体側の面よりも曲率の大きな凹面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第２負レンズとしての第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像面側に物体側の面より曲率の絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配している。
【００３１】
この場合、図１に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
この実施例１における各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。
【００３２】
【表１】
2014052564.tif 000004
【００３３】
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表１においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１１面、第１２面および第１６面の各光学面が非球面であり、式（１１）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A4= -8.61070E-04, A6= 4.41705E-05, A8= -7.32935E-07
第７面
K=0.0, A4= -1.00410E-03, A6= 4.83804E-05, A8= -9.86560E-07
第１１面
K= -3.36181, A4= 7.78865E-04, A6= -1.40390E-05, A8= 4.54263E-07, A10= -8.27618E-10
【００３４】
第１２面
K= -5.84613, A4= -2.59365E-04, A6= 1.41551E-05, A8= -2.52615E-07, A10= 9.70887E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -6.29603E-05, A6= 4.88588E-06, A8= -1.59461E-07, A10= 1.98027E-09
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表２のように変化させられる。
【００３５】
【表２】
2014052564.tif 000005
【００３６】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例１における条件式（１）〜条件式（１０）に対応する値は、次表３のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（１０）を満足している。
【００３７】
【表３】
2014052564.tif 000006
【００３８】
また、図２、図３および図４に、それぞれ、実施例１の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例２】
【００３９】
図５は、本発明の第２の実施の形態で且つ実施例２に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例２のレンズ群配置を示す図５において、図示左側が物体（被写体）側である。
図５に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００４０】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図５には、各光学面の面番号も示している。なお、図５における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）からなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００４１】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より大きな曲率の凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、像面側に物体側の面よりも曲率の大きな凹面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第２負レンズとしての第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像面側に物体側の面より曲率の絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配している。
【００４２】
この場合、図５に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
この実施例２における各光学要素の光学特性は、次表４の通りである。
【００４３】
【表４】
2014052564.tif 000007
【００４４】
表４において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表４においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１１面、第１２面および第１６面の各光学面が非球面であり、式（１１）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A4=-6.42831E-04, A6=3.26191E-05, A8= -6.11567E-07
第７面
K= 0.0, A4=-8.07982E-04, A6= 3.50021E-05, A8= -8.19390E-07
【００４５】
第１１面
K= -3.54270, A4= 7.74618E-04, A6= -1.64083E-05, A8= 3.03311E-07, A10= -5.20657E-09
第１２面
K= -5.87843, A4= -3.05193E-04, A6= 1.33777E-05, A8= -4.46274E-07, A10= 4.97278E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -5.73827E-05, A6= 1.83280E-06, A8= -1.77443E-08, A10= -8.53884E-11
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表５のように変化させられる。
【００４６】
【表５】
2014052564.tif 000008
【００４７】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例２における条件式（１）〜条件式（１０）に対応する値は、次表６のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（１０）を満足している。
【００４８】
【表６】
2014052564.tif 000009
【００４９】
また、図６、図７および図８に、それぞれ、実施例２の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例３】
【００５０】
図９は、本発明の第３の実施の形態で且つ実施例３に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例３のレンズ群配置を示す図９において、図示左側が物体（被写体）側である。
図９に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００５１】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図９には、各光学面の面番号も示している。なお、図９における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）からなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００５２】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、像面側に物体側の面よりも曲率の大きな凹面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第２負レンズとしての第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像面側に物体側の面より曲率の絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配している。
【００５３】
この場合、図９に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
この実施例３における各光学要素の光学特性は、次表７の通りである。
【００５４】
【表７】
2014052564.tif 000010
【００５５】
表７において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表７においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１１面、第１２面および第１６面の各光学面が非球面であり、式（１１）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A4= -8.78905E-04, A6=3.49723E-05, A8= -6.05363E-07
第７面
K=0.0, A4=-1.08049E-03, A6=3.80381E-05, A8= -8.16895E-07
第１１面
