(57)【要約】    【課題】  正−負−正−正の４群以上の構成を用い、広角端の画角が広く、小型で明るく、しかも所要レンズ枚数が少なく低コストなズームレンズを提供する。    【解決手段】  物体側から、順次、正の焦点距離を有する第１群光学系Ｇ１と、負の焦点距離を有する第２群光学系Ｇ２と、正の焦点距離を有する第３群光学系Ｇ３と、正の焦点距離を有する第４群光学系Ｇ４とを配置してズームレンズを構成する。第１群光学系Ｇ１は、１枚の正レンズＬ１で構成する。ズーミングに際しては、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って、第１群光学系Ｇ１、第３群光学系Ｇ３および第４群光学系Ｇ４は、光軸上を移動するが、第２群光学系Ｇ２は、像面に対して固定的に配置され移動しない。【選択図】    図１
2006079004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から、順次、正の焦点距離を有する第１群光学系と、負の焦点距離を有する第２群光学系と、正の焦点距離を有する第３群光学系と、正の焦点距離を有する第４群光学系とを配置してなるズームレンズにおいて、
前記第１群光学系は１枚の正レンズで構成されるとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って前記第１群光学系、第３群光学系および第４群光学系が光軸上を移動し、且つ前記第２群光学系は、像面に対して固定的に配置されていることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記短焦点広角端の焦点距離をｆｗとし、結像する像の最大像高をｈとして、
条件式：
３５＜ｔａｎ−１（ｆｗ／ｈ）
を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第ｉ群光学系（ｉ＝１〜３）の焦点距離をｆｉとして、
条件式：
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１群光学系を構成する正レンズが、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄについて、
条件式：
Ｎｄ＞１．５５
νｄ  ＞  ５５
を満足する硝材により形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第２群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第１群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成したことを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第３群光学系が接合レンズを含むことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第３群光学系の最も像側の光学面を非球面として構成したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第４群光学系の光軸方向の移動によりフォーカシングを行う構成としたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
カメラ機能部を有し、且つ該カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のズームレンズを含む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、複数組のレンズ群を光軸方向について個別に進退させることにより焦点距離を変更させるようにしたズームレンズに係り、特にディジタルカメラおよびディジタルビデオカメラ等の電子的撮像手段を用いたカメラに好適な広角からのズームレンズ、並びにそのようなズームレンズを用い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、撮影レンズの焦点距離が短く広い画角が得られる広角状態と焦点距離が長く画角が狭い望遠状態とを、焦点距離が最短の広角端と焦点距離が最長の望遠端との間で選択的に切換えることが可能なズームレンズ鏡胴等の可変焦点機構を備えたディジタルカメラが普及している。
この種の可変焦点機構を備えたディジタルカメラに対するユーザのニーズは多岐にわたっており、中でも、高画質化と小型化に対するニーズは群を抜いて高い。したがって、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ている。
ここで、小型化という面では、まず、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る。さらに、高性能化という面では、全ズーム域にわたって少なくとも３００万〜５００万画素の撮像素子に対応した解像力を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、ズームレンズの広角端における半画角は４２度以上であることが望ましい。半画角４２度は、３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離で２４ｍｍに相当する。
【０００３】
従来のこの分野のズームレンズにおいて、民生用に小型化が図られたものとしては、例えば特許文献１（特許第２９２０５４９号公報）および特許文献２（特許第３０９１２５０号公報）に示されたものなどが提案されている。これら特許文献１および特許文献２には、物体側から像面側へ向かって、順次、正の屈折力を有し変倍時に位置固定の第１群光学系と、負の屈折力を有し変倍時に広角端から望遠端にかけて物体側から像面側に移動する第２群光学系と、正の屈折力を有し変倍時に広角端から望遠端にかけて像面側から物体側に移動する第３群光学系と、正の屈折力を有し変倍時に位置固定の第４群光学系とを配置して構成される正−負−正−正の４群ズームによるズームレンズが示されている。しかしながら、特許文献１および特許文献２のズームレンズは、いずれも半画角が２５度未満であり、広角化という面では、充分とはいえない。
【０００４】
また、例えば、特許文献３（特開平６−９４９９７号公報）、特許文献４（特開平１０−６２６８７号公報）および特許文献５（特開平１１−２５８５０７号公報）には、第４群光学系を変倍時に作動させ、より高度な収差補正を行うことによって、さらなる小型化および広角化を図ったものが示されている。特許文献３のものは、基本的な構成は全て開示されているが、小型化という面では充分な構成ではない。特許文献４のものは、レンズ構成枚数を削減することで小型化を目指しているが、充分な収差補正が行われておらず、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応できる性能を有していない。さらに特許文献５のものは比較的小型であり、また、像性能は、前述のものよりも良好であるが、半画角は３３度程度にとどまっており、広角化という面ではまだ充分とはいえない。
さらに、第１群光学系が１枚の正レンズより構成される正−負−正−正の４群ズームとしては、例えば特許文献６、特許文献７、特許文献８および特許文献９に示すものなどが提案されている。しかしながら、これら特許文献６〜特許文献９には、広角化および小型化を両立する構成は示されていない。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９２０５４９号公報
【特許文献２】特許第３０９１２５０号公報
【特許文献３】特開平６−９４９９７号公報
【特許文献４】特開平１０−６２６８７号公報
【特許文献５】特開平１１−２５８５０７号公報
【特許文献６】特開２００１−０４２２１５号公報
【特許文献７】特開２００１−１９４５８６号公報
【特許文献８】特開２００１−２４２３７９号公報
【特許文献９】特開２００１−３５６２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先に述べたように、特許文献１および特許文献２のものは、いずれも半画角が２５度未満であり、広角化という面では不充分であり、特許文献３のものは、小型化という面では不充分な構成であり、特許文献４のものは、充分な収差補正が行われておらず、３００万〜５００万画素の撮像素子に対応できる性能を有しておらず、特許文献５のものは、半画角は３３度程度で、広角化という面では不充分であり、特許文献６〜特許文献９には、広角化および小型化を両立する構成は示されていない。
