(57)【要約】【課題】変倍比が５倍〜１０倍程度、広角端の半画角が３５°程度以上で、コンパクト性に優れた高変倍・高性能のズームレンズ系。【解決手段】正の第１レンズ群Ｇ１と、負の第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、画角を表す条件式（１）、変倍比を表す条件式（２）、第１レンズ群Ｇ１の屈折力を規定する条件式（３）、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の屈折力の比率を規定する条件式（４）、広角端から望遠端までの変倍における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の変倍分担を規定する条件式（５）を満足する広角高変倍ズームレンズ。【選択図】図１
2008112013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第１レンズ群と第３レンズ群は物体側に移動し、以下の条件式を満足することを特徴とする広角高変倍ズームレンズ。
３５°＜ｔａｎ-1（Ｉ／ｆw ）                                  ・・・（１）
５＜（ｆt ／ｆw ）                                            ・・・（２）
０．５＜ｆg1／ｆt ＜１．３５                                  ・・・（３）
０．４＜｜ｆg2／ｆg3｜＜１                                    ・・・（４）
０．５＜（Ｍ2gt ／Ｍ2gw ）／（Ｍ3gt ／Ｍ3gw ）＜１．３        ・・・（５）
ただし、ｆw は広角端の全系の焦点距離、
ｆt は望遠端の全系の焦点距離、
Ｉは結像する像の最大像高、
ｆg1は第１レンズ群の焦点距離、
ｆg2は第２レンズ群の焦点距離、
ｆg3は第３レンズ群の焦点距離、
Ｍ2gw は第２レンズ群の広角端の横倍率、
Ｍ2gt は第２レンズ群の望遠端の横倍率、
Ｍ3gw は第３レンズ群の広角端の横倍率、
Ｍ3gt は第３レンズ群の望遠端の横倍率、
である。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の広角高変倍ズームレンズ。
０．５＜Ｃjt／ｆt ＜１．８                                    ・・・（６）
ただし、Ｃjtは望遠端でのレンズ入射面から結像位置までの光軸上の距離、
である。
【請求項３】
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、物体側の曲率が像側の曲率より強い正レンズから構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の広角高変倍ズームレンズ。
【請求項４】
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３の何れか１項記載の広角高変倍ズームレンズ。
−１．５＜（Ｒp1f ＋Ｒp1r ）／（Ｒp1f −Ｒp1r ）＜−０．７５  ・・・（７）
ただし、Ｒp1f は第１レンズ群中の正レンズの物体側の曲率半径、
Ｒp1r は第１レンズ群中の正レンズの像側の曲率半径、
である。
【請求項５】
前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚より構成され、最も物体側の負レンズは少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の広角高変倍ズームレンズ。
【請求項６】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第１レンズ群と第３レンズ群は物体側に移動し、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、物体側の曲率が像側の曲率より強い正レンズから構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする広角高変倍ズームレンズ。
３５°＜ｔａｎ-1（Ｉ／ｆw ）                                  ・・・（１）
５＜（ｆt ／ｆw ）                                            ・・・（２）
０．５＜ｆg1／ｆt ＜１．３５                                  ・・・（３）
−１．５＜（Ｒp1f ＋Ｒp1r ）／（Ｒp1f −Ｒp1r ）＜−０．７５  ・・・（７）
ただし、ｆw は広角端の全系の焦点距離、
ｆt は望遠端の全系の焦点距離、
Ｉは結像する像の最大像高、
ｆg1は第１レンズ群の焦点距離、
Ｒp1f は第１レンズ群中の正レンズの物体側の曲率半径、
Ｒp1r は第１レンズ群中の正レンズの像側の曲率半径、
である。
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６記載の広角高変倍ズームレンズ。
０．４＜｜ｆg2／ｆg3｜＜１                                    ・・・（４）
０．５＜（Ｍ2gt ／Ｍ2gw ）／（Ｍ3gt ／Ｍ3gw ）＜１．３        ・・・（５）
ただし、ｆg2は第２レンズ群の焦点距離、
ｆg3は第３レンズ群の焦点距離、
Ｍ2gw は第２レンズ群の広角端の横倍率、
Ｍ2gt は第２レンズ群の望遠端の横倍率、
Ｍ3gw は第３レンズ群の広角端の横倍率、
Ｍ3gt は第３レンズ群の望遠端の横倍率、
である。
【請求項８】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６又は７記載の広角高変倍ズームレンズ。
０．５＜Ｃjt／ｆt ＜１．８                                    ・・・（６）
ただし、Ｃjtは望遠端でのレンズ入射面から結像位置までの光軸上の距離、
である。
【請求項９】
前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚より構成され、最も物体側の負レンズは少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする請求項６から８の何れか１項記載の広角高変倍ズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項記載の広角高変倍ズームレンズと、その広角高変倍ズームレンズの像側に配され、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１１】
