(57)【要約】【課題】高変倍でありながら収納時の小型化を考慮した全長の短い変倍光学系とそれを用いた撮像装置。【解決手段】物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第２レンズ群は広角端よりも望遠端の方が撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群の最も物体側には負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を有し、その負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21が、シェーピングファクターに関する条件式（１）とレンズ成分Ｌ21の焦点距離に関する条件式（２）を満足する。【選択図】図１
2008129222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第２レンズ群は広角端よりも望遠端の方が撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群の最も物体側には負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を有し、その負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21が以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
−１．０＜（Ｒ21f ＋Ｒ21r ）／（Ｒ21f −Ｒ21r ）＜０．１      ・・・（１）
１．５＜ＦＬ21／Ｆ2 ＜６．０                                  ・・・（２）
ただし、Ｒ21f ：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の物体側の近軸曲率半径、
Ｒ21r ：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の撮像面側の近軸曲率半径、
Ｆ2 ：第２レンズ群全体の焦点距離、
ＦＬ21：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の焦点距離、
である。
【請求項２】
物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第２レンズ群は広角端よりも望遠端の方が撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群の最も物体側には負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
０．５５＜ＩＨ／Ｆw                                           ・・・（３）
０．３＜Ｆ1 ／Ｆt ＜０．６２                                  ・・・（４）
−３．８≦Ｆ1 ／Ｆ2 ＜−２．０                                ・・・（５）
ただし、ＩＨ：撮像面の対角線寸法の１／２、
Ｆw ：広角端での全系の焦点距離、
Ｆt ：望遠端での全系の焦点距離、
Ｆ1 ：第１レンズ群全体の焦点距離、
Ｆ2 ：第２レンズ群全体の焦点距離、
である。
【請求項３】
前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は、少なくとも何れか片方の面の硝材表面、又は、薄い樹脂を貼り付けた表面が非球面加工されていることを特徴とする請求項１又は２記載の変倍光学系。
【請求項４】
前記負の第２レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22、正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23から構成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の変倍光学系。
【請求項５】
前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21と前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22は以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４記載の変倍光学系。
１．８＜ＦＬ21／ＦＬ22＜３．０                                ・・・（６）
ただし、ＦＬ21：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の焦点距離、
ＦＬ22：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22の焦点距離、
である。
【請求項６】
前記第３レンズ群は、開口絞りと一体で移動することを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の変倍光学系。
【請求項７】
物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第１レンズ群は広角端より望遠端においてより物体側に位置するように移動し、第２レンズ群は望遠端において広角端よりも撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22、正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23からなり、レンズ成分Ｌ21とレンズ成分Ｌ22が以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
１．８＜ＦＬ21／ＦＬ22＜６．０                              ・・・（６）’
ただし、ＦＬ21：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の焦点距離、
ＦＬ22：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22の焦点距離、
である。
【請求項８】
前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は以下の条件式を満足することを特徴とする請求項７記載の変倍光学系。
−１．０＜（Ｒ21f ＋Ｒ21r ）／（Ｒ21f −Ｒ21r ）＜０．１      ・・・（１）
ただし、Ｒ21f ：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の物体側の近軸曲率半径、
Ｒ21r ：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の撮像面側の近軸曲率半径、
Ｆ2 ：第２レンズ群全体の焦点距離、
ＦＬ21：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の焦点距離、
である。
【請求項９】
前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は、少なくとも物体側の面に非球面を有することを特徴とする請求項７又は８記載の変倍光学系。
【請求項１０】
正の第４レンズ群でフォーカシングを行い、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載の変倍光学系。
０．６＜ＭＧt4＜０．８５                                      ・・・（７）
ただし、ＭＧt4：望遠端における第４レンズ群の横倍率、
である。
【請求項１１】
前記正の第４レンズ群は、プラスチック材料からなる非球面を有する単レンズで構成されることを特徴とする請求項１１記載の変倍光学系。
【請求項１２】
前記第２レンズ群の最も物体側に配置される負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は、プラスチック材料で形成され、非球面を有することを特徴とする請求項１から１１の何れか１項記載の変倍光学系。
【請求項１３】
前記第２レンズ群の正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23は、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４から１２の何れか１項記載の変倍光学系。
−１．２＜（Ｒ23f ＋Ｒ23r ）／（Ｒ23f −Ｒ23r ）＜０          ・・・（８）
ただし、Ｒ23f ：正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23の物体側の近軸曲率半径、
Ｒ23r ：正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23の撮像面側の近軸曲率半径、
である。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか１項記載の変倍光学系と、その変倍光学系の像側に配され、光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
前記変倍光学系と前記撮像素子との間にローパスフィルターを配置したことを特徴とする請求項１４記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変倍光学系及びそれを用いた撮像装置に関し、特に、高変倍でありながら収納時の小型化を考慮した全長の短い変倍光学系とそれを用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラのような電子撮像素子を用いた撮像装置が広く普及している。デジタルスチルカメラの発展と普及に伴い、高画質と共に、高機能、小型化への要求が強く、中でも薄型で高変倍の変倍光学系が求められている。
【０００３】
変倍比が３倍程度の光学系においては、第１レンズ群に負、第２レンズ群、第３レンズ群に正の屈折力を持たせた変倍光学系が広く知られている。しかし、負群先行の光学系は、変倍比を高める場合、特に望遠側に拡張する場合には、光学系の明るさを確保するのが難しいため、高変倍の光学系には、第１レンズ群を正、第２レンズ群を負、第３レンズ群、第４レンズ群を正とした正群先行の光学系が多く用いられている。
【０００４】
しかしながら、正群先行の光学系においても、変倍比を高めていくと、光学全長が長くなりやすい。
【０００５】
また、撮像装置の小型化のためには、収納時の小型化も重要な課題であり、光学系の全長だけでなく、各レンズ群の全長を薄く抑えていくことが重要となる。
【０００６】
これらの要求に応えるようといくつかの提案がなされている。
【０００７】
特許文献１では、５倍程度の変倍比の光学系が開示されている。その実施例では、レンズ枚数が９枚で各レンズ群の厚みも薄くなっている。しかし、望遠端での望遠比は１．７〜１．９であり、最大全長は長めである。
【０００８】
また、特許文献２では、６．６倍程度の変倍比を持つ光学系が開示されている。これらの実施例では、レンズ枚数は９〜１０枚で各レンズ群の厚みも薄くなっているが、変倍比を高めつつも、望遠比は１．５程度と、さらなる高変倍、小型化を図っている。
【０００９】
しかしながら、これらの先行技術では、望遠比が１．５を越えており、全長の短縮という面ではまだ改善の余地がある。また、収納時の小型化のためには、全長だけでなく、各レンズ群の移動量を小さくしつつ、群間隔も小さくしていく必要がある。