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、物体側から、順次、正の焦点距離を有する第１群光学系と、負の焦点距離を有する第２群光学系と、正の焦点距離を有する第３群光学系と、正の焦点距離を有する第４群光学系とを配置してなる正−負−正−正の４群以上の構成を用いるズームレンズにおいて、広角端の画角が広いズームレンズでありながら、小型で明るく、しかも所要レンズ枚数の少ない低コストなズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明の請求項１の目的は、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現し得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、充分な広画角を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、レンズ全長を短縮して小型化を実現するとともに組み立ても容易で、変倍時の収差変動も小さくし得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、倍率色収差を良好に補正して、一層高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、主として広角側での歪曲収差、像面湾曲および非点収差を効率良く補正して、一層高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、主として光線経路を効果的に操作して、一層広画角を達成することを可能とするズームレンズを提供することにある。
【０００８】
本発明の請求項７の目的は、特に、変倍比の大きなズームレンズであっても望遠側での球面収差を良好に補正することができ、倍率色収差の補正も容易で、しかも偏心による性能劣化も抑制して、さらに高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、変倍に伴なって変化する第３群光学系からの射出光を所望の角度で第４群光学系へ入射させることができ、一層高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、第４群光学系を、少ない枚数で構成して軽量化を図り、フォーカス群として使用することによって、合焦速度を向上させて、一層高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現し得る携帯情報端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、正の焦点距離を有する第１群光学系と、負の焦点距離を有する第２群光学系と、正の焦点距離を有する第３群光学系と、正の焦点距離を有する第４群光学系とを配置してなるズームレンズにおいて、
前記第１群光学系は１枚の正レンズで構成されるとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って前記第１群光学系、第３群光学系および第４群光学系が光軸上を移動し、且つ前記第２群光学系は、像面に対して固定的に配置されていることを特徴としている。
また、請求項２に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、
前記短焦点広角端の焦点距離をｆｗとし、結像する像の最大像高をｈとして、
条件式：
３５＜ｔａｎ−１（ｆｗ／ｈ）
を満足することを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１または請求項２のズームレンズにおいて、
前記第ｉ群光学系（ｉ＝１〜３）の焦点距離をｆｉとして、
条件式：
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８
を満足することを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、
前記第１群光学系を構成する正レンズが、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄについて、
条件式：
Ｎｄ＞１．５５
νｄ  ＞  ５５
を満足する硝材により形成されることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項４のいずれか１項のズームレンズにおいて、
前記第２群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成したことを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項５のズームレンズにおいて、
前記第１群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成したことを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、
前記第３群光学系が接合レンズを含むことを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、
前記第３群光学系の最も像側の光学面を非球面として構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項９に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、
前記第４群光学系の光軸方向の移動によりフォーカシングを行う構成としたことを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係るカメラは、撮影用光学系として、前記請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを含んでなることを特徴としている。
請求項１１に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、カメラ機能部を有し、且つ該カメラ機能部の撮影用光学系として、前記請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを含んでなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、物体側から、順次、正の焦点距離を有する第１群光学系と、負の焦点距離を有する第２群光学系と、正の焦点距離を有する第３群光学系と、正の焦点距離を有する第４群光学系とを配置してなる正−負−正−正の４群以上の構成を用いるズームレンズにおいて、広角端の画角が広いズームレンズでありながら、小型で明るく、しかも所要レンズ枚数の少ない低コストなズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１のズームレンズによれば、物体側から、順次、正の焦点距離を有する第１群光学系と、負の焦点距離を有する第２群光学系と、正の焦点距離を有する第３群光学系と、正の焦点距離を有する第４群光学系とを配置してなるズームレンズにおいて、前記第１群光学系は１枚の正レンズで構成されるとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って前記第１群光学系、第３群光学系および第４群光学系が光軸上を移動し、且つ前記第２群光学系は、像面に対して固定的に配置されることによって、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２のズームレンズによれば、請求項１のズームレンズであって、前記短焦点広角端の焦点距離をｆｗとし、結像する像の最大像高をｈとして、
条件式：
３５＜ｔａｎ−１（ｆｗ／ｈ）
を満足するようにすることにより、特に、充分な広画角を得ることが可能となる。
本発明の請求項３のズームレンズによれば、請求項１または請求項２のズームレンズであって、前記第ｉ群光学系（ｉ＝１〜３）の焦点距離をｆｉとして、
条件式：
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８
を満足するようにすることにより、特に、レンズ全長を短縮して小型化を実現するとともに組み立ても容易で、変倍時の収差変動も小さくすることができる。
【００１５】
本発明の請求項４のズームレンズによれば、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のズームレンズであって、前記第１群光学系を構成する正レンズが、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄについて、
条件式：
Ｎｄ＞１．５５
νｄ  ＞  ５５