K= -3.57201, A4= 7.69576E-04, A6= -1.58655E-05, A8= 3.34611E-07, A10=-1.97951E-09
第１２面
K= -6.12881, A4= -2.85372E-04, A6= 1.34647E-05, A8= -4.18623E-07, A10=8.86493E-09
第１６面
K= 0.0, A4=  -1.17197E-05, A6= 1.51294E-06, A8= -1.98597E-08, A10= 1.28237E-10
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表８のように変化させられる。
【００５６】
【表８】
2014052564.tif 000011
【００５７】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例３における条件式（１）〜条件式（１０）に対応する値は、次表９のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（１０）を満足している。
【００５８】
【表９】
2014052564.tif 000012
【００５９】
また、図１０、図１１および図１２に、それぞれ、実施例３の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例４】
【００６０】
図１３は、本発明の第４の実施の形態で且つ実施例４に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例４のレンズ群配置を示す図１３において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１３に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００６１】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図１３には、各光学面の面番号も示している。なお、図１３における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）からなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００６２】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第２負レンズとしての第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像面側に物体側の面より曲率の絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００６３】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配している。
この場合、図１３に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
この実施例４における各光学要素の光学特性は、次表１０の通りである。
【００６４】
【表１０】
2014052564.tif 000013
【００６５】
表１０において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表１０においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１１面、第１２面および第１６面の各光学面が非球面であり、式（１１）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A4= -7.34542E-04, A6= 2.91580E-05, A8= -4.83429E-07
第７面
K= 0.0, A4= -9.00725E-04, A6= 3.14893E-05, A8= -6.49242E-07
第１１面
K= -3.56840, A4= 7.85624E-04, A6= -1.46583E-05, A8= 2.73613E-07, A10= -5.91641E-09
第１２面
K= -6.13814, A4= -2.79073E-04, A6= 1.42188E-05, A8= -4.66499E-07, A10= 4.17520E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -4.26151E-05, A6= 2.94660E-06, A8= -8.08751E-08, A10= 9.89052E-10
この実施例４においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表１１のように変化させられる。
【００６６】
【表１１】
2014052564.tif 000014
【００６７】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例４における条件式（１）〜条件式（１０）に対応する値は、次表１２のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（１０）を満足している。
【００６８】
【表１２】
2014052564.tif 000015
【００６９】
また、図１４、図１５および図１６に、それぞれ、実施例４の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例５】
【００７０】
図１７は、本発明の第５の実施の形態で且つ実施例５に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例５のレンズ群配置を示す図１７において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１７に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００７１】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図１７には、各光学面の面番号も示している。なお、図１７における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）からなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００７２】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第２負レンズとしての第４レンズＬ４と、物体側に像面側より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズＬ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像面側に物体側の面より曲率の絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００７３】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配している。
この場合、図１７に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
この実施例５における各光学要素の光学特性は、次表１３の通りである。
【００７４】
【表１３】
2014052564.tif 000016
【００７５】
表１３において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表１３においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１１面、第１２面および第１６面の各光学面が非球面であり、式（１１）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A4= -9.56089E-04, A6= 3.20063E-05, A8= -4.68187E-07
第７面
K= 0.0, A4= -1.19051E-03, A6= 3.66529E-05, A8= -7.14657E-07
第１１面
K= -3.40951, A4=7.61835E-04, A6= -1.64186E-05, A8= 4.72593E-07, A10= -1.46676E-08
第１２面
K= -6.31402, A4= -3.15743E-04, A6= 1.26212E-05, A8=-1.97273E-07, A10=-7.82922E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -3.62476E-05, A6= 2.71987E-06, A8= -7.50662E-08, A10= 7.76155E-10
この実施例５においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表１４のように変化させられる。
【００７６】
【表１４】
2014052564.tif 000017
【００７７】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例５における条件式（１）〜条件式（１０）に対応する値は、次表１５のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（１０）を満足している。
【００７８】
【表１５】
2014052564.tif 000018
【００７９】
また、図１８、図１９および図２０に、それぞれ、実施例５の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