【特許文献１】特開２００４−９４２３３号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高変倍でありながら収納時の小型化を考慮した全長の短い変倍光学系とそれを用いた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する本発明の変倍光学系は、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第２レンズ群は広角端よりも望遠端の方が撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群の最も物体側には負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を有し、その負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21が以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
【００１２】
−１．０＜（Ｒ21f ＋Ｒ21r ）／（Ｒ21f −Ｒ21r ）＜０．１      ・・・（１）
１．５＜ＦＬ21／Ｆ2 ＜６．０                                  ・・・（２）
ただし、Ｒ21f ：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の物体側の近軸曲率半径、
Ｒ21r ：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の撮像面側の近軸曲率半径、
Ｆ2 ：第２レンズ群全体の焦点距離、
ＦＬ21：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の焦点距離、
である。
【００１３】
本発明のもう１つの変倍光学系は、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第２レンズ群は広角端よりも望遠端の方が撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群の最も物体側には負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を有し、以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
【００１４】
０．５５＜ＩＨ／Ｆw                                           ・・・（３）
０．３＜Ｆ1 ／Ｆt ＜０．６２                                  ・・・（４）
−３．８≦Ｆ1 ／Ｆ2 ＜−２．０                                ・・・（５）
ただし、ＩＨ：撮像面の対角線寸法の１／２、
Ｆw ：広角端での全系の焦点距離、
Ｆt ：望遠端での全系の焦点距離、
Ｆ1 ：第１レンズ群全体の焦点距離、
Ｆ2 ：第２レンズ群全体の焦点距離、
である。
【００１５】
以下に本発明において上記構成をとる理由と作用を説明する。
【００１６】
本発明においては、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第２レンズ群は広角端よりも望遠端の方が撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系であり、その第２レンズ群の物体側には負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を有している。
【００１７】
変倍比の高い光学系では、小型の変倍光学系で多く使われている、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群の３群構成の光学系のままでは、望遠側の明るさが不足しやすく、第２レンズ群の移動量が大きくなりやすい。このような光学系の場合には、望遠側の明るさを確保するためには、開口絞りを大きくする必要がある。また、第２レンズ群の移動量を小さくするためには、屈折力を高める必要があることから、光学性能の確保が難しい。また、５群以上の構成を用いる光学系もあるが、光学系の小型化、特に収納状態の小型化を考えると、駆動機構が複雑になり、コストや生産性の面で不利となる。
【００１８】
本発明において、第２レンズ群の最も物体側には負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は、単レンズ、又は、単体では形状が維持できない極薄い樹脂を単レンズの表面に貼り付けた複合レンズとしている。
【００１９】
条件式（１）、（２）は、小型で変倍比の高い光学系を提供するために、変倍効果と体積の大きな第２レンズ群を効果的に小型化する上で必要な条件である。
【００２０】
第２レンズ群の負のレンズ成分Ｌ21は、撮像面側に曲率半径の小さい凹面を向けていることが多いが、研磨加工時に周辺部の面精度が出難い上、レンズ単体が厚くなる。条件式（１）を満たすことで、変倍負担の大きい第２レンズ群の屈折力を効果的に高くすることができる。なお、レンズ成分Ｌ21は単レンズ又は単レンズの１面に薄い樹脂を貼り付けたレンズからなる。
【００２１】
条件式（１）の上限の０．１を上回ると、撮像面側の曲率半径が小さくなり、加工性が悪くなると共に、撮像面側で発生する広角側のコマ収差や非点収差が補正し難く、光学性能が確保できない。条件式（１）の下限の−１．０を下回ると、広角側の負の歪曲収差が大きく発生してしまう。
【００２２】
条件式（２）の下限の１．５を下回ると、負のレンズ成分Ｌ21の屈折力が強くなり、広角側の像面湾曲の補正が難しくなる。上限の６．０を上回ると、負のレンズ成分Ｌ21は屈折力が小さくなり、軸外光線の光線高が下げられないため、第２レンズ群の体積を小さくできない。
【００２３】
また、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第２レンズ群は広角端よりも望遠端の方が撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群の最も物体側には負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を有する構成において、条件式（３）、（４）、（５）は、レンズ一体型撮像装置に適した小型で高変倍の光学系を提供するための条件である。
【００２４】
条件式（３）の下限の０．５５を下回ると、広角側での画角が狭くなり、レンズ一体型デジタルカメラ等の小型撮像装置としては使い難い。
【００２５】
条件式（４）の上限の０．６２を上回ると、望遠側での全長が大きくなり、下限の０．３を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなりすぎるため、望遠側での軸上の光学性能確保が難しくなる。
【００２６】
条件式（５）の下限の−３．８を下回ると、入射瞳位置が奥になり、第１レンズ群のレンズ径が大きくなるため重量が増し、鏡筒部分が大きくなる。条件式（５）の上限の−２．０を越えると、変倍による収差変動が大きくなり、高変倍化が難しくなる。
【００２７】
以上において、前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は、少なくとも何れか片方の面の硝材表面、又は、薄い樹脂を貼り付けた表面が非球面加工されていることが望ましい。
【００２８】
第２レンズ群は、像高により光線が分かれているため、非球面による軸外収差の改善が期待できるが、撮像面側の曲率半径が小さいレンズの場合、非球面レンズの製作が難しい。
【００２９】
そこで、硝材表面又は薄い樹脂を貼り付けた表面が非球面加工されていることが望ましい。
【００３０】
また、前記負の第２レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22、正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23から構成されていることが望ましい。
【００３１】
第１レンズ群を正、第２レンズ群を負、第３レンズ群、第４レンズ群を正とした正群先行の変倍光学系において、最も大きな変倍負担を持つ第２レンズ群の負のレンズを１枚で構成すると、負レンズ１枚の屈折力が大きくなり、広角側での像面湾曲が大きくなる。また、曲率半径も小さくなるため、有効径に近い部分では法線角度が大きく加工性が悪くなる。
【００３２】
そこで、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22、正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23の３枚から構成し、特に、広角側での像面湾曲を小さくすると共に、曲率半径が小さくなることを防止している。
【００３３】
さらに、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の屈折力を条件式（１）、（２）を満たすことで、軸外収差を効果的に補正しつつ光線高を下げ、第２レンズ群の体積を減らしつつ屈折力を全体として強くすることができる。
【００３４】
また、前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21と前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22は以下の条件式を満足することが望ましい。
【００３５】
１．８＜ＦＬ21／ＦＬ22＜３．０                                ・・・（６）
ただし、ＦＬ21：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の焦点距離、
ＦＬ22：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22の焦点距離、
である。
【００３６】
条件式（６）は、変倍効果の大きい負の第２レンズ群の屈折力を効果的に高め、小型で比較的変倍比の高い光学系を提供するための条件である。第２レンズ群は、変倍比を高める上で屈折力を高める必要があるが、広角側で高次の軸外収差が発生しやすくなる。条件式（６）を満たすことで、第２レンズ群の屈折力を効果的に高めることができる。条件式（６）の下限の１．８を下回ると、レンズ成分Ｌ21の屈折力が強くなり、広角側での非点収差の補正が難しく、条件式（６）の上限の３．０を上回ると、広角側の入射瞳位置が遠くなり、第１レンズ群のレンズ径が大きくなってしまう。
【００３７】
また、前記第３レンズ群は、開口絞りと一体で移動することが望ましい。
【００３８】
小型の撮像装置に内蔵する変倍光学系においては、開口絞りと第３レンズ群を一体に駆動することにより、開口絞り機構を独立に移動又は独立に固定する場合に比べると、機構が簡略化できる。
【００３９】
本発明は、さらに別の変倍光学系は、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第１レンズ群は広角端より望遠端においてより物体側に位置するように移動し、第２レンズ群は望遠端において広角端よりも撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22、正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23からなり、レンズ成分Ｌ21とレンズ成分Ｌ22が以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
【００４０】
１．８＜ＦＬ21／ＦＬ22＜６．０                              ・・・（６）’
ただし、ＦＬ21：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の焦点距離、
ＦＬ22：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22の焦点距離、
である。
【００４１】