を満足する硝材により形成されることにより、特に、倍率色収差を良好に補正して、一層高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項５のズームレンズによれば、請求項１〜請求項４のいずれか１項のズームレンズであって、前記第２群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成することにより、特に、主として広角側での歪曲収差、像面湾曲および非点収差を効率良く補正して、一層高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項６のズームレンズによれば、請求項５のズームレンズであって、前記第１群光学系の最も物体側の光学面を非球面とすることにより、特に、主として光線経路を効果的に操作して、一層広画角を達成することが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項７のズームレンズによれば、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項のズームレンズであって、前記第３群光学系が接合レンズを含むことにより、特に、変倍比の大きなズームレンズであっても望遠側での球面収差を良好に補正することができ、倍率色収差の補正も容易で、しかも偏心による性能劣化も抑制して、さらに高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項８のズームレンズによれば、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項のズームレンズであって、前記第３群光学系の最も像側の光学面を非球面とすることにより、特に、変倍に伴なって変化する第３群光学系からの射出光を所望の角度で第４群光学系へ入射させることができ、一層高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項９のズームレンズによれば、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項のズームレンズであって、前記第４群光学系の光軸方向の移動によりフォーカシングを行う構成により、特に、第４群光学系を、少ない枚数で構成して軽量化を図り、フォーカス群として使用することによって、合焦速度を向上させて、一層高性能を得ることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の請求項１０のカメラによれば、撮影用光学系として、前記請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを含むことにより、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することができる。
本発明の請求項１１の携帯情報端末装置によれば、カメラ機能部を有し、且つ該カメラ機能部の撮影用光学系として、前記請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを含むことにより、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明に係るズームレンズに係る第１の実施の形態を詳細に説明する。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ために、特許請求の範囲の各請求項に定義した構成およびその機能について説明する。
本発明の請求項１〜請求項９に係るズームレンズは、物体側から、順次、正の焦点距離を有する第１群光学系と、負の焦点距離を有する第２群光学系と、正の焦点距離を有する第３群光学系と、正の焦点距離を有する第４群光学系とを配置して構成したズームレンズであり、さらにそれぞれ次のような特徴を有するものである。
請求項１に係るズームレンズは、前記第１群光学系が１枚の正レンズで構成されるとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って前記第１群光学系、第３群光学系および第４群光学系が光軸上を移動し、且つ前記第２群光学系は、像面に対して固定的に配置される。
【００１９】
請求項２に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、次の条件式を満足する。
３５＜ｔａｎ−１（ｆｗ／ｈ）
但し、ｆｗは、広角端の焦点距離であり、ｈは、結像する像の最大像高である。この条件式は、本発明のズームレンズの広角端における画角を意味し、条件式の範囲外では画角が狭くなる。
請求項３に係るズームレンズは、請求項１または請求項２のズームレンズにおいて、次の条件式を満足する。
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８
但し、ｆｉは、第ｉレンズ群の焦点距離である（ｉ＝１〜３）。この条件式により、本発明のズームレンズ構成において、主たる変倍作用を担う前記第２群光学系と前記第３群光学系の屈折力の比を規定している。条件式の上限を超えると、前記第２群光学系の負の屈折力が小さくなるとともに前記第３群光学系の屈折力も小さくなるので、レンズ全長が長くなる。条件式の下限を超えると、前記第２群光学系の負の屈折力が大きくなるので、高い組み立て精度が要求され、且つ変倍時の収差変動が大きくなる。
【００２０】
請求項４に係るズームレンズは、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第１群光学系を構成する正レンズが、次の条件式を満足する屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを有する硝材である。
【００２１】
Ｎｄ＞１．５５
νｄ＞５５
これらは、変倍比の大きな本発明のズームレンズにおいて発生する倍率色収差を良好に補正するための条件式であり、与えられた範囲外では、ズーム全域にわたって、画面周辺部での倍率色収差が大きくなり、画像に悪影響を与える。
請求項５に係るズームレンズは、請求項１〜請求項４のいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第２群光学系の最も物体側の面が非球面である。前記第２群光学系の最も物体側の面を非球面とすることにより、広角側での歪曲収差、像面湾曲および非点収差を効率良く補正することが可能となる。歪曲収差、像面湾曲および非点収差等の諸収差の補正は、光軸外から入射する光線束の主光線が光軸から大きく離れて通過する面を非球面化することにより光線経路を効果的に操作することが可能となる。
【００２２】
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスおよび光学プラスチックを成型したもの（それぞれガラスモールド非球面およびプラスチックモールド非球面などと称される）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またはレプリカ非球面等と称される）等を使用することができる。
請求項６に係るズームレンズは、請求項５のズームレンズにおいて、前記第１群光学系の最も物体側の面が非球面である。前記第１群光学系を単レンズで構成する際に、広画角を達成するには、光線角度に応じた所望の入射角度を非球面によって形成することで、光線経路を効果的に操作することができる。
この場合も、非球面レンズとしては、光学ガラスおよび光学プラスチックを成型したものや、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等を使用することができる。
請求項７に係るズームレンズは、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系に接合レンズが含まれている。前記第３群光学系中に少なくとも１つの接合レンズを配置することによって、変倍比の大きな本発明のズームレンズにおいても望遠側における球面収差を良好に補正することができ、同時に倍率色収差の補正も容易になる。また偏心による性能劣化も抑制することができる。
【００２３】
請求項８に係るズームレンズは、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系の最も像側の面が非球面である。前記第３群光学系の最も像側の面を非球面とすることにより、変倍に伴なって変化する前記第３群光学系からの射出光を所望の角度で前記第４群光学系へ入射させる働きを持たせている。
やはり、非球面レンズとしては、光学ガラスおよび光学プラスチックを成型したものや、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等を使用することができる。
請求項９に係るズームレンズは、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第４群光学系でフォーカシング、つまり焦点調整（いわゆるピント合わせ）を行う。すなわち、フォーカシング動作に際しては、前記第４群光学系を光軸に沿って移動させる。この場合、主に電子撮像素子を結像面の対象としているため、結像面に入射する光線は平行光であることが望ましい。結像面付近に正の屈折力を有する前記第４群光学系を配置することにより、この条件を容易に達成することができ、さらに前記第４群光学系はズームレンズ全体の収差を整える役割を担っている。この第４群光学系を少ない枚数で構成して軽量化を図り、フォーカス群（合焦群）として使用することで、合焦速度を向上することができる。この際、無限遠から近距離まで、少ないレンズ枚数で良好な撮影性能を得るために、望ましくは、このフォーカス群に少なくとも１面の非球面を用いることによって、収差補正の自由度を上げる。
【００２４】
請求項１０に係るカメラは、請求項１〜請求項９のいずれか１項のズームレンズを、撮影用光学系として備える。上述した請求項１〜請求項９のいずれか１項のズームレンズを撮影用光学系として用いて、カメラを構成すれば、小型で且つ充分な広画角を得ることができ、３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することが可能となる。