前記広角高変倍ズームレンズ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１０記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広角高変倍ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置に関し、特に、固体撮像素子を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に適した、例えば、変倍比が５〜１０倍程度で、広角端の半画角が３５°以上のズームレンズ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】
近年では、銀塩フィルムカメラに代わり、ＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが主流となっており、業務用高機能タイプからコンパクトな普及タイプまで幅広いカテゴリーで使われるようになってきている。特に普及タイプのデジタルカメラは、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性が良く、持ち運びが便利な、厚み方向のサイズが薄型であるタイプのデジタルカメラが好まれるようになっている。
【０００３】
また、撮影レンズの変倍比は３倍程度が一般的であったが、ユーザーの幅広いニーズを満足させるため、高変倍でかつ広い画角で撮影できるカメラが必要になってきている。
【０００４】
このようなカメラに対応した撮影レンズは、カメラの携帯性を損なわないような小型化にする必要がある。
【０００５】
変倍比が高倍で、かつ、広角端の画角が３５°以上と広い従来技術としては、特許文献１〜７に開示されているが、カメラの薄型化のためには撮影レンズの鏡筒を薄型化する必要である。その手段として、カメラ撮影状態では鏡筒をカメラボディ内からせり出し、携帯時にはカメラボディ内に収納する、いわゆる沈胴式鏡筒が一般的になっている。そのため、沈胴時のレンズ鏡筒の薄型化を考慮したズーム構成にすることが重要である。具体的には、鏡筒の沈胴時の厚みを薄くするため、少ないレンズ枚数でズームレンズ群を構成し、かつ、ズームレンズ光学系の全長を短くする必要がある。
【特許文献１】特開平７−５３６１号公報
【特許文献２】特開平７−２０３８１号公報
【特許文献３】特開平８−５０２４４号公報
【特許文献４】特開２００１−３５００９２号公報
【特許文献５】特開２００５−１７９１５号公報
【特許文献６】特開２００６−７８９７９号公報
【特許文献７】特開２００６−２３５０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献５、特許文献７に記載のものは、第１レンズ群の構成枚数が３枚と多いため、第１レンズ群のレンズ径、光軸上の厚さが大きくなる。また、望遠端での光学全長が長く、鏡筒を十分に小さくすることができない。
【０００７】
また、特許文献４に記載のものは望遠端の光学全長は短くなっているが、レンズ構成枚数が１５枚と多いため、沈胴時の鏡筒を十分に薄型化することができない。
【０００８】
また、特許文献６に記載のものは第１レンズ群の構成枚数が２枚と少なく、レンズ全系でも９枚とレンズ枚数の削減を行っているが、変倍比が４．６と十分な高変倍化を達成していない。
【０００９】
さらに、これらの従来技術は、更なる小型化を達成するために各レンズ群の屈折力配置を見直す必要がある。
【００１０】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、例えば変倍比が５倍〜１０倍程度、かつ、広角端の半画角が３５°程度以上で、コンパクト性に優れた高変倍・高性能のズームレンズ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１つの広角高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第１レンズ群と第３レンズ群は物体側に移動し、以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
【００１２】
３５＜ｔａｎ-1（Ｉ／ｆw ）                                    ・・・（１）
５＜（ｆt ／ｆw ）                                            ・・・（２）
０．５＜ｆg1／ｆt ＜１．３５                                  ・・・（３）
０．４＜｜ｆg2／ｆg3｜＜１                                    ・・・（４）
０．５＜（Ｍ2gt ／Ｍ2gw ）／（Ｍ3gt ／Ｍ3gw ）＜１．３        ・・・（５）
ただし、ｆw は広角端の全系の焦点距離、
ｆt は望遠端の全系の焦点距離、
Ｉは結像する像の最大像高、
ｆg1は第１レンズ群の焦点距離、
ｆg2は第２レンズ群の焦点距離、
ｆg3は第３レンズ群の焦点距離、
Ｍ2gw は第２レンズ群の広角端の横倍率、
Ｍ2gt は第２レンズ群の望遠端の横倍率、
Ｍ3gw は第３レンズ群の広角端の横倍率、
Ｍ3gt は第３レンズ群の望遠端の横倍率、
である。
【００１３】
本発明のもう１つの広角高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第１レンズ群と第３レンズ群は物体側に移動し、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、物体側の曲率が像側の曲率より強い正レンズから構成され、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】
３５＜ｔａｎ-1（Ｉ／ｆw ）                                    ・・・（１）
５＜（ｆt ／ｆw ）                                            ・・・（２）
０．５＜ｆg1／ｆt ＜１．３５                                  ・・・（３）
−１．５＜（Ｒp1f ＋Ｒp1r ）／（Ｒp1f −Ｒp1r ）＜−０．７５  ・・・（７）
ただし、ｆw は広角端の全系の焦点距離、
ｆt は望遠端の全系の焦点距離、
Ｉは結像する像の最大像高、
ｆg1は第１レンズ群の焦点距離、
Ｒp1f は第１レンズ群中の正レンズの物体側の曲率半径、
Ｒp1r は第１レンズ群中の正レンズの像側の曲率半径、
である。
【００１５】
以下、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】
上記の本発明の２つの広角高変倍ズームレンズ共通のレンズ構成に関して述べる。
【００１７】
本発明の広角高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第１レンズ群と第３レンズ群は物体側に移動するように構成している。
【００１８】
