(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側に向かって順に、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、負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、から構成されるズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズで構成し、前記第４レンズ群は物体側に開口絞りを有し、
前記第４レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成し、
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レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するように各群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が物体側に移動することにより行い、以下の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．２＜Ｄ３ｓ＿ｗ／ｆｔ＜０．４          （１）
ここで、Ｄ３ｓ＿ｗは、広角端における前記第３レンズ群と前記開口絞りの空気間隔であり、ｆｔは、望遠端の焦点距離である。
【請求項２】
物体側より像側に向かって順に、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、負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、から構成されるズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズで構成し、前記第４レンズ群は物体側に開口絞りを有し、
前記第４レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成し、
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レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するように各群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が物体側に移動することにより行い、以下の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．２＜Ｄ３ｓ＿ｗ／ｆｔ＜０．４          （１）
ここで、Ｄ３ｓ＿ｗは、広角端における前記第３レンズ群と前記開口絞りの空気間隔であり、ｆｔは、望遠端の焦点距離である。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．１＜Ｄ２３＿ｗ／ｆｗ＜０．３      （２）
ここで、Ｄ２３＿ｗは、広角端で物体距離が無限遠物体において、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔であり、ｆｗは、広角端のレンズ全系の焦点距離である。
【請求項４】
請求項１ないし請求項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（３）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．０５＜Ｄ２３＿ｔ／ｆｔ＜０．１      （３）
ここで、Ｄ２３＿ｔは、望遠端で物体距離が無限遠物体において、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔であり、ｆｔは、広角端の全系の焦点距離である。
【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（４）を満足することを特徴とするズームレンズ。
−３．０＜ｆ３／ｆｗ＜−１．５      （４）
ここで、ｆ３は、前記第３レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは、広角端の全系の焦点距離である。
【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（５）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．２＜Ｄ４／ＴＬｗ＜０．３      （５）
ここで、Ｄ４は、前記第４レンズ群の光軸上の間隔であり、ＴＬｗは、広角端における全長である。
【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（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．０＜ｆ４／ｆｗ＜１．５      （６）
ここで、ｆ４は、前記第４レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは、広角端の全系の焦点距離である。
【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、前記第４レンズ群は少なくとも１枚の正レンズが非球面レンズであ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、焦点距離を変化させて画角を変化させる変倍機能を有するレンズに係り、特に、固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラやビデオカメラ等に好適なズームレンズ、そのようなズームレンズを撮像用光学系として用いるカメラおよびそのような撮像機能を有する携帯情報端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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．撮影画質の更なる向上、装置本体の更なる小型化が求められ、撮影レンズとして用いられ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。
ズームレンズの高性能化という面では、解像力の面から１０００万画素以上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求められる。
また、ズームレンズの広画角化を望むユーザも多く、広角端の半画角は、３８度以上であることが望ましい。この半画角３８度は、「３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離」で２８ｍｍに相当する。
さらに、フォーカシングに際しては、フォーカシング速度の向上が望まれている。
従来、４群構成のズームレンズとして、「物体側より像側に向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、開口絞り、正の屈折力を有する第４レンズ群を配設し、広角端から望遠端への変倍に際して、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レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が増大し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が減少するように各群が移動するズームレンズが特許文献１（特開２００９−２５１１１２号公報）に記載されている。
また、このようなズームタイプのその他の従来技術としては、特許文献２（特開２００４−３４１０６号公報）に記載されたものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された結像レンズは、全長が長く、小型とは言えない．また絞りが第４レンズ群内にあることにより、第３レンズ群の径が大きくなっており、フォーカシングレンズの小型化が十分ではない。
また、特許文献２に記載された結像レンズは、フォーカシングを第２レンズ群と第３レンズ群で行っているため、フォーカシングレンズの小型化が十分ではない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、請求項１に記載の発明の目的とするところは、広角端の半画角が３８度以上と十分に広画角でありながら３倍程度の変倍比を有し、構成枚数が１１枚程度と少なく、小型でかつ１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有すると共に、フォーカシングが速くできる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】
【０００４】
請求項１に記載した本発明に係るズームレンズは、