また、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍に際して、第１レンズ群は広角端より望遠端においてより物体側に位置するように移動し、第２レンズ群は望遠端において広角端よりも撮像面側に位置するように移動し、第３レンズ群は移動する変倍光学系において、第２レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21、負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ22、正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23からな構成において、条件式（６）’は、変倍効果の大きい負の第２レンズ群の屈折力を効果的に高め、小型で比較的変倍比の高い光学系を提供するための条件である。第２レンズ群は、変倍比を高める上で屈折力を高める必要があるが、広角側で高次の軸外収差が発生しやすくなる。条件式（６）’を満たすことで、第２レンズ群の屈折力を効果的に高めることができる。条件式（６）’の下限の１．８を下回ると、レンズ成分Ｌ21の屈折力が強くなり、広角側での非点収差の補正が難しく、条件式（６）’の上限の６．０を上回ると、広角側の入射瞳位置が遠くなり、第１レンズ群のレンズ径が大きくなってしまう。
【００４２】
この場合に、前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は以下の条件式を満足することが望ましい。
【００４３】
−１．０＜（Ｒ21f ＋Ｒ21r ）／（Ｒ21f −Ｒ21r ）＜０．１      ・・・（１）
ただし、Ｒ21f ：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の物体側の近軸曲率半径、
Ｒ21r ：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の撮像面側の近軸曲率半径、
Ｆ2 ：第２レンズ群全体の焦点距離、
ＦＬ21：負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21の焦点距離、
である。
【００４４】
第２レンズ群の最も物体側の負のレンズ成分は、撮像面側に曲率半径の小さい凹面を向けていることが多いが、研磨加工時に周辺部の面精度が出難い上、厚みが大きくなる。なお、レンズ成分Ｌ21は単レンズ又は単レンズの１面に薄い樹脂を貼り付けたレンズからなる。
【００４５】
条件式（１）の上限の０．１を上回ると、撮像面側の曲率半径が小さくなり、加工性が悪くなると共に、撮像面側で発生する広角側のコマ収差や非点収差が補正し難く、光学性能が確保できない。条件式（１）の下限の−１．０を下回ると、広角側の負の歪曲収差が大きく発生してしまう。
【００４６】
また、前記負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は、少なくとも物体側の面に非球面を有することが望ましい。
【００４７】
条件式（６）’、（１）を満たしたレンズ形状であれば、面の局所法線角度が小さいので非球面加工の難易度が低く、部材費を抑えることができる。
【００４８】
以上の変倍光学系において、正の第４レンズ群でフォーカシングを行い、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００４９】
０．６＜ＭＧt4＜０．８５                                      ・・・（７）
ただし、ＭＧt4：望遠端における第４レンズ群の横倍率、
である。
【００５０】
正の第４レンズ群は、レンズ群として重量が小さいことから、フォーカス機構に向いている。フォーカシングを行うためには、第４レンズ群の倍率変化が等倍を含まない必要がある。また、等倍を含まない場合も、等倍に近いと近距離に合焦する際の移動量が大きくなる。条件式（７）の上限の０．８５を上回ると、フォーカス時の移動量が大きくなるためフォーカス機構が大型化し、最至近撮影距離を近づけられなくなる。条件式（７）の下限の０．６を下回ると、合焦時の移動量は少ないが、フォーカス群よりも物体側の合成焦点距離を長くする必要があり、性能確保のためには光学系の全長が長くなってしまう。
【００５１】
この場合に、前記正の第４レンズ群は、プラスチック材料からなる非球面を有する単レンズで構成されることが望ましい。
【００５２】
プラスチックレンズは、温湿度特性や表面硬度等でガラス材料より不利な面があるものの、量産性や重量、コストの面ではガラス材料よりも有利である。さらに、非球面レンズとしての製造コストは、ガラス材料よりも大幅に低く有利である。また、材料として比重が小さいため、フォーカス群をプラスチックレンズで構成することにより、駆動機構への負担を減らすことができる。
【００５３】
また、前記第２レンズ群の最も物体側に配置される負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21は、プラスチック材料で形成され、非球面を有することが望ましい。
【００５４】
プラスチックレンズは、温湿度特性や表面硬度等でガラス材料より不利な面があるものの、量産性や重量、コストの面ではガラス材料よりも有利である。さらに、非球面レンズとしての製造コストは、ガラス材料よりも大幅に低く有利である。
【００５５】
また、前記第２レンズ群の正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23は、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００５６】
−１．２＜（Ｒ23f ＋Ｒ23r ）／（Ｒ23f −Ｒ23r ）＜０          ・・・（８）
ただし、Ｒ23f ：正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23の物体側の近軸曲率半径、
Ｒ23r ：正の屈折力を有するレンズ成分Ｌ23の撮像面側の近軸曲率半径、
である。
【００５７】
条件式（８）は、広角側における非点収差の低次収差と高次収差をバランス良く補正するための条件である。条件式（８）の下限の−１．２を下回ると、像面が物体側へ倒れやすくなり、上限の０を越えると、物体側とは反対の方向へ倒れやすくなる。
【００５８】
本発明は、以上の変倍光学系と、その変倍光学系の像側に配され、光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置を含むものである。
【００５９】
この場合に、前記変倍光学系と前記撮像素子との間にローパスフィルターを配置することが望ましい。
【発明の効果】
【００６０】
以上の本発明によると、高変倍でありながら収納時の小型化を考慮した全長の短い変倍光学系とそれを用いた撮像装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、本発明のズームレンズ（変倍光学系）の実施例１〜７について説明する。実施例１〜７の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図７に示す。図中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、開口絞りはＳ、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、ＩＲカットコートを施したローパスフィルター等を構成する平行平板はＦ、電子撮像素子（ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ）のカバーガラスの平行平板はＣ、像面（電子撮像素子の受光面）はＩで示してある。なお、カバーガラスＧの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＧにローパスフィルター作用を持たせるようにしてもよい。
【００６２】
実施例１のズーム光学系は、図１に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されており、広角端から望遠端への変倍をする際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら像側に移動する。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体に第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
【００６３】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズ２枚と、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。
【００６４】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの物体側の面の５面に用いている。
【００６５】
実施例２のズーム光学系は、図２に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されており、広角端から望遠端への変倍をする際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら像側に移動する。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体に第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
【００６６】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズ２枚と、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。
【００６７】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの物体側の面の５面に用いている。
【００６８】
なお、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズと第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズはプスチックからなる。
【００６９】
実施例３のズーム光学系は、図３に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されており、広角端から望遠端への変倍をする際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら像側に移動する。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体に第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
【００７０】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズ２枚と、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。
【００７１】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの物体側の面の５面に用いている。
【００７２】
なお、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズと第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズはプスチックからなる。
【００７３】
実施例４のズーム光学系は、図４に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されており、広角端から望遠端への変倍をする際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら像側に移動する。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体に第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
【００７４】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズ２枚と、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。
【００７５】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの物体側の面の５面に用いている。
【００７６】