第１レンズ群が正の屈折力を有するズーム群構成は、広角端における正の第１レンズ群と第２レンズ群を近くに配置し、望遠端への変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を広げるように移動させることで変倍を行っている。
【００１９】
高変倍化のためには、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を大きくせねばならず、変倍時に第１レンズ群が固定され第２レンズ群のみで変倍する場合、第１レンズ群と開口絞りとのスペースが大きくなり、第１レンズ群のレンズ径が大きくなってしまう。
【００２０】
そのため、変倍時に第１レンズ群を物体側に移動させ、望遠端での第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を確保するようにすることで、広角端での第１レンズ群の位置をより像側に配置できるため、広角端での第１レンズ群と開口絞りの間隔を小さくし第１レンズ群の径を小型化にできる。  
【００２１】
また、本発明のズームレンズの構成は、望遠端への変倍時に第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を小さくするように第３レンズ群を物体側に移動させることで、変倍作用を第３レンズ群にも分担させている。
【００２２】
このため、第１レンズ群と第２レンズ群の変倍の間隔変化量を小さくすることが可能となった。このとき、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔を大きくするように、第３レンズ群を物体側に移動させている。
【００２３】
このような構成とすることで、各レンズ群の変倍時の移動量を小さくし、ズーム時の収差変動が小さく、ズーム全域で良好な収差性能を確保している。
【００２４】
次に、本発明の条件式に関して説明する。
【００２５】
条件式（１）は、本発明の広角高変倍ズームレンズの画角を表しており、条件式（１）の下限の３５°を越えると、広角端での画角が狭くなってしまう。
【００２６】
条件式（２）は、本発明の広角高変倍ズームレンズの変倍比を表しており、条件式（２）の下限の５を越えると、変倍比が小さくなってしまう。
【００２７】
条件式（３）は、第１レンズ群の屈折力を適切に規定するものである。条件式（３）の上限の１．３５を越えると、第１レンズ群の屈折力が弱くなりすぎ、相対的に第２レンズ群の屈折力も弱くなる。この場合、第２レンズ群の移動量が大きくなるので、相対的に広角端での第１レンズ群の位置が物体側に配置されることになり、第１レンズ群の径が大きくなって、コンパクト性を確保することが困難となる。また、このとき、第３レンズの屈折力を強くしないと変倍作用が得られず、第３レンズ群で発生する収差が増えるので、良好な結像性能を得るのが難しくなる。
【００２８】
条件式（３）の下限の０．５を越えると、第１レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、特に広角端における球面収差を補正することが困難になる。
【００２９】
条件式（４）は、第２レンズ群と第３レンズ群の屈折力の比率を適切に規定するものである。条件式（４）の上限の１を越えると、第２レンズ群の焦点距離が大きくなり変倍時の移動量が大きくなるため、レンズ全長が長くなる。また、相対的に第３レンズの屈折力を強くなるので、第３レンズ群で発生する収差が増えるので良好な結像性能を得るのが難しくなる。
【００３０】
条件式（４）の下限の０．４を越えると、第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、第２レンズ群で発生する収差が大きくなり、変倍時の収差変動が大きくなってしまう。
【００３１】
条件式（５）は、広角端から望遠端までの変倍における第２レンズ群と第３レンズ群の変倍分担を適切に規定するものである。条件式（５）の上限の１．３を越えると、第２レンズ群の変倍負担が大きくなり、第２レンズ群の移動量が大きくなるので、全長の増加及び第１レンズ群のレンズ径が大型化してしまう。
【００３２】
条件式（５）の下限の０．５を越えると、第３レンズ群の変倍負担が大きくなり、第３レンズ群の移動量が大きくなるので、望遠端でのＦナンバーが暗くなり、変倍時に固体撮像素子の入射角変動量が大きくなる。また、第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、第３レンズ群で発生する収差が増えるので、良好な結像性能を得るのが難しくなる。
【００３３】
条件式（７）は、第１レンズ群の正レンズの形状を規定したものである。小型で高変倍を達成するために、第１レンズ群は大きな正のパワーが必要であり、かつ、発生する収差を左右の面でバランス良く補正するために、条件式（７）を満足するような形状が有効である。
【００３４】
条件式（７）の上限の−０．７５を越えると、広角端において、レンズ後面で発生する像面湾曲等の収差の補正に不利になる。一方、下限の−１．５を越えると、球面収差の補正に不利になる。また、第１レンズ群の主点位置がより物体側になるため、広角端において第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔が広がるため、所望の画角を確保しようとすると光線高が高くなり、レンズの縁肉を必要な量確保しようとするとき、軸上肉厚が非常に厚くなり、小型化が難しくなる。
【００３５】
以上において、次の条件式を満足することが望ましい。
【００３６】
０．５＜Ｃjt／ｆt ＜１．８                                    ・・・（６）
ただし、Ｃjtは望遠端でのレンズ入射面から結像位置までの光軸上の距離、
である。
【００３７】
条件式（６）は、望遠端のレンズ全長を望遠端の全系の焦点距離で規定したものである。条件式（６）の上限の１．８を越えると、変倍比を大きくした場合に望遠端でのレンズ全長が長く、鏡筒のコンパクト化に反する。条件式（６）の下限の０．５を越えると、変倍比を大きくしても望遠端でのレンズ全長が小さくなるのは望ましいが、各レンズ群の屈折力が強まるので、変倍時の収差変動が大きくなってしまう。
【００３８】
また、第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、物体側の曲率が像側の曲率より強い正レンズから構成されることが望ましい。
【００３９】
第１レンズ群は、条件式（３）を満足しながら、負レンズと正レンズの各１枚の構成とすることで、第１レンズ群で発生する色収差等を小さくし、変倍時の収差変動を小さくすることができる。また、構成枚数が少ないことから第１レンズ群の大きさをコンパクトにし、鏡筒を小型化することが可能となる。
【００４０】
また、第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚より構成され、最も物体側の負レンズは少なくとも１面に非球面を有することが望ましい。
【００４１】