請求項１１に係る携帯情報端末装置は、請求項１〜請求項９のいずれか１項のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として備える。上述した請求項１〜請求項９のいずれか１項のズームレンズをカメラ機能部の撮影用光学系として用いて、携帯情報端末装置を構成すれば、小型で且つ充分な広画角を得ることができ、３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することが可能となる。
【実施例１】
【００２５】
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例１、実施例２、実施例３および実施例４は、本発明に係るズームレンズの具体的数値例による具体的構成の実施例であり、他の実施の形態は、実施例１〜実施例４に示されるようなズームレンズを撮影用光学系として用いた本発明に係るカメラまたは携帯情報端末装置の具体的実施の形態である。
本発明に係るズームレンズの実施例１〜実施例４においては、ズームレンズの構成およびその具体的な数値例を示している。
実施例１〜実施例４において、第４群光学系の像側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタおよびＣＣＤイメージセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）である。
また、実施例１および実施例４においては、第２群光学系の最も物体側の面と最も像側の面の双方および第３群光学系の最も物体側の面と最も像側の面の双方がそれぞれ非球面となっている。また、実施例２においては、第１群光学系の最も物体側の面と、第２群光学系の最も物体側の面と最も像側の面の双方と、第３群光学系の最も物体側の面および第３群光学系の最も像側のレンズの物体側の面とがそれぞれ非球面となっている。
【００２６】
さらに、実施例３においては、第２群光学系の最も物体側の面と最も像側の面の双方と、第３群光学系の最も物体側の面および第３群光学系の最も像側のレンズの物体側の面とがそれぞれ非球面となっている。なお、実施例１〜実施例４における非球面は、第２群光学系の最も物体側の面のみが、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して非球面を得る、いわゆるハイブリッドレンズ形式の非球面レンズとしており、その他は、同等の非球面を、各レンズ面をモールド成型によって直接非球面として得る、いわゆるモールド非球面レンズとして形成するようにしている。
実施例１〜実施例４における収差は、充分に補正されており、３００万画素〜５００万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明に従ってズームレンズを構成することによって、充分な小型化および広角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〜実施例４より明らかである。
実施例１〜実施例４における記号の意味は以下の通りである。
【００２７】
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：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、次式で定義される。
【００２８】
【数１】
2006079004.tif 000003
図１は、本発明の実施例１に係るズームレンズの光学系の短焦点広角端の状態における構成および変倍時の各群光学系の移動軌跡を示している。
図１に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、絞りＦＡ、第１フィルタＯＦ１、第２フィルタＯＦ２およびカバーガラスＣＧを具備している。この場合、第１レンズＬ１は、単体で第１群光学系Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第５レンズＬ５〜第８レンズＬ８は、第３群光学系Ｇ３を構成し、そして第９レンズＬ９は、単体で第４群光学系Ｇ４を構成しており、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に対する各参照符号は、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、そのため図２〜図４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。
【００２９】
図１において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、絞りＦＡ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１フィルタＯＦ１、第２フィルタＯＦ２およびカバーガラスＣＧの順で配列されており、カバーガラスＣＧの背後に結像される。
第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。この第１レンズＬ１のみにより単独で構成する第１群光学系Ｇ１は、もちろん正の焦点距離を有する。第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズであり、物体側の面（面番号４）に樹脂層を敷設してハイブリッド形式の非球面（面番号３）を形成している。第３レンズＬ３は、両凹レンズからなる負レンズ、第４レンズＬ４は物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４の像側の面（面番号８）に非球面を形成している。これら第３レンズＬ３および第４レンズＬ４は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第５レンズＬ５は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第５レンズＬ５の物体側の面（面番号１０）に非球面を形成している。第６レンズＬ６は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、第７レンズＬ７は、両凹レンズからなる負レンズである。
【００３０】
第８レンズＬ８は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第８レンズＬ８の像側の面（面番号１７）に非球面を形成している。これら第５レンズＬ５〜第８レンズＬ８４により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正焦点距離（正の屈折力）、を有する。第９レンズＬ９は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズである。この第９レンズＬ９のみにより単独で構成する第４群光学系Ｇ４は、もちろん正の焦点距離を有する。
短焦点広角端、と、長焦点望遠端との間の変倍に際しては、各群および絞りＦＡの相互間の可変間隔、すなわち、第１群光学系Ｇ１の最も像側の面、つまり第１レンズＬ１の像側の面（面番号２）と、第２群光学系Ｇ２の最も物体側の面、つまり第２レンズＬ２の物体側の面（面番号３）との間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２の最も像側の面、つまり第４レンズＬ４の像側の面（面番号８）と、絞りＦＡの面（面番号９）との間隔ｄ２、絞りＦＡの面（面番号９）と、第３群光学系Ｇ３の最も物体側の面、つまり第５レンズＬ５の物体側の面（面番号１０）との間隔ｄ３、第３群光学系Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＬ８の像側の面（面番号１７）と、第４群光学系Ｇ４の最も物体側の面、つまり第９レンズＬ９の物体側の面（面番号１８）との間隔ｄ４が変化する。
【００３１】
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第２群光学系Ｇ２がその位置を固定的に保持し、この短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第１群光学系Ｇ１が物体側に向かって単調に移動し、絞りＦＡが物体側に向かって単調に移動し、第３群光学系Ｇ３が物体側に向かって単調に移動し、そして第４群光学系Ｇ４が像側に向かって単調に移動するように、少なくとも第１群光学系Ｇ１、第３群光学系Ｇ３、絞りＦＡおよび第４群光学系Ｇ４が移動する。
この実施例１においては、全系の焦点距離ｆ，ＦナンバＦ，半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１４〜１７．２１６，Ｆ＝２．１３〜３．１３，ω＝４３．１６〜１４．７３の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００３２】
【表１】
2006079004.tif 000004
【００３３】
表１において面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第３面、第８面、第１０面および第１７面の各光学面が非球面であり、各非球面の（１）式におけるパラメータは次表の通りである。
【００３４】
【表２】
2006079004.tif 000005