なお、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズはプスチックからなる。
【００７７】
実施例５のズーム光学系は、図５に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されており、広角端から望遠端への変倍をする際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら像側に移動する。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体に第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
【００７８】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、像側に凸面を向けた薄いプラスチック層からなる負メニスカスレンズと両凹負レンズの接合負レンズ（両凹負レンズの物体側の面に薄いプラスチック層が貼り付けられてなる。）と、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。なお、第２レンズ群Ｇ２の接合負レンズが、第２レンズ群Ｇ２の物体側の負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を構成している。
【００７９】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合負レンズの最も物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの物体側の面の５面に用いている。
【００８０】
実施例６のズーム光学系は、図６に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されており、広角端から望遠端への変倍をする際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら像側に移動する。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体に第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
【００８１】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、像側に凸面を向けた薄いプラスチック層からなる負メニスカスレンズと両凹負レンズの接合負レンズ（両凹負レンズの物体側の面に薄いプラスチック層が貼り付けられてなる。）と、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。なお、第２レンズ群Ｇ２の接合負レンズが、第２レンズ群Ｇ２の物体側の負の屈折力を有するレンズ成分Ｌ21を構成している。
【００８２】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合負レンズの最も物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの物体側の面の５面に用いている。
【００８３】
なお、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズはプスチックからなる。
【００８４】
実施例７のズーム光学系は、図７に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されており、広角端から望遠端への変倍をする際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げながら像側に移動する。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体に第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
【００８５】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズ２枚と、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなる。
【００８６】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの物体側の面の５面に用いている。
【００８７】
なお、以上の実施例１〜７においては、フォーカシングは第４レンズ群Ｇ４を物体側へ繰り出すことで、近距離物点へフォーカシングしている。
【００８８】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【００８９】
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋Ａ4 ｙ4 ＋Ａ6 ｙ6 ＋Ａ8 ｙ8 ＋Ａ10ｙ10＋Ａ12ｙ12
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ4 、Ａ6 、Ａ8 、Ａ10、Ａ12はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。
【００９０】
実施例１
ｒ1 =    50.000             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.94595 νd1 =17.98 
ｒ2 =    26.814             ｄ2 =  0.15     
ｒ3 =    16.614             ｄ3 =  3.55     ｎd2 =1.69350 νd2 =53.20 
ｒ4 =   -38.271 （非球面）  ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -18.680 （非球面）  ｄ5 =  0.90     ｎd3 =1.80610 νd3 =40.92 
ｒ6 =    31.457             ｄ6 =  1.52     
ｒ7 =   -11.781             ｄ7 =  0.65     ｎd4 =1.88300 νd4 =40.76 
ｒ8 =    11.281             ｄ8 =  0.30     
ｒ9 =    15.787             ｄ9 =  1.93     ｎd5 =1.94595 νd5 =17.98 
ｒ10=   -47.915             ｄ10= （可変）  
ｒ11=     ∞（絞り）        ｄ11=  0.50     
ｒ12=     4.360 （非球面）  ｄ12=  2.57     ｎd6 =1.51633 νd6 =64.14 
ｒ13=   -19.946 （非球面）  ｄ13=  0.15     
ｒ14=     5.690             ｄ14=  1.08     ｎd7 =1.48749 νd7 =70.44 
ｒ15=     6.517             ｄ15=  0.45     ｎd8 =2.00069 νd8 =25.46 
ｒ16=     3.303             ｄ16= （可変）  
ｒ17=    20.215 （非球面）  ｄ17=  2.83     ｎd9 =1.58313 νd9 =59.46 
ｒ18=   -21.822             ｄ18= （可変）  
ｒ19=     ∞                ｄ19=  0.50     ｎd10=1.51633 νd10=64.14 
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.50     
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.37     
ｒ23=     ∞（像面）        
非球面係数
第４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  4.75351×10-5
Ａ6 = -1.00754×10-7
Ａ8 =  3.89832×10-10 
Ａ10= -1.49785×10-12 
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  4.13548×10-4
Ａ6 = -3.58791×10-6
Ａ8 =  7.64333×10-8
Ａ10= -4.12916×10-10 
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -1.01928×10-3
Ａ6 = -1.59341×10-5
Ａ8 = -2.39747×10-6
Ａ10=  2.31909×10-7
第１３面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  7.79518×10-4
Ａ6 =  2.44400×10-5
Ａ8 = -3.75874×10-6
Ａ10=  6.63439×10-7
第１７面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  1.96520×10-4
Ａ6 =  9.10322×10-6
Ａ8 = -4.54522×10-7
Ａ10=  1.25377×10-8
Ａ12= -1.61015×10-10 
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             6.62           17.15           45.60
ＦNO                3.43            4.32            4.98
２ω（°）         66.45           25.80            9.83
ｄ4                 0.52            6.18           11.09
ｄ10               15.36            7.81            0.76
ｄ16                4.25            9.14           14.03
ｄ18                5.35            6.32            3.20                    。
【００９１】
実施例２
ｒ1 =    48.780             ｄ1 =  0.79     ｎd1 =1.92286 νd1 =20.88 
ｒ2 =    23.393             ｄ2 =  0.15     
ｒ3 =    16.249             ｄ3 =  3.55     ｎd2 =1.69350 νd2 =53.20 
ｒ4 =   -35.464 （非球面）  ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -13.697 （非球面）  ｄ5 =  0.90     ｎd3 =1.52542 νd3 =55.78 
ｒ6 =    24.869             ｄ6 =  1.53     
ｒ7 =   -11.220             ｄ7 =  0.65     ｎd4 =1.88300 νd4 =40.76 
ｒ8 =    12.355             ｄ8 =  0.25     
ｒ9 =    17.922             ｄ9 =  1.73     ｎd5 =1.94595 νd5 =17.98 
ｒ10=   -52.553             ｄ10= （可変）  
ｒ11=     ∞（絞り）        ｄ11=  0.50     
ｒ12=     4.180 （非球面）  ｄ12=  2.50     ｎd6 =1.51633 νd6 =64.14 
ｒ13=   -20.541 （非球面）  ｄ13=  0.15     