第２レンズ群は変倍を負担する群であるため、第２レンズ群の構成枚数を３枚という少ない枚数に限定したときに最適なレンズ配置にしておくことが、光学性能上極めて重要となる。本発明では２枚の負レンズを配置することで、負パワーを分担させ収差が過大に発生するのを回避している。また、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズの並びとすることで、レンズ構成の対称性を良くし、第２レンズ群内で効率良く収差補正を行えるようにしている。
【００４２】
また、第２レンズ群における収差の発生を抑えて良好な光学性能を得るためには、第２レンズ群の最も物体側の負レンズに少なくとも１面に非球面を用いることで、球面収差やコマ収差の発生を小さく抑えることができる。
【００４３】
また、条件式（３）〜（５）は、以下のそれぞれ（３）’〜（５）’にすることで、更なる小型化、高性能化を達成することが可能となる。
【００４４】
０．６＜ｆg1／ｆt ＜１．２                                  ・・・（３）’
０．５＜｜ｆg2／ｆg3｜＜１                                  ・・・（４）’
０．５＜（Ｍ2gt ／Ｍ2gw ）／（Ｍ3gt ／Ｍ3gw ）＜１．２      ・・・（５）’
また、本発明の広角高変倍ズームレンズの最も像側のレンズは、物体側の曲率が像側よりも強い負レンズで構成することが望ましい。この構成は、開口絞りを挟み、第１レンズ群の最も物体側の負レンズと対称な構成となるため、レンズ全系での収差、特に像面湾曲の補正のために良い。
【００４５】
さらに、本発明の広角高変倍ズームレンズのフォーカシングは、第４レンズ群で行うことが望ましい。
【００４６】
本発明は、以上の広角高変倍ズームレンズと、そのその広角高変倍ズームレンズの像側に配され、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。
【００４７】
この場合に、前記広角高変倍ズームレンズと前記撮像素子との間にローパスフィルターを配置を配置することが望ましい。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によると、変倍比が例えば５倍〜１０倍程度、かつ、広角端の半画角が例えば３５°程度以上で、コンパクト性に優れた高変倍・高性能のズームレンズとそれを用いた撮像装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の広角高変倍ズームレンズの実施例１〜４について説明する。実施例１〜４のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図４に示す。各図中、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、第５レンズ群はＧ５、光学的ローパスフィルターはＦ、電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスはＣ、ＣＣＤの像面はＩで示してある。なお、近赤外シャープカットコートについては、例えば光学的ローパスフィルターＦに直接コートを施こしてもよく、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置してもよく、あるいは、透明平板の入射面に近赤外シャープカットコートしたものを用いてもよい。
【００５０】
実施例１の広角高変倍ズームレンズは、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は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体で物体側に移動し、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像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。
【００５１】
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、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像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、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。
【００５２】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、接合レンズの最も像側の面、第３レンズ群Ｇ４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６面に用いている。
【００５３】
実施例２の広角高変倍ズームレンズは、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。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体で第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動し、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像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。
【００５４】
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、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像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、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。
【００５５】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、接合レンズの最も像側の面、第３レンズ群Ｇ４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６面に用いている。
【００５６】
実施例３の広角高変倍ズームレンズは、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。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体で第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動し、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像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。