物体側より像側に向かって順に、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、負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、から構成されるズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズで構成し、前記第４レンズ群は物体側に開口絞りを有し、
前記第４レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成し、
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レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するように各群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が物体側に移動することにより行い、
広角端における前記第３レンズ群と前記開口絞りの空気間隔をＤ３ｓ＿ｗとし、レンズ全系の望遠端の焦点距離をｆｔとするとき、
以下の条件式（１）：
０．２＜Ｄ３ｓ＿ｗ／ｆｔ＜０．４      （１）
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の本発明によれば、
物体側より像側に向かって順に、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、負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、から構成されるズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズで構成し、前記第４レンズ群は物体側に開口絞りを有し、
前記第４レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成し、
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レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するように各群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が物体側に移動することにより行い、
広角端における前記第３レンズ群と前記開口絞りの空気間隔をＤ３ｓ＿ｗとし、レンズ全系の望遠端の焦点距離をｆｔとするとき、
以下の条件式（１）：
０．２＜Ｄ３ｓ＿ｗ／ｆｔ＜０．４      （１）
を満足することにより、
広角端の半画角が３８度以上と十分に広画角でありながら３倍程度の変倍比を有し、構成枚数が１１枚程度と少なく、小型でかつ１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができ、延いては、小型かつ高画質で、フォーカシングの速い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。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の実施例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模式的に示す図であり、（ａ）は広角端（短焦点端）、（ｂ）は中間焦点距離、（ｃ）は望遠端（長焦点端）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広角端（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望遠端（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５】本発明の第１の実施の形態の実施例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模式的に示す図であり、（ａ）は広角端（短焦点端）、（ｂ）は中間焦点距離、（ｃ）は望遠端（長焦点端）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広角端（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望遠端（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９】本発明の第１の実施の形態の実施例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模式的に示す図であり、（ａ）は広角端（短焦点端）、（ｂ）は中間焦点距離、（ｃ）は望遠端（長焦点端）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広角端（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望遠端（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１３】本発明の第１の実施の形態の実施例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模式的に示す図であり、（ａ）は広角端（短焦点端）、（ｂ）は中間焦点距離、（ｃ）は望遠端（長焦点端）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広角端（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望遠端（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】本発明の第２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１８】図１７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１９】図１７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２０】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】
【０００７】
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装置を詳細に説明する。
具体的な実施例について説明する前に、先ず、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の特徴を以下に述べる。
物体側より像側に向かって順に、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、負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、から構成されるズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズで構成し、前記第４レンズ群は物体側に開口絞りを有し、
前記第４レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成し、
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レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するように各群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が物体側に移動することにより行い、さらに、広角端における前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の空気間隙をＤ３ｓ＿ｗとし、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、下記の条件式（１）：
０．２＜Ｄ３ｓ＿ｗ／ｆｔ＜０．４      （１）
を満足することである（請求項１に対応する）。
また、上記第１の実施の形態に係るズームレンズの特徴は、
物体側より像側に向かって順に、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、負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、から構成されるズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズで構成し、前記第４レンズ群は物体側に開口絞りを有し、
前記第４レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成し、
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レンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するように各群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が物体側に移動することにより行い、