ｒ14=     5.398             ｄ14=  0.90     ｎd7 =1.48749 νd7 =70.44 
ｒ15=     6.090             ｄ15=  0.45     ｎd8 =2.00069 νd8 =25.46 
ｒ16=     3.199             ｄ16= （可変）  
ｒ17=    19.649 （非球面）  ｄ17=  3.14     ｎd9 =1.52542 νd9 =55.78 
ｒ18=   -17.808             ｄ18= （可変）  
ｒ19=     ∞                ｄ19=  0.50     ｎd10=1.51633 νd10=64.14 
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.50     
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.37     
ｒ23=     ∞（像面）        
非球面係数
第４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  4.76967×10-5
Ａ6 = -9.03295×10-8
Ａ8 =  5.74061×10-10 
Ａ10= -3.25169×10-12 
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  6.61548×10-4
Ａ6 = -6.48944×10-6
Ａ8 =  1.04474×10-7
Ａ10= -4.14549×10-10 
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -1.12574×10-3
Ａ6 = -1.51196×10-5
Ａ8 = -3.78767×10-6
Ａ10=  3.60740×10-7
第１３面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  8.69087×10-4
Ａ6 =  4.01657×10-5
Ａ8 = -6.48254×10-6
Ａ10=  1.05570×10-6
第１７面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  2.26505×10-4
Ａ6 =  5.26489×10-6
Ａ8 =  3.26670×10-9
Ａ10= -8.79532×10-9
Ａ12=  1.86304×10-10 
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             6.62           17.07           45.63
ＦNO                3.40            4.38            5.04
２ω（°）         66.36           26.04            9.83
ｄ4                 0.52            6.36           11.56
ｄ10               14.73            7.76            0.74
ｄ16                4.18            9.77           14.11
ｄ18                5.05            5.55            3.01                    。
【００９２】
実施例３
ｒ1 =    50.000             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.94595 νd1 =17.98 
ｒ2 =    25.384             ｄ2 =  0.15     
ｒ3 =    17.780             ｄ3 =  3.27     ｎd2 =1.74330 νd2 =49.33 
ｒ4 =   -43.588 （非球面）  ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -16.052 （非球面）  ｄ5 =  0.90     ｎd3 =1.52542 νd3 =55.78 
ｒ6 =    23.822             ｄ6 =  1.59     
ｒ7 =   -12.053             ｄ7 =  0.65     ｎd4 =1.88300 νd4 =40.76 
ｒ8 =    11.258             ｄ8 =  0.26     
ｒ9 =    14.897             ｄ9 =  1.80     ｎd5 =1.94595 νd5 =17.98 
ｒ10=  -129.545             ｄ10= （可変）  
ｒ11=     ∞（絞り）        ｄ11=  0.50     
ｒ12=     4.388 （非球面）  ｄ12=  2.26     ｎd6 =1.58313 νd6 =59.46 
ｒ13=   -20.810 （非球面）  ｄ13=  0.15     
ｒ14=     6.227             ｄ14=  1.00     ｎd7 =1.48749 νd7 =70.44 
ｒ15=     6.990             ｄ15=  0.45     ｎd8 =2.00069 νd8 =25.46 
ｒ16=     3.277             ｄ16= （可変）  
ｒ17=    21.235 （非球面）  ｄ17=  2.90     ｎd9 =1.52542 νd9 =55.78 
ｒ18=   -15.314             ｄ18= （可変）  
ｒ19=     ∞                ｄ19=  0.50     ｎd10=1.51633 νd10=64.14 
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.50     
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.37     
ｒ23=     ∞（像面）        
非球面係数
第４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  3.39461×10-5
Ａ6 = -3.65869×10-8
Ａ8 = -1.82128×10-10 
Ａ10=  1.98803×10-12 
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  5.46881×10-4
Ａ6 = -5.76790×10-6
Ａ8 =  9.86193×10-8
Ａ10= -4.64292×10-10 
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -1.08257×10-3
Ａ6 =  2.98331×10-6
Ａ8 = -5.81809×10-6
Ａ10=  5.17844×10-7
第１３面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  6.93580×10-4
Ａ6 =  4.92321×10-5
Ａ8 = -9.09965×10-6
Ａ10=  1.09484×10-6
第１７面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  1.46053×10-4
Ａ6 =  9.29281×10-6
Ａ8 = -4.66440×10-7
Ａ10=  1.39988×10-8
Ａ12= -2.18032×10-10 
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             6.62           17.07           45.31
ＦNO                3.35            4.33            5.08
２ω（°）         66.53           25.82            9.86
ｄ4                 0.51            6.44           11.68
ｄ10               14.63            7.65            0.89
ｄ16                4.40            9.94           14.45
ｄ18                4.78            5.28            2.97                    。
【００９３】
実施例４
ｒ1 =    35.000             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.94595 νd1 =17.98 
ｒ2 =    21.519             ｄ2 =  0.15     
ｒ3 =    15.856             ｄ3 =  3.34     ｎd2 =1.69350 νd2 =53.20 
ｒ4 =   -42.740 （非球面）  ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -21.157 （非球面）  ｄ5 =  0.90     ｎd3 =1.83481 νd3 =42.71 
ｒ6 =    32.306             ｄ6 =  1.47     
ｒ7 =   -12.236             ｄ7 =  0.65     ｎd4 =1.88300 νd4 =40.76 
ｒ8 =    10.974             ｄ8 =  0.32     
ｒ9 =    15.031             ｄ9 =  1.84     ｎd5 =1.94595 νd5 =17.98 
ｒ10=   -72.029             ｄ10= （可変）  
ｒ11=     ∞（絞り）        ｄ11=  0.50     
ｒ12=     4.559 （非球面）  ｄ12=  2.45     ｎd6 =1.58313 νd6 =59.46 
ｒ13=   -21.705 （非球面）  ｄ13=  0.30     
ｒ14=     6.006             ｄ14=  1.00     ｎd7 =1.48749 νd7 =70.44 
ｒ15=     7.342             ｄ15=  0.45     ｎd8 =2.00069 νd8 =25.46 
ｒ16=     3.305             ｄ16= （可変）  
ｒ17=    18.458 （非球面）  ｄ17=  2.70     ｎd9 =1.52542 νd9 =55.78 
ｒ18=   -18.780             ｄ18= （可変）  
ｒ19=     ∞                ｄ19=  0.50     ｎd10=1.51633 νd10=64.14 
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.50     
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.37     
ｒ23=     ∞（像面）        
非球面係数
第４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  4.16555×10-5
Ａ6 = -5.40884×10-8
Ａ8 = -3.76030×10-10 
Ａ10=  4.65046×10-12 
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  3.66070×10-4
Ａ6 = -3.46967×10-6
Ａ8 =  7.73761×10-8