【００３５】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の可変間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の可変間隔ｄ２、絞りＦＡと第３群光学系Ｇ３との間の可変間隔ｄ３、そして第３群光学系Ｇ３と第４群光学系Ｇ４との間の可変間隔ｄ４は、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００３６】
【表３】
2006079004.tif 000006
【００３７】
また、この実施例１における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、次の通りとなる。
条件式のパラメータ値：
ｔａｎ−１（ｆｗ／ｈ）＝４２．１９
｜ｆ２｜／ｆ３＝０．７８４
したがって、この実施例１における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、条件式の範囲内である。
【実施例２】
【００３８】
図２は、本発明の実施例２に係るズームレンズの光学系の短焦点広角端の状態における構成および変倍時の各群光学系の移動軌跡を示している。
図２に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、絞りＦＡ、第１フィルタＯＦ１、第２フィルタＯＦ２およびカバーガラスＣＧを具備している。この場合、第１レンズＬ１は、単体で第１群光学系Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第５レンズＬ５〜第８レンズＬ８は、第３群光学系Ｇ３を構成し、そして第９レンズＬ９は、単体で第４群光学系Ｇ４を構成しており、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する。図２には、各光学面の面番号も示している。なお、図２に対する各参照符号は、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、そのため図１、図３および図４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。
【００３９】
図２において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、絞りＦＡ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１フィルタＯＦ１、第２フィルタＯＦ２およびカバーガラスＣＧの順で配列されており、カバーガラスＣＧの背後に結像される。
第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第１レンズＬ１の物体側の面（面番号１）に非球面を形成している。この第１レンズＬ１のみにより単独で構成する第１群光学系Ｇ１は、もちろん正の焦点距離を有する。第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズであり、物体側の面（面番号４）に樹脂層を敷設してハイブリッド形式の非球面（面番号３）を形成している。第３レンズＬ３は、両凹レンズからなる負レンズ、第４レンズＬ４は物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４の像側の面（面番号８）に非球面を形成している。これら第３レンズＬ３および第４レンズＬ４は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。
【００４０】
これら第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第５レンズＬ５は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第５レンズＬ５の物体側の面（面番号１０）に非球面を形成している。第６レンズＬ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、第７レンズＬ７は、両凹レンズからなる負レンズである。第８レンズＬ８は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第８レンズＬ８の物体側の面（面番号１６）に非球面を形成している。これら第５レンズＬ５〜第８レンズＬ８４により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離（正の屈折力）、を有する。第９レンズＬ９は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズである。この第９レンズＬ９のみにより単独で構成する第４群光学系Ｇ４は、もちろん正の焦点距離を有する。
短焦点広角端と長焦点望遠端との間の変倍に際しては、各群および絞りＦＡの相互間の可変間隔、すなわち、第１群光学系Ｇ１の最も像側の面、つまり第１レンズＬ１の像側の面（面番号２）と、第２群光学系Ｇ２の最も物体側の面、つまり第２レンズＬ２の物体側の面（面番号３）との間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２の最も像側の面、つまり第４レンズＬ４の像側の面（面番号８）と、絞りＦＡの面（面番号９）との間隔ｄ２、絞りＦＡの面（面番号９）と、第３群光学系Ｇ３の最も物体側の面、つまり第５レンズＬ５の物体側の面（面番号１０）との間隔ｄ３、第３群光学系Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＬ８の像側の面（面番号１７）と、第４群光学系Ｇ４の最も物体側の面、つまり第９レンズＬ９の物体側の面（面番号１８）との間隔ｄ４が変化する。
【００４１】
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第２群光学系Ｇ２がその位置を固定的に保持し、この短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第１群光学系Ｇ１が物体側に向かって単調に移動し、絞りＦＡが物体側に向かって単調に移動し、第３群光学系Ｇ３が物体側に向かって単調に移動し、そして第４群光学系Ｇ５が像側に向かって単調に移動するように、少なくとも第１群光学系Ｇ１、第３群光学系Ｇ３、絞りＦＡおよび第４群光学系Ｇ４が移動する。
この実施例２においては、全系の焦点距離ｆ，ＦナンバＦ，半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１４〜１７．１３，Ｆ＝２．２７〜３．５１，ω＝４３．２６〜１５．３８の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００４２】
【表４】
2006079004.tif 000007
【００４３】
表４において面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第１面、第３面、第８面、第１０面および第１６面の各光学面が非球面であり、各非球面の（１）式におけるパラメータは次表の通りである。
【００４４】
【表５】
2006079004.tif 000008
【００４５】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の可変間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の可変間隔ｄ２、絞りＦＡと第３群光学系Ｇ３との間の可変間隔ｄ３、そして第３群光学系Ｇ３と第４群光学系Ｇ４との間の可変間隔ｄ４は、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００４６】
【表６】
2006079004.tif 000009
【００４７】
また、この実施例２における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、次の通りとなる。
条件式のパラメータ値：
ｔａｎ−１（ｆｗ／ｈ）＝４２．１３
｜ｆ２｜／ｆ３＝０．６４３
したがって、この実施例２における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、条件式の範囲内である。
【実施例３】
【００４８】
図３は、本発明の実施例３に係るズームレンズの光学系の短焦点広角端の状態における構成および変倍時の各群光学系の移動軌跡を示している。
図３に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、絞りＦＡ、第１フィルタＯＦ１、第２フィルタＯＦ２およびカバーガラスＣＧを具備している。この場合、第１レンズＬ１は、単体で第１群光学系Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第５レンズＬ５〜第８レンズＬ８は、第３群光学系Ｇ３を構成し、そして第９レンズＬ９は、単体で第４群光学系Ｇ４を構成しており、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する。図３には、各光学面の面番号も示している。なお、図３に対する各参照符号は、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、そのため図１、図２および図４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。