広角端における前記第３レンズ群と前記開口絞りの空気間隔をＤ３ｓ＿ｗとし、レンズ全系の望遠端の焦点距離をｆｔとするとき、
以下の条件式（１）：
０．２＜Ｄ３ｓ＿ｗ／ｆｔ＜０．４      （１）
を満足することである（請求項２に対応する）。このように構成することで、上記請求項１と同様に、
広角端の半画角が３８度以上と十分に広画角でありながら３倍程度の変倍比を有し、構成枚数が１１枚程度と少なく、小型でかつ１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができ、延いては、小型かつ高画質で、フォーカシングの速い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。
【０００８】
上記第１の実施の形態に係るズームレンズの特徴は、広角端で物体距離が無限遠物体において、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔をＤ２３＿ｗとし、広角端のレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
下記の条件式（２）：
０．１＜Ｄ２３＿ｗ／ｆｗ＜０．３      （２）
を満足することである（請求項３に対応する）。
第１の実施の形態に係るズームレンズのさらなる特徴は、
望遠端で物体距離が無限遠物体において、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＤ２３＿ｔとし、望遠端の全系の焦点距離をｆｔとするとき、
下記の条件式（３）：
０．０５＜Ｄ２３＿ｔ／ｆｔ＜０．１      （３）
を満足することである（請求項４に対応する）。
【０００９】
本実施の形態におけるズームレンズのさらなる特徴は、
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、広角端の全系の焦点距離をｆｗとするとき、
下記の条件式（４）：
−３．０＜ｆ３／ｆｗ＜−１．５      （４）
を満足することである（請求項５に対応する）。
本実施の形態におけるズームレンズのさらなる特徴は、
前記第４レンズ群の光軸上の間隔をＤ４とし、広角端における全長をＴＬｗとするとき、
下記の条件式（５）：
０．２＜Ｄ４／ＴＬｗ＜０．３      （５）
を満足することである（請求項６に対応する）。
【００１０】
本実施例の形態におけるズームレンズのさらなる特徴は、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とし、広角端の全系の焦点距離をｆｗとするとき、
下記の条件式（６）：
１．０＜ｆ４／ｆｗ＜１．５      （６）
を満足することである（請求項７に対応する）。
本実施例の形態におけるズームレンズのさらなる特徴は、
前記第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズが非球面レンズである（請求項８に対応する）。
本発明の第２の実施例の形態におけるカメラは、上記特徴を有するズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することである（請求項９に対応する）。
本発明の第３の実施例の形態に係る携帯情報端末装置は、上記ズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することである（請求項１０に対応する）。
本発明の構成において、第３レンズ群を１枚のレンズで構成し、絞りを第４レンズ群の物体側に配置し、フォーカシングレンズの小型化を図っている。さらに以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
０．２＜Ｄ３ｓ＿ｗ／ｆｔ＜０．４      （１）
ここで、Ｄ３ｓ＿ｗは、広角端における第３レンズ群と絞りの空気間隔であり、ｆｔは、望遠端の焦点距離である。
【００１１】
条件式（１）の上限を超えると、第３レンズ群と絞りが大きく離れるため、第３レンズ群の径方向が大型化し、第３レンズ群における収差補正が困難になる。一方、条件式（１）の下限を下回ると、第４レンズ群の変倍するための間隔が小さくなり、ズーム域全体の収差補正が困難になる。
広角端のフォーカシング範囲を確保しつつ、より高性能にするためには、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．１＜Ｄ２３＿ｗ／ｆｗ＜０．３      （２）
ここで、Ｄ２３＿ｗは、広角端で物体距離が無限遠物体において、第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔であり、ｆｗは、広角端の全系の焦点距離である。
条件式（２）の上限を超えると、広角端における収差補正が困難になる。条件式（２）の下限を下回ると、フォーカシング範囲を確保しようとする場合、第３レンズ群で発生する収差が大きくなることにより、フォーカシングの際の収差変動が大きくなる。
望遠端のフォーカシング範囲を確保しつつ、より高性能にするためには、以下の条件式（３）を満足すると良い。
０．０５＜Ｄ２３＿ｔ／ｆｔ＜０．１      （３）
ここで、Ｄ２３＿ｔは、望遠端で物体距離が無限遠物体において、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔であり、ｆｔは、広角端の全系の焦点距離である。
【００１２】
条件式（３）の上限を超えると、望遠端における収差補正が困難になる。条件式（３）の下限を下回ると、フォーカシング範囲を確保しようとする場合、第３レンズ群で発生する収差が大きくなり、フォーカシングの際の収差変動が大きくなる。
フォーカシング範囲を確保しつつ、より高性能にするためには、以下の条件式（４）を満足すると良い。
−３．０＜ｆ３／ｆｗ＜−１．５      （４）
ここで、ｆ３は、第３レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは、広角端の全系の焦点距離である。
条件式（４）の上限を超えると、フォーカシング時に移動する範囲を大きく確保する必要性が生じ、大型化するか、収差補正が困難になる。条件式（４）の下限を下回ると、第３レンズ群で発生する収差が大きくなり、フォーカシングの際の収差変動が大きくなる。
さらに高性能にするためには、以下の条件式（５）を満足すると良い。
０．２＜Ｄ４／ＴＬｗ＜０．３      （５）
ここで、Ｄ４は、第４レンズ群の光軸上の間隔であり、ＴＬｗは、広角端における全長である。
【００１３】
条件式（５）の上限を超えると、第４レンズ群の像側のレンズの径方向が大型化する。また、沈胴で収納した場合の収納厚さが厚くなってしまう。条件式（５）の下限を下回ると、第４レンズ群内の収差補正が困難になる。
より高性能にするために、第４レンズ群は、物体側から順に、正レンズＬ７、正レンズＬ８、負レンズＬ９、正レンズＬ１０、負レンズＬ１１で構成すると良い。
上記のように構成することにより、単色収差・色収差共に収差補正することができる。正レンズＬ７、正レンズＬ８、負レンズＬ９と正レンズＬ１０、負レンズＬ１１を２つの群として構成しても良いが、２つの群間で収差のやりとりをするため、製造上１つの群として構成することが望ましい。
さらに高性能にするためには、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
１．０＜ｆ４／ｆｗ＜１．５      （６）
ここで、ｆ４は、第４レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは、広角端の全系の焦点距離である。
条件式（６）の上限値を超えると、第４レンズ群の移動量が大きくなりすぎ、全体の収差補正が困難になる。条件式（６）の下限値を下回ると、第４レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、第４レンズ群内の収差補正が困難になる。
【００１４】
球面収差やコマ収差を十分に補正するためには、第４レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズであってかつ非球面レンズにすると良い。非球面の形状は、周辺になるに従い、正のパワーが弱くなる形状にすることが望ましい。
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る結像レンズの具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において、最大像高は短焦点端においてＹ´＝１２．３ｍｍ、中間焦点距離、長焦点端においてＹ´＝１４．３ｍｍ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フィルタ等ＭＦ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、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。