Ａ10= -3.63463×10-10 
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -9.01805×10-4
Ａ6 = -1.02157×10-5
Ａ8 = -2.50416×10-6
Ａ10=  2.54415×10-7
第１３面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  7.34153×10-4
Ａ6 =  1.94697×10-5
Ａ8 = -3.89976×10-6
Ａ10=  6.17204×10-7
第１７面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  2.00092×10-4
Ａ6 =  1.85808×10-5
Ａ8 = -1.39689×10-6
Ａ10=  5.59649×10-8
Ａ12= -9.13926×10-10 
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             6.61           17.07           45.43
ＦNO                3.39            4.26            4.92
２ω（°）         66.76           25.90            9.89
ｄ4                 0.51            6.16           11.11
ｄ10               15.31            7.76            0.82
ｄ16                4.18            8.58           13.41
ｄ18                5.02            6.11            3.09                    。
【００９４】
実施例５
ｒ1 =    25.000             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.94595 νd1 =17.98 
ｒ2 =    17.159             ｄ2 =  0.15     
ｒ3 =    14.915 （非球面）  ｄ3 =  3.51     ｎd2 =1.69350 νd2 =53.20 
ｒ4 =   -47.815 （非球面）  ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -16.138             ｄ5 =  0.05     ｎd3 =1.52288 νd3 =52.50 
ｒ6 =   -40.492             ｄ6 =  0.75     ｎd4 =1.83481 νd4 =42.71 
ｒ7 =    25.804             ｄ7 =  1.49     
ｒ8 =   -12.406             ｄ8 =  0.65     ｎd5 =1.88300 νd5 =40.76 
ｒ9 =    11.312             ｄ9 =  0.48     
ｒ10=    16.986             ｄ10=  1.85     ｎd6 =1.94595 νd6 =17.98 
ｒ11=   -50.960             ｄ11= （可変）  
ｒ12=     ∞（絞り）        ｄ12=  0.50     
ｒ13=     4.402 （非球面）  ｄ13=  2.54     ｎd7 =1.51633 νd7 =64.14 
ｒ14=   -18.772 （非球面）  ｄ14=  0.15     
ｒ15=     5.696             ｄ15=  1.01     ｎd8 =1.48749 νd8 =70.44 
ｒ16=     6.606             ｄ16=  0.45     ｎd9 =2.00069 νd9 =25.46 
ｒ17=     3.368             ｄ17= （可変）  
ｒ18=    21.508 （非球面）  ｄ18=  2.50     ｎd10=1.58313 νd10=59.46 
ｒ19=   -21.022             ｄ19= （可変）  
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.50     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.50     ｎd12=1.51633 νd12=64.14 
ｒ23=     ∞                ｄ23=  0.37     
ｒ24=     ∞（像面）        
非球面係数
第４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  3.59203×10-5
Ａ6 = -4.72285×10-8
Ａ8 = -3.21644×10-11 
Ａ10=  1.24013×10-12 
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  6.57952×10-4
Ａ6 = -8.50187×10-6
Ａ8 =  1.78708×10-7
Ａ10= -1.22119×10-9
第１３面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -1.06776×10-3
Ａ6 = -1.41521×10-5
Ａ8 = -2.73899×10-6
Ａ10=  2.07446×10-7
第１４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  6.77095×10-4
Ａ6 =  2.56673×10-5
Ａ8 = -4.33897×10-6
Ａ10=  5.88569×10-7
第１８面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  1.54460×10-4
Ａ6 =  9.65081×10-6
Ａ8 = -6.32991×10-7
Ａ10=  2.45318×10-8
Ａ12= -4.09182×10-10 
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             6.62           17.11           45.35
ＦNO                3.39            4.33            5.03
２ω（°）         66.41           25.73            9.83
ｄ4                 0.52            5.99           10.73
ｄ11               14.87            7.66            0.77
ｄ17                4.34            9.81           14.71
ｄ19                5.59            6.28            3.41                    。
【００９５】
実施例６
ｒ1 =    28.000             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.94595 νd1 =17.98 
ｒ2 =    19.012             ｄ2 =  0.15     
ｒ3 =    16.116 （非球面）  ｄ3 =  3.28     ｎd2 =1.69350 νd2 =53.21 
ｒ4 =   -48.983 （非球面）  ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -20.896             ｄ5 =  0.10     ｎd3 =1.52288 νd3 =52.50 
ｒ6 =   -35.220             ｄ6 =  0.75     ｎd4 =1.83481 νd4 =42.71 
ｒ7 =    21.537             ｄ7 =  1.44     
ｒ8 =   -15.020             ｄ8 =  0.65     ｎd5 =1.88300 νd5 =40.76 
ｒ9 =    11.701             ｄ9 =  0.70     
ｒ10=    17.256             ｄ10=  1.76     ｎd6 =1.94595 νd6 =17.98 
ｒ11=   -76.194             ｄ11= （可変）  
ｒ12=     ∞（絞り）        ｄ12=  0.30     
ｒ13=     4.805 （非球面）  ｄ13=  2.44     ｎd7 =1.58913 νd7 =61.28 
ｒ14=   -23.494 （非球面）  ｄ14=  0.15     
ｒ15=     6.157             ｄ15=  1.12     ｎd8 =1.48749 νd8 =70.23 
ｒ16=     7.544             ｄ16=  0.45     ｎd9 =2.00069 νd9 =25.46 
ｒ17=     3.458             ｄ17= （可変）  
ｒ18=    17.573 （非球面）  ｄ18=  2.50     ｎd10=1.52542 νd10=55.78 
ｒ19=   -21.811             ｄ19= （可変）  
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.50     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.50     ｎd12=1.51633 νd12=64.14 
ｒ23=     ∞                ｄ23=  0.37     
ｒ24=     ∞（像面）        
非球面係数
第４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  3.09667×10-5
Ａ6 = -1.81441×10-8
Ａ8 = -7.60813×10-10 
Ａ10=  7.49426×10-12 
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  4.66246×10-4
Ａ6 = -7.42642×10-6
Ａ8 =  1.84217×10-7
Ａ10= -1.81602×10-9
第１３面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -8.38825×10-4
Ａ6 = -1.18444×10-5
Ａ8 = -2.04327×10-6
Ａ10=  1.19990×10-7
第１４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  4.65722×10-4
Ａ6 =  9.18166×10-6
Ａ8 = -2.98004×10-6
Ａ10=  3.08947×10-7
第１８面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  8.45223×10-5
Ａ6 =  1.71828×10-5
Ａ8 = -1.27264×10-6
Ａ10=  5.17279×10-8
Ａ12= -8.50832×10-10 
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             6.62           17.25           45.68
ＦNO                3.33            4.29            5.09