【００４９】
図３において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、絞りＦＡ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１フィルタＯＦ１、第２フィルタＯＦ２およびカバーガラスＣＧの順で配列されており、カバーガラスＣＧの背後に結像される。
第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。この第１レンズＬ１のみにより単独で構成する第１群光学系Ｇ１は、もちろん正の焦点距離を有する。第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズであり、物体側の面（面番号４）に樹脂層を敷設してハイブリッド形式の非球面（面番号３）を形成している。第３レンズＬ３は、両凹レンズからなる負レンズ、第４レンズＬ４は物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４の像側の面（面番号８）に非球面を形成している。
【００５０】
これら第３レンズＬ３および第４レンズＬ４は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第５レンズＬ５は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第５レンズＬ５の物体側の面（面番号１０）に非球面を形成している。第６レンズＬ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、第７レンズＬ７は、両凹レンズからなる負レンズである。第８レンズＬ８は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第８レンズＬ８の物体側の面（面番号１６）に非球面を形成している。これら第５レンズＬ５〜第８レンズＬ８４により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離（正の屈折力）、を有する。第９レンズＬ９は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズである。この第９レンズＬ９のみにより単独で構成する第４群光学系Ｇ４は、もちろん正の焦点距離を有する。
【００５１】
短焦点広角端と長焦点望遠端との間の変倍に際しては、各群および絞りＦＡの相互間の可変間隔、すなわち、第１群光学系Ｇ１の最も像側の面、つまり第１レンズＬ１の像側の面（面番号２）と、第２群光学系Ｇ２の最も物体側の面、つまり第２レンズＬ２の物体側の面（面番号３）との間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２の最も像側の面、つまり第４レンズＬ４の像側の面（面番号８）と、絞りＦＡの面（面番号９）との間隔ｄ２、絞りＦＡの面（面番号９）と、第３群光学系Ｇ３の最も物体側の面、つまり第５レンズＬ５の物体側の面（面番号１０）との間隔ｄ３、第３群光学系Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＬ８の像側の面（面番号１７）と、第４群光学系Ｇ４の最も物体側の面、つまり第９レンズＬ９の物体側の面（面番号１８）との間隔ｄ４が変化する。短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第２群光学系Ｇ２がその位置を固定的に保持し、この短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第１群光学系Ｇ１が物体側に向かって単調に移動し、絞りＦＡが物体側に向かって単調に移動し、第３群光学系Ｇ３が物体側に向かって単調に移動し、そして第４群光学系Ｇ５が像側に向かって単調に移動するように、少なくとも第１群光学系Ｇ１、第３群光学系Ｇ３、絞りＦＡおよび第４群光学系Ｇ４が移動する。
この実施例３においては、全系の焦点距離ｆ，ＦナンバＦ，半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１３〜１７．１２，Ｆ＝２．１５〜３．６０，ω＝４３．４１〜１４．９３の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００５２】
【表７】
2006079004.tif 000010
【００５３】
表７において面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第３面、第８面、第１０面および第１６面の各光学面が非球面であり、各非球面の（１）式におけるパラメータは、次表の通りである。
【００５４】
【表８】
2006079004.tif 000011
【００５５】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の可変間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の可変間隔ｄ２、絞りＦＡと第３群光学系Ｇ３との間の可変間隔ｄ３、そして第３群光学系Ｇ３と第４群光学系Ｇ４との間の可変間隔ｄ４は、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００５６】
【表９】
2006079004.tif 000012
【００５７】
また、この実施例３における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、次の通りとなる。
条件式のパラメータ値：
ｔａｎ−１（ｆｗ／ｈ）＝４２．１９
｜ｆ２｜／ｆ３＝０．７５
したがって、この実施例３における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、条件式の範囲内である。
【実施例４】
【００５８】
図４は、本発明の実施例４に係るズームレンズの光学系の短焦点広角端の状態における構成および変倍時の各群光学系の移動軌跡を示している。
図４に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、絞りＦＡ、第１フィルタＯＦ１、第２フィルタＯＦ２およびカバーガラスＣＧを具備している。この場合、第１レンズＬ１は、単体で第１群光学系Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第５レンズＬ５〜第８レンズＬ８は、第３群光学系Ｇ３を構成し、そして第９レンズＬ９は、単体で第４群光学系Ｇ４を構成しており、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する。図４には、各光学面の面番号も示している。なお、図４に対する各参照符号は、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、そのため図１〜図３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。
【００５９】
図４において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、絞りＦＡ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１フィルタＯＦ１、第２フィルタＯＦ２およびカバーガラスＣＧの順で配列されており、カバーガラスＣＧの背後に結像される。
第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。この第１レンズＬ１のみにより単独で構成する第１群光学系Ｇ１は、もちろん正の焦点距離を有する。第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズであり、物体側の面（面番号４）に樹脂層を敷設してハイブリッド形式の非球面（面番号３）を形成している。第３レンズＬ３は、両凹レンズからなる負レンズ、第４レンズＬ４は物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４の像側の面（面番号８）に非球面を形成している。これら第３レンズＬ３および第４レンズＬ４は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第５レンズＬ５は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第５レンズＬ５の物体側の面（面番号１０）に非球面を形成している。
【００６０】
第６レンズＬ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、第７レンズＬ７は、両凹レンズからなる負レンズである。第８レンズＬ８は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第８レンズＬ８の物体側の面（面番号１６）に非球面を形成している。これら第５レンズＬ５〜第８レンズＬ８４により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離（正の屈折力）、を有する。第９レンズＬ９は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズである。この第９レンズＬ９のみにより単独で構成する第４群光学系Ｇ４は、もちろん正の焦点距離を有する。