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。本発明の実施の形態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、以下に説明する各実施例より明らかである。
ところで、実施例１〜４のズームレンズは、上記の如く性能良好であるが、広角端（短焦点短）においては歪曲収差が発生している。勿論、歪曲収差は「中間焦点距離付近や長焦点端」では有効に抑えられている。
【００１５】
この状態を、図２０に説明図的に示す。図２０において、符号Ｉｍ１で示すのは、望遠端（長焦点端）および中間焦点距離近傍における「像面形状」であり、撮像素子の受光面と略同一の矩形形状をなしている。一方、破線で示す像面形状Ｉｍ２は、広角端（短焦点端）における像面形状であり、負の歪曲収差により「樽型形状」となっている。しかしながら、この歪曲収差は、「電気的な補正」により補正可能である。補正の方法は、種々考えられるが、例えば、図２０に示すように、像面形状の中心から縦方向の基準線に対して角：θをなす直線上にある「画素」Ｐを考えてみる。図の如く、この受光素子の画素Ｐの上記中心からの距離を「Ｘ」、上記中心からの距離を「Ｘ」における歪曲収差をＤｉｓ（Ｘ）［％］とすると、上記距離「Ｘ」の位置にある画素Ｐを１００×Ｘ／（１００＋Ｄｉｓ（Ｘ））に変換する補正を行えばよい。このようにして、広角端（短焦点端）における歪曲収差を良好に補正した画像を撮像することができる。
そのため、広角端（短焦点端）での像高は、中間焦点距離での像高や望遠端（長焦点端）での像高よりも小さくしている。
【００１６】
実施例における記号の意味は、以下の通りである。
【００１７】
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
ただし、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Ｘ、非球面係数をＡ２ｉとして、非球面は、以下の式で定義される。
【００１８】
【数１】
0005761606.tif 000002
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態の実施例１に係るズームレンズの光学系の構成および広角端（短焦点端）から所定の中間焦点距離を経て望遠端（長焦点端）へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、（ａ）は広角端（短焦点端）における光軸に沿った模式的断面図、（ｂ）は中間焦点距離における光軸に沿った模式的断面図、（ｃ）は望遠端（長焦点端）における光軸に沿った模式的断面図である。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、負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３レンズ群Ｇ３は、１枚の負レンズで構成し、第４レンズ群Ｇ４は、物体側に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１および第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および第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を有してなり、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側に向かって、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０および第１１レンズＬ１１を有してなる。
【００２０】
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、第４レンズ群Ｇ４の物体側に設けられ、第４レンズ群Ｇ４と一体に動作する。図１には、各光学面の面番号も示している。
広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）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との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの望遠端における位置が、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メニスカス正レンズからなる第２レンズ（第１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。
【００２１】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズ（第３負レンズ）Ｌ３と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズであって、その両面に非球面を形成している非球面レンズからなる第４レンズ（第４負レンズ）Ｌ４と、像側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズ（正レンズ）Ｌ５とを配している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側により強い凹面を向けた１枚の両凹負レンズ（負レンズ）Ｌ６からなる。開口絞りＡＤは、第４レンズ群Ｇ４の物体側に配置されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い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７レンズ（第７正レンズ）Ｌ７と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第８レンズ（第８正レンズ）Ｌ８と、物体側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第９レンズ（負レンズ）Ｌ９とを配しており、第８レンズＬ８と第９レンズＬ９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の像側には、さらに、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる正レンズＬ１０および像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）L１１が配置されている。
【００２２】
この場合、図１に示すように、広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少するように、各群が移動し、フォーカシングに際して第３レンズ群Ｇ３が物体側に移動することにより行う。
この実施例１においては、全光学系の焦点距離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＝１６．１５〜５３．８７、Ｆ＝３．６５〜５．８６、ω＝４１．８５〜１４．５７の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。
【００２３】
【表１】
0005761606.tif 000003
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、硝種名の後の括弧内に、次の通り硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）、ＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表１においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１３面および第１４面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、下記の表２の通りである。
但し、第４レンズＬ４および第７レンズＬ７は、物体側面（第６面、第１３面）および像側面（第７面、第１４面）に、それぞれ樹脂からなる非球面薄膜が形成されたハイブリッド非球面レンズである。
【００２４】
【表２】
0005761606.tif 000004
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と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＣ、そして第４レンズ群Ｇ４とフィルタ等ＭＦとの間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って表３のように変化させられる。
【００２５】
【表３】
0005761606.tif 000005
また、望遠端における開口絞りＡＤの開放径はφ１０．２であり、このときの像高Ｙ′＝１４．３である。図２０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、広角端における開口絞りＡＤの開放径は、φ１０．８であり、このときの像高Ｙ′＝１２．３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。