２ω（°）         66.53           25.30            9.70
ｄ4                 0.52            6.32           11.33
ｄ11               15.98            8.04            0.86
ｄ17                4.62           10.07           15.39
ｄ19                5.19            5.90            3.31                    。
【００９６】
実施例７
ｒ1 =    30.000             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.94595 νd1 =17.98 
ｒ2 =    19.427             ｄ2 =  0.15     
ｒ3 =    15.261             ｄ3 =  3.25     ｎd2 =1.69350 νd2 =53.20 
ｒ4 =   -46.728 （非球面）  ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -25.340 （非球面）  ｄ5 =  0.90     ｎd3 =1.83481 νd3 =42.71 
ｒ6 =    22.000             ｄ6 =  1.42     
ｒ7 =   -15.101             ｄ7 =  0.65     ｎd4 =1.88300 νd4 =40.76 
ｒ8 =    10.029             ｄ8 =  0.43     
ｒ9 =    12.988             ｄ9 =  1.83     ｎd5 =1.94595 νd5 =17.98 
ｒ10=  -444.889             ｄ10= （可変）  
ｒ11=     ∞（絞り）        ｄ11=  0.50     
ｒ12=     4.675 （非球面）  ｄ12=  2.30     ｎd6 =1.58313 νd6 =59.46 
ｒ13=   -22.162 （非球面）  ｄ13=  0.15     
ｒ14=     5.902             ｄ14=  1.25     ｎd7 =1.48749 νd7 =70.44 
ｒ15=     7.682             ｄ15=  0.50     ｎd8 =2.00069 νd8 =25.46 
ｒ16=     3.311             ｄ16= （可変）  
ｒ17=    17.539 （非球面）  ｄ17=  2.70     ｎd9 =1.52542 νd9 =55.78 
ｒ18=   -18.997             ｄ18= （可変）  
ｒ19=     ∞                ｄ19=  0.50     ｎd10=1.51633 νd10=64.14 
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.50     
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.37     
ｒ23=     ∞（像面）        
非球面係数
第４面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  3.91299×10-5
Ａ6 = -2.37241×10-8
Ａ8 = -9.74933×10-10 
Ａ10=  9.42297×10-12 
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  2.89020×10-4
Ａ6 = -3.84414×10-6
Ａ8 =  1.02143×10-7
Ａ10= -1.03098×10-9
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -7.85176×10-4
Ａ6 = -1.27107×10-5
Ａ8 = -2.05000×10-6
Ａ10=  3.09824×10-7
第１３面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  7.37881×10-4
Ａ6 =  7.72037×10-6
Ａ8 = -2.42546×10-6
Ａ10=  5.98491×10-7
第１７面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  1.47559×10-4
Ａ6 =  2.22902×10-5
Ａ8 = -1.71059×10-6
Ａ10=  6.96801×10-8
Ａ12= -1.13462×10-9
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             6.59           17.07           44.66
ＦNO                3.38            4.25            4.91
２ω（°）         66.84           25.86           10.02
ｄ4                 0.51            6.10           10.94
ｄ10               15.31            7.69            0.96
ｄ16                4.33            8.70           13.38
ｄ18                4.79            5.90            2.97                    。
【００９７】
以上の実施例１〜７の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図８〜図１４に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。各図中、“ω”は半画角を示す。
【００９８】
上記実施例１〜７の条件式（１）〜（８）の値は次の通りである。
【００９９】
実施例１  実施例２  実施例３  実施例４  実施例５  実施例６  実施例７
（１）     -0.25     -0.29     -0.19     -0.21     -0.23     -0.02      0.07
（２）      2.06      2.36      2.53      2.18      3.64      4.02      2.02
（３）      0.58      0.58      0.58      0.58      0.58      0.58      0.58
（４）      0.52      0.54      0.56      0.52      0.51      0.54      0.53
（５）     -3.36     -3.47     -3.52     -3.41     -3.40     -3.37     -3.41
（６）      2.24      2.54      2.78      2.35      3.77      4.01      2.07
（７）      0.69      0.70      0.70      0.70      0.69      0.70      0.70
（８）     -0.50     -0.49     -0.79     -0.65     -0.50     -0.63     -0.94
。
【０１００】
以上の本発明の変倍光学系においては、第２レンズ群Ｇ２は広角端よりも望遠端の方が撮像面側に位置し、第３レンズ群Ｇ３は移動することを特徴としている。本発明において、第２レンズ群Ｇ２は最も大きな変倍効果を持っているため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を大きく取ることで高変倍化しやすい。望遠側での全長を短縮しつつ、より望遠側の焦点距離を長くするためには、第２レンズ群Ｇ２の位置は、第１レンズ群Ｇ１からできるだけ離すことが望ましい。
【０１０１】
また、第３レンズ群Ｇ３は移動することにより第２レンズ群Ｇ２と共に変倍を負担している。第３レンズ群Ｇ３を固定している光学系では、変倍における入射瞳位置の変動が大きく、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径が大きくなってしまい、全系の小型化、収納時の小型化が難しい。
【０１０２】
その上で、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に負のレンズ成分を配置している。第２レンズ群Ｇ２の主点位置をできるだけ第１レンズ群Ｇ１に近づけることで、小型化や高変倍化がしやすいことから、従来の発明においても、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側には負のレンズ成分が配置されているものが多いが、その多くは、有効径が大きく、撮像面側に深い曲面を有するレンズ成分となっている。深い曲面はレンズ周辺部の面精度が出し難く、広角端の軸外性能確保が難しくなる。また、体積が大きくなるため、小型化、特に収納時の小型化の障害となる。第２レンズ群Ｇ２中の負レンズ成分との配分を適切にすることで、加工性を確保しつつ、小型化と光学性能を両立させている。
【０１０３】
本発明の変倍光学系は、上記のように、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を有する小型で変倍比の高い光学系に関するものであり、収納時には第１〜４レンズ群は少なくとも光軸に沿って撮像面側に移動することで全長を縮めて収納される。また、一部のレンズ群を光軸から離れた位置に移動し、光軸上の厚みを減らしてより薄く収納することも可能である。
【０１０４】
また、以上の実施例においては、撮像面近傍に平行平板であるカバーガラスＧや光学的ローパスフィルターＦを配置しているが、これらのフィルタ類に曲率を持たせてコンデンサレンズやフィールドフラットナーとしてもよい。
【０１０５】
ところで、本発明のズームレンズ（変倍光学系）を用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
【０１０６】
例えば、図１５に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円周上（像高）での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させて、半径ｒ' （ω）となるように同心円状に移動させることで補正する。例えば、図１５において、半径Ｒの円の内側に位置する任意の半径ｒ1 （ω）の円周上の点Ｐ1 は、円の中心に向けて補正すべき半径ｒ1'（ω）円周上の点Ｐ2 に移動させる。また、半径Ｒの円の外側に位置する任意の半径ｒ2 （ω）の円周上の点Ｑ1 は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径ｒ2'（ω）円周上の点Ｑ2 に移動させる。ここで、ｒ' （ω）は次のように表わすことができる。
【０１０７】
ｒ' （ω）＝αｆｔａｎω        （０≦α≦１）
ただし、ωは被写体半画角、ｆは結像光学系（本発明では、変倍光学系）の焦点距離である。
【０１０８】
ここで、前記半径Ｒの円上（像高）に対応する理想像高をＹとすると、
α＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／ｆｔａｎω
となる。
【０１０９】
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円の円周上（像高）の倍率を固定して、それ以外の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させて、半径ｒ' （ω）となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。