短焦点広角端と長焦点望遠端との間の変倍に際しては、各群および絞りＦＡの相互間の可変間隔、すなわち、第１群光学系Ｇ１の最も像側の面、つまり第１レンズＬ１の像側の面（面番号２）と、第２群光学系Ｇ２の最も物体側の面、つまり第２レンズＬ２の物体側の面（面番号３）との間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２の最も像側の面、つまり第４レンズＬ４の像側の面（面番号８）と、絞りＦＡの面（面番号９）との間隔ｄ２、絞りＦＡの面（面番号９）と、第３群光学系Ｇ３の最も物体側の面、つまり第５レンズＬ５の物体側の面（面番号１０）との間隔ｄ３、第３群光学系Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＬ８の像側の面（面番号１７）と、第４群光学系Ｇ４の最も物体側の面、つまり第９レンズＬ９の物体側の面（面番号１８）との間隔ｄ４が変化する。
【００６１】
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第２群光学系Ｇ２がその位置を固定的に保持し、この短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第１群光学系Ｇ１が物体側に向かって単調に移動し、絞りＦＡが物体側に向かって単調に移動し、第３群光学系Ｇ３が物体側に向かって単調に移動し、そして第４群光学系Ｇ５が像側に向かって単調に移動するように、少なくとも第１群光学系Ｇ１、第３群光学系Ｇ３、絞りＦＡおよび第４群光学系Ｇ４が移動する。
この実施例４においては、全系の焦点距離ｆ，ＦナンバＦ，半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１４〜１７．１４，Ｆ＝２．１３〜３．５８，ω＝４３．４４〜１４．９２の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００６２】
【表１０】
2006079004.tif 000013
【００６３】
表１０において面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第３面、第８面、第１０面および第１７面の各光学面が非球面であり、各非球面の（１）式におけるパラメータは次表の通りである。
【００６４】
【表１１】
2006079004.tif 000014
【００６５】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の可変間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の可変間隔ｄ２、絞りＦＡと第３群光学系Ｇ３との間の可変間隔ｄ３、そして第３群光学系Ｇ３と第４群光学系Ｇ４との間の可変間隔ｄ４は、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００６６】
【表１２】
2006079004.tif 000015
【００６７】
また、この実施例４における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、次の通りとなる。
条件式のパラメータ値：
ｔａｎ−１（ｆｗ／ｈ）＝４２．１９
｜ｆ２｜／ｆ３＝０．７５２
したがって、この実施例４における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、条件式の範囲内である。
図５〜図７は、上述した実施例１に係る図１に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、このうち、図５は、短焦点広角端における収差曲線図、図６は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図７は、長焦点望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はｄ線、細線はｇ線をあらわしている。
【００６８】
図８〜図１０は、上述した実施例２に係る図２に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図８は、短焦点広角端における収差曲線図、図９は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１０は、長焦点望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はｄ線、細線はｇ線をあらわしている。
図１１〜図１３は、上述した実施例３に係る図３に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図１１は、短焦点広角端における収差曲線図、図１２は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１３は、長焦点望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はｄ線、細線はｇ線をあらわしている。
【００６９】
そして、図１４〜図１６は、上述した実施例４に係る図４に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図１４は、短焦点広角端における収差曲線図、図１５は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１６は、長焦点望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はｄ線、細線はｇ線をあらわしている。
これらの図５〜図１６の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例１〜実施例４に係る図１〜図４に示した構成のズームレンズでは、いずれも収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
【００７０】
［第２の実施の形態］
次に、上述した実施例１〜実施例４に示されたような本発明に係るズームレンズを撮影光学系として採用してカメラを構成した本発明の第２の実施の形態について図１７〜図２０を参照して説明する。図１７は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す撮影レンズ鏡胴を沈胴させて収納した状態における斜視図、図１８は、図１７のカメラの外観を示す撮影レンズ鏡胴を突出させた撮影状態における斜視図、図１９は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図２０は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
図１７、図１８および図１９に示すように、カメラは、撮影レンズ１０１、シャッタボタン１０２、ズームレバー１０３、ファインダ１０４、ストロボ１０５、液晶モニタ１０６、操作ボタン１０７、電源スイッチ１０８、メモリおよび通信カードスロット１０９等を備えている。さらに、図２０に示すように、カメラは、受光素子２０１、信号処理装置２０２、画像処理装置２０３、中央演算装置（ＣＰＵ）２０４、半導体メモリ２０５および通信カード等２０６も備えている。
【００７１】
カメラは、撮影レンズ１０１とＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子２０１を有しており、撮影光学系である撮影レンズ１０１によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子２０１によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ１０１としては、第１〜第４の実施例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。具体的には、ズームレンズを構成する光学要素であるレンズ等を用いてレンズユニットを構成する。このレンズユニットは、各レンズ等を、少なくともレンズ群毎に移動操作し得るように保持する機構を有する。カメラに組み込まれる撮影レンズ１０１は、通常の場合、このレンズユニットの形で組み込まれる。
受光素子２０１の出力は、中央演算装置２０４によって制御される信号処理装置２０２によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置２０２によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置２０４によって制御される画像処理装置２０３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２０５に記録される。この場合、半導体メモリ２０５は、メモリおよび通信カードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６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２０５に記録されている画像を表示することもできる。