したがって、条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００２６】
【表４】
0005761606.tif 000006
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】
【００２７】
図５は、本発明の第１の実施の形態の実施例２に係るズームレンズの光学系の構成および広角端（短焦点端）から所定の中間焦点距離を経て望遠端（長焦点端）へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、（ａ）は広角端（短焦点端）における光軸に沿った模式的断面図、（ｂ）は中間焦点距離における光軸に沿った模式的断面図、（ｃ）は望遠端（長焦点端）における光軸に沿った模式的断面図である。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、負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３レンズ群Ｇ３は、１枚の負レンズで構成し、第４レンズ群Ｇ４は、物体側に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１および第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および第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を有してなり、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側に向かって順に、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０および第１１レンズＬ１１を有してなる。
【００２８】
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、第４レンズ群Ｇ４の物体側に設けられ、第４レンズ群Ｇ４と一体に動作する。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。
広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）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との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの望遠端における位置が、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メニスカス正レンズからなる第２レンズ（第１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。
【００２９】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズ（第３負レンズ）Ｌ３と、像側に強い凹面を向けた両凹レンズであって、その両面に非球面を形成している非球面レンズからなる第４レンズ（第４負レンズ）Ｌ４と、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズ（正レンズ）Ｌ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第４レンズ群Ｇ４の物体側に配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側により強い凹面を向けた１枚の負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い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７レンズ（第７正レンズ）Ｌ７と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第８レンズ（第８正レンズ）Ｌ８と、物体側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第９レンズ（負レンズ）Ｌ９とを配している。第８レンズＬ８と第９レンズＬ９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像側には、さらに、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる正レンズＬ１０および像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ１１が配置されている。
【００３０】
この場合、図５に示すように、広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少するように、各群が移動し、フォーカシングに際して第３レンズ群Ｇ３が物体側に移動することにより行う。
この実施例２においては、全光学系の焦点距離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＝１６．１７〜５３．８３、Ｆ＝３．６６〜５．８１、ω＝４１．８１〜１４．５９の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表５の通りである。
【００３１】
【表５】
0005761606.tif 000007
表５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、硝種名の後の括弧内に、次の通り硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）、ＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表５においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１３面および第１４面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、下記の表６の通りである。
但し、第４レンズＬ４および第７レンズＬ７は、物体側面（第６面、第１３面）および像側面（第７面、第１４面）に、それぞれ樹脂からなる非球面薄膜が形成されたハイブリッド非球面レンズである。
【００３２】
【表６】
0005761606.tif 000008
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と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＣ、そして第４レンズ群Ｇ４とフィルタ等ＭＦとの間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って表７のように変化させられる。
【００３３】
【表７】
0005761606.tif 000009
また、望遠端における開口絞りＡＤの開放径はφ１０．２であり、このときの像高Ｙ′＝１４．３である。図２０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、広角端における開口絞りＡＤの開放径は、φ１０．８であり、このときの像高Ｙ′＝１２．３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。
したがって、条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００３４】
【表８】
0005761606.tif 000010
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】
【００３５】
図９は、本発明の第１の実施の形態の実施例３に係るズームレンズの光学系の構成および広角端（短焦点端）から所定の中間焦点距離を経て望遠端（長焦点端）へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、（ａ）は広角端（短焦点端）における光軸に沿った模式的断面図、（ｂ）は中間焦点距離における光軸に沿った模式的断面図、（ｃ）は望遠端（長焦点端）における光軸に沿った模式的断面図である。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、負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３レンズ群Ｇ３は、１枚の負レンズで構成し、第４レンズ群Ｇ４は、物体側に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１および第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および第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を有してなり、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側に向かって順に、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０および第１１レンズＬ１１を有してなる。第３レンズ群Ｇ３は、単一のレンズＬ６を有している。