【０１１０】
ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で（サンプリングのため）連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Ｒの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素（Ｘi ，Ｙj ）毎に、移動先の座標（Ｘi ' ，Ｙj ' ）を決める方法を用いるのがよい。なお、座標（Ｘi ' ，Ｙj ' ）に（Ｘi ，Ｙj ）の２点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標（Ｘi ' ，Ｙj ' ）の値を用いて補間すればよい。
【０１１１】
このような方法は、特に変倍光学系を有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Ｒの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。
【０１１２】
本発明の電子撮像装置では、補正量ｒ' （ω）−ｒ（ω）を計算するために、ｒ（ω）すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高ｒと理想像高ｒ' ／αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。
【０１１３】
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Ｒが、次の条件式を満足するのがよい。
【０１１４】
０≦Ｒ≦０．６Ｌs 
ただし、Ｌs は有効撮像面の短辺の長さである。
【０１１５】
好ましくは、前記半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
【０１１６】
０．３Ｌs ≦Ｒ≦０．６Ｌs 
さらには、前記半径Ｒは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径Ｒ＝０の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画像数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
【０１１７】
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略
ｒ' （ω）＝αｆｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した１つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。そして、前記分割されたゾーン内の望遠鏡近傍で略
ｒ' （ω）＝αｆｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
【０１１８】
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω
が成立する。ただし、ｙは像点の光軸からの高さ（像高）、ｆは結像系（本発明では変倍光学系）の焦点距離、ωは撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度（被写体半画角）である。
【０１１９】
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω
となる。つまり、結像系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
【０１２０】
図１６〜図１８は、以上のような変倍光学系（ズームレンズ）を撮影光学系４１に組み込んだ本発明によるデジタルカメラの構成の概念図を示す。図１６はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１７は同後方正面図、図１８はデジタルカメラ４０の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図１６と図１８においては、撮影光学系４１の非沈胴時を示している。デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４上に位置するファインダー光学系４３、シャッターボタン４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７、焦点距離変更ボタン６１、設定変更スイッチ６２等を含み、撮影光学系４１の沈胴時には、カバー６０をスライドすることにより、撮影光学系４１とファインダー光学系４３とフラッシュ４６はそのカバー６０で覆われる。そして、カバー６０を開いてカメラ４０を撮影状態に設定すると、撮影光学系４１は図１８の非沈胴状態になり、カメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の変倍光学系を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、波長域制限コートを施したローパスフィルターＦとカバーガラスＣを介してＣＣＤ４９の撮像面（光電変換面）上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピーディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【０１２１】
さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。ファインダー用対物光学系５３は、複数のレンズ群（図の場合は３群）と正立プリズム５５ａ、５５ｂ、５５ｃからなる正立プリズム系５５とから構成され、撮影光学系４１の変倍光学系に連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム系５５の視野枠５７上に形成される。この正立プリズム系５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、接眼光学系５９の射出側にカバー部材５０が配置されている。
【０１２２】
図１９は、上記デジタルカメラ４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段５１は例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等からなり、記憶手段５２は例えば記憶媒体部１９等からなる。
【０１２３】
図１９に示すように、デジタルカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。
【０１２４】
上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１はバス２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。
【０１２５】
操作部１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。制御部１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ４０全体を制御する回路である。
【０１２６】
ＣＣＤ４９は、本発明による撮影光学系４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。
【０１２７】
ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。
【０１２８】
一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
【０１２９】
記録媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
【０１３０】
表示部２０は、液晶表示モニター４７を備え、その液晶表示モニター４７に画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
【０１３１】
このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
【０１３２】
本発明は、以上のような一般的な被写体を撮影する所謂コンパクトデジタルカメラだけでなく、広い画角が必要な監視カメラや、レンズ交換式のカメラに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の変倍光学系の実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図２】本発明の変倍光学系の実施例２の図１と同様の図である。
【図３】本発明の変倍光学系の実施例３の図１と同様の図である。
【図４】本発明の変倍光学系の実施例４の図１と同様の図である。
【図５】本発明の変倍光学系の実施例５の図１と同様の図である。
【図６】本発明の変倍光学系の実施例６の図１と同様の図である。
【図７】本発明の変倍光学系の実施例７の図１と同様の図である。
【図８】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図９】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１０】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１１】実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１２】実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１３】実施例６の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１４】実施例７の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１５】像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念を説明するための図である。
【図１６】本発明によるデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１７】図１６のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１８】図１６のデジタルカメラの断面図である。
【図１９】図１６のデジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【０１３４】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｇ４…第４レンズ群
Ｓ…明るさ絞り
Ｆ…ローパスフィルター等を構成する平行平板
Ｃ…カバーガラスの平行平板
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
１２…操作部
１３…制御部
１４、１５…バス
１６…撮像駆動回路
１７…一時記憶メモリ
１８…画像処理部
１９…記憶媒体部
２０…表示部
２１…設定情報記憶メモリ部
２２…バス
２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッターボタン
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…正立プリズム系
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ…正立プリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
６０…カバー
６１…焦点距離変更ボタン
６２…設定変更スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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