次に、上述した本発明の第１の実施の形態〜第５の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第６の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラについて図２１〜図２３を参照して説明する。図２１は、物体側、すなわち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図２２は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図２３は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとって撮像装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
【００８０】
また、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置における撮像用光学系として、本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
図２１および図２２に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ１０１、光学ファインダ１０２、ストロボ（フラッシュライト）１０３、シャッタボタン１０４、カメラボディ１０５、電源スイッチ１０６、液晶モニタ１０７、操作ボタン１０８、メモリカードスロット１０９およびズームスイッチ１１０等を具備している。さらに、図２３に示すように、デジタルカメラは、中央演算装置（ＣＰＵ）１１１、画像処理装置１１２、受光素子１１３、信号処理装置１１４、半導体メモリ１１５および通信カード等１１６を備えている。
【００８１】
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮影レンズ１０１と、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子またはＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子１１３とを有しており、撮影レンズ１０１によって結像される被写体（物体）光学像を受光素子１１３によって読み取る。この撮影レンズ１０１として、上述した第１〜第５の実施の形態において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる（請求項９または請求項１０に対応）。
受光素子１１３の出力は、中央演算装置１１１によって制御される信号処理装置１１４によって処理され、デジタル画像情報に変換される。すなわち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像（被写体画像）をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子１１３、信号処理装置１１４およびこれらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）１１１等により構成される。
信号処理装置１１４によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１１１によって制御される画像処理装置１１２において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ１１５に記録される。この場合、半導体メモリ１１５は、メモリカードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に（オンボードで）内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０７には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ１１５に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ１１５に記録した画像は、通信カードスロット（図示していない）に装填した通信カード等１１６を介して外部へ送信することも可能である。
【００８２】
撮影レンズ１０１は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア（図示していない）により覆われており、ユーザが電源スイッチ１０６を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。このとき、撮影レンズ１０１の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点端（広角端）の配置となっており、ズームスイッチ１１０を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）への変倍動作を行うことができる。なお、光学ファインダ１０２の光学系も撮影レンズ１０１の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン１０４の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズ（請求項１〜請求項８で定義され、あるいは前述した実施例１〜実施例５に示されるズームレンズ）におけるフォーカシングは、ズームレンズを構成する複数群の光学系の一部の群の移動、または受光素子の移動などによって行うことができる。シャッタボタン１０４をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
【００８３】
半導体メモリ１１５に記録した画像を液晶モニタ１０７に表示させたり、通信カード等１１６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０８を所定のごとく操作する。半導体メモリ１１５および通信カード等１１６は、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のようなデジタルカメラ（撮像装置）または携帯情報端末装置には、既に述べた通り、第１〜第５の実施の形態に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ１０１を撮像用光学系として使用することができる。したがって、広角端における半画角が３８度以上と十分に広角でありながら、７倍以上の変位比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、１、０００万画素〜１，５００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ（撮像装置）または携帯情報端末装置を実現することができる。
また、銀塩カメラのズーム撮影レンズや投影機の投射レンズとしても応用が可能である。
【符号の説明】
【００８４】
Ｇ１  第１レンズ群（正）
Ｇ２  第２レンズ群（負）
Ｇ３  第３レンズ群（正）
Ｇ４  第４レンズ群（正）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９  第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ、第９レンズ
ＡＤ  開口絞り
ＦＧ  平行平板
１０１  撮影レンズ
１０２  光学ファインダ
１０３  ストロボ（フラッシュライト）
１０４  シャッタボタン
１０５  カメラボディ
１０６  電源スイッチ
１０７  液晶モニタ
１０８  操作ボタン
１０９  メモリカードスロット
１１０  ズームスイッチ
１１１  中央演算装置（ＣＰＵ）
１１２  画像処理装置
１１３  受光素子
１１４  信号処理装置
１１５  半導体メモリ
１１６  通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２０１１−１４５６７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０７３１１号公報
【特許文献３】特開２０１１−３３８６０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２８２２１５号公報
【特許文献５】特開２００８−１４５５０１号公報
【特許文献６】特開２００５−１８１４９９号公報
【図１】
2014052564.tif 000019
【図２】
2014052564.tif 000020
【図３】
2014052564.tif 000021
【図４】
2014052564.tif 000022
【図５】
2014052564.tif 000023
【図６】
2014052564.tif 000024
【図７】
2014052564.tif 000025
【図８】
2014052564.tif 000026
【図９】
2014052564.tif 000027
【図１０】
2014052564.tif 000028
【図１１】
2014052564.tif 000029
【図１２】
2014052564.tif 000030
【図１３】
2014052564.tif 000031
【図１４】
2014052564.tif 000032
【図１５】
2014052564.tif 000033
【図１６】
2014052564.tif 000034
【図１７】
2014052564.tif 000035
【図１８】
2014052564.tif 000036
【図１９】
2014052564.tif 000037
【図２０】
2014052564.tif 000038
【図２１】
2014052564.tif 000039
【図２２】
2014052564.tif 000040
【図２３】
2014052564.tif 000041
【図２４】
2014052564.tif 000042