【００３６】
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、第４レンズ群Ｇ４の物体側に設けられ、第４レンズ群Ｇ４と一体に動作する。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。
広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）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との間隔が変化し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの望遠端における位置が、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メニスカス正レンズからなる第２レンズ（第１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。
【００３７】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズ（第３負レンズ）Ｌ３と、物体側に強い凹面を向けた両凹レンズであって、その両面に非球面を形成している非球面レンズからなる第４レンズ（第４負レンズ）Ｌ４と、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズ（正レンズ）Ｌ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第４レンズ群Ｇ４の物体側に配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側により強い凹面を向けた１枚の負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズである第７レンズ（第７正レンズ）Ｌ７と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第８レンズ（第８正レンズ）Ｌ８と、物体側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第９レンズ（負レンズ）Ｌ９とを配している。第８レンズＬ８と第９レンズＬ９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の像側には、さらに、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる正レンズＬ１０および像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ１１が配置されている。上記第１０レンズＬ１０の両面に非球面を形成した非球面レンズである。
【００３８】
この場合、図９に示すように、広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少するように、各群が移動し、フォーカシングに際して第３レンズ群Ｇ３が物体側に移動することにより行う。
この実施例３においては、全光学系の焦点距離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＝１６．１７〜５３．７７、Ｆ＝３．６３〜５．８９、ω＝４１．８４〜１４．５７の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表９の通りである。
【００３９】
【表９】
0005761606.tif 000011
表９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る。また、硝種名の後の括弧内に、次の通り硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）、ＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表９においては、「＊」が付された第６面、第７面、第１８面および第１９面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、下記の表１０の通りである。
但し、第４レンズＬ４および第１０レンズＬ１０は、物体側面（第６面、第１８面）および像側面（第７面、第１９面）に、それぞれ樹脂からなる非球面薄膜が形成されたハイブリッド非球面レンズである。
【００４０】
【表１０】
0005761606.tif 000012
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と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＣ、そして第４レンズ群Ｇ４とフィルタ等ＭＦとの間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って表１１のように変化させられる。
【００４１】
【表１１】
0005761606.tif 000013
また、望遠端における開口絞りＡＤの開放径はφ１０．２であり、このときの像高Ｙ′＝１４．３である。図２０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広角端（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、広角端における開口絞りＡＤの開放径は、φ１１．０であり、このときの像高Ｙ′＝１２．３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。
したがって、条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００４２】
【表１２】
0005761606.tif 000014
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】
【００４３】
図１３は、本発明の第１の実施の形態の実施例４に係るズームレンズの光学系の構成および広角端（短焦点端）から所定の中間焦点距離を経て望遠端（長焦点端）へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、（ａ）は広角端（短焦点端）における光軸に沿った模式的断面図、（ｂ）は中間焦点距離における光軸に沿った模式的断面図、（ｃ）は望遠端（長焦点端）における光軸に沿った模式的断面図である。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、負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３レンズ群Ｇ３は、１枚の負レンズで構成し、第４レンズ群Ｇ４は、物体側に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１および第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および第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を有してなり、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側に向かって順に、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０および第１１レンズＬ１１を有してなる。第３レンズ群Ｇ３は、単一のレンズＬ６を有している。
【００４４】
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、第４レンズ群Ｇ４の物体側に設けられ、第４レンズ群Ｇ４と一体に動作する。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。
広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）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との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの望遠端における位置が、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メニスカス正レンズからなる第２レンズ（第１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。