【００７２】
また、半導体メモリ２０５に記録した画像は、メモリおよび通信カードスロット１０９に装填した通信カード等２０６を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ１０１は、カメラの携帯時には図１７に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ１０８を操作して電源を投入すると、図１８に示すように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。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、例えば短焦点端の配置となっており、ズームレバー１０３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、長焦点端への変倍動作を行うことができる。なお、ファインダ１０４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１０２の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係る正−負−正−正の４群で構成されるズームレンズ（請求項１〜請求項９で定義され、あるいは実施例１〜実施例４に示されたズームレンズ）におけるフォーカシングは、第４群光学系Ｇ４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１０２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。
【００７３】
半導体メモリ２０５に記録した画像を液晶モニタ１０６に表示させたり、通信カード等２０６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０７を所定のごとく操作する。半導体メモリ２０５および通信カード等２０６は、メモリおよび通信カードスロット１０９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。
なお、撮影レンズ１０１が沈胴状態にあるときには、ズームレンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良く、複数群の光学系を並列的に収納されるような機構とすれば、カメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、実施例１〜実施例４に示されたようなズームレンズを用いた撮影レンズ１０１を撮影光学系として使用することができる。したがって、３００万画素〜５００万画素クラスの受光素子を使用した高画質で小型のカメラまたは携帯情報端末装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施例１に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。
【図５】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における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図６】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、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図７】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における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図８】図２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における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図９】図２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、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１０】図２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における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１１】図３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における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１２】図３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、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１３】図３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における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１４】図４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における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１５】図４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、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１６】図４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における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１７】本発明に係るカメラの実施の形態の外観構成を模式的に示す物体側から見た斜視図であり、撮影レンズがカメラのボディー内に沈胴埋没している状態を示している。
【図１８】図１７におけるカメラの撮影レンズがボディーから突出している状態を示す外観構成を模式的に示す物体側から見た斜視図である。
【図１９】図１７の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２０】図１７のカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
Ｇ１  第１群光学系
Ｇ２  第２群光学系
Ｇ３  第３群光学系
Ｇ４  第４群光学系
Ｌ１〜Ｌ９  第１レンズ〜第９レンズ
ＦＡ  絞り
ＯＦ１，ＯＦ２  フィルタ
ＣＧ  カバーガラス
１０１  撮影レンズ
１０２  シャッタボタン
１０３  ズームレバー
１０４  ファインダ
１０５  ストロボ
１０６  液晶モニタ
１０７  操作ボタン
１０８  電源スイッチ
１０９  メモリおよび通信カードスロット
２０１  受光素子（エリアセンサ）
２０２  信号処理装置
２０３  画像処理装置
２０４  中央演算装置（ＣＰＵ）
２０５  半導体メモリ
２０６  通信カード等
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４  間隔
【図１】
2006079004.tif 000016
【図２】
2006079004.tif 000017
【図３】
2006079004.tif 000018
【図４】
2006079004.tif 000019
【図５】
2006079004.tif 000020
【図６】
2006079004.tif 000021
【図７】
2006079004.tif 000022
【図８】
2006079004.tif 000023
【図９】
2006079004.tif 000024
【図１０】
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【図１１】
2006079004.tif 000026
【図１２】
2006079004.tif 000027
【図１３】
2006079004.tif 000028
【図１４】
2006079004.tif 000029
【図１５】
2006079004.tif 000030
【図１６】
2006079004.tif 000031
【図１７】
2006079004.tif 000032
【図１８】
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【図１９】
2006079004.tif 000034
【図２０】
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