【００４５】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズ（第３負レンズ）Ｌ３と、物体側に強い凹面を向けた両凹レンズであって、その両面に非球面を形成している非球面レンズからなる第４レンズ（第４負レンズ）Ｌ４と、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズ（正レンズ）Ｌ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第４レンズ群Ｇ４の物体側に配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側により強い凹面を向けた１枚の負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズである第７レンズ（第７正レンズ）Ｌ７と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第８レンズ（第８正レンズ）Ｌ８と、物体側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第９レンズ（負レンズ）Ｌ９とを配している。第８レンズＬ８と第９レンズＬ９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の像側には、さらに、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる正レンズＬ１０および像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ１１が配置されている。
【００４６】
この場合、図１３に示すように、広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が減少するように、各群が移動し、フォーカシングに際して第３レンズ群Ｇ３が物体側に移動することにより行う。
この実施例４においては、全光学系の焦点距離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＝１６．１５〜５３．８９、Ｆ＝３．５４〜５．８４、ω＝４１．８８〜１４．５４の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表１３の通りである。
【００４７】
【表１３】
0005761606.tif 000015
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、硝種名の後の括弧内に、次の通り硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）、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１８面および第１９面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、下記の表１４の通りである。
但し、第４レンズＬ４および第７レンズＬ７は、物体側面（第６面、第１８面）および像側面（第７面、第１９面）に、それぞれ樹脂からなる非球面薄膜が形成されたハイブリッド非球面レンズである。
【００４８】
【表１４】
0005761606.tif 000016
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と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＣ、そして第４レンズ群Ｇ４とフィルタ等ＭＦとの間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って表１５のように変化させられる。
【００４９】
【表１５】
0005761606.tif 000017
また、望遠端における開口絞りＡＤの開放径はφ１０．０であり、このときの像高Ｙ′＝１４．３である。図２０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、広角端における開口絞りＡＤの開放径は、φ１１．０であり、このときの像高Ｙ′＝１２．３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。
したがって、条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００５０】
【表１６】
0005761606.tif 000018
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２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１７〜図１９を参照して説明する。図１７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１８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１９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。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。
【００５１】
図１７および図１８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１９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。
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。
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。
【００５２】
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１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。
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、例えば広角端（短焦点端）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望遠端（長焦点端）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。
【００５３】
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、あるいは後述する実施例１〜実施例４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。
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）または情報装置には、既に述べた通り、第１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、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。
【符号の説明】
【００５４】
Ｇ１  第１レンズ群（正）
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ
Ｇ２  第２レンズ群（負）
Ｌ３  第３レンズ
Ｌ４  第４レンズ
Ｌ５  第５レンズ
Ｇ３  第３レンズ群（正）
Ｌ６  第６レンズ
Ｇ４  第４レンズ群（正）
Ｌ７  第７レンズ
Ｌ８  第８レンズ
Ｌ９  第９レンズ
Ｌ１０  第１０レンズ
Ｌ１１  第１１レンズ
ＡＤ  開口絞り
ＭＦ  フィルタ等
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】
【００５５】
【特許文献１】特開２００９−２５１１１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３４１０６０号公報
【図１】
0005761606.tif 000019
【図２】
0005761606.tif 000020
【図３】
0005761606.tif 000021
【図４】
0005761606.tif 000022
【図５】
0005761606.tif 000023
【図６】
0005761606.tif 000024
【図７】
0005761606.tif 000025
【図８】
0005761606.tif 000026
【図９】
0005761606.tif 000027
【図１０】
0005761606.tif 000028
【図１１】
0005761606.tif 000029
【図１２】
0005761606.tif 000030
【図１３】
0005761606.tif 000031
【図１４】
0005761606.tif 000032
【図１５】
0005761606.tif 000033
【図１６】
0005761606.tif 000034
【図１７】
0005761606.tif 000035
【図１８】
0005761606.tif 000036
【図１９】
0005761606.tif 000037
【図２０】
0005761606.tif 000038