【００５７】
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、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像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、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。
【００５８】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、接合レンズの最も像側の面、第３レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面の７面に用いている。
【００５９】
実施例４の広角高変倍ズームレンズは、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、負屈折力の第５レンズ群Ｇ５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。開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は一体で第２レンズ群Ｇ２との間隔を縮めながら物体側に移動し、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広角端から中間状態までは像側に移動し、中間状態から望遠端までは略固定である。第５レンズ群Ｇ５は位置固定である。
【００６０】
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、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像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枚からなり、第５レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚からなる。
【００６１】
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の単レンズの負メニスカスレンズの両面、接合レンズの最も像側の面、第３レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面の７面に用いている。
【００６２】
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。
【００６３】
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋Ａ4 ｙ4 ＋Ａ6 ｙ6 ＋Ａ8 ｙ8 ＋Ａ10ｙ10
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ4 、Ａ6 、Ａ8 、Ａ10はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【００６４】
実施例１
ｒ1 =    23.276             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.92286 νd1 =18.90 
ｒ2 =    16.886             ｄ2 =  0.27     
ｒ3 =    18.502             ｄ3 =  3.15     ｎd2 =1.77250 νd2 =49.60 
ｒ4 =1934621.497            ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -76.912 （非球面）  ｄ5 =  0.80     ｎd3 =1.88300 νd3 =40.76 
ｒ6 =     6.215 （非球面）  ｄ6 =  2.90     
ｒ7 =   -65.089             ｄ7 =  1.70     ｎd4 =1.94595 νd4 =17.98 
ｒ8 =   -14.821             ｄ8 =  0.70     ｎd5 =1.88300 νd5 =40.76 
ｒ9 =   -31.161 （非球面）  ｄ9 = （可変）  
ｒ10=     ∞（絞り）        ｄ10=  0.10     
ｒ11=     6.127 （非球面）  ｄ11=  2.93     ｎd6 =1.58913 νd6 =61.14 
ｒ12=   -12.222 （非球面）  ｄ12=  0.10     
ｒ13=     5.727             ｄ13=  1.63     ｎd7 =1.60300 νd7 =65.44 
ｒ14=    14.062             ｄ14=  0.44     ｎd8 =2.00330 νd8 =28.27 
ｒ15=     3.685             ｄ15= （可変）  
ｒ16=    33.340 （非球面）  ｄ16=  2.32     ｎd9 =1.74330 νd9 =49.33 
ｒ17=   -12.109             ｄ17=  0.20     
ｒ18=   -29.522             ｄ18=  0.60     ｎd10=1.92286 νd10=20.88 
ｒ19=   452.503             ｄ19= （可変）  
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.40     ｎd11=1.54771 νd11=62.84 
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.50     ｎd12=1.51633 νd12=64.14 
ｒ23=     ∞                ｄ23=  0.40     
ｒ24=     ∞（像面）        
非球面係数
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -6.44747×10-4
Ａ6 =  3.45720×10-5
Ａ8 = -6.96459×10-7
Ａ10=  5.19408×10-9
第６面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -7.61955×10-4
Ａ6 =  2.09420×10-5
Ａ8 =  5.39682×10-7
Ａ10= -1.05748×10-9
第９面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -2.69524×10-4
Ａ6 =  5.72012×10-6
Ａ8 = -3.80144×10-7
Ａ10= -1.31374×10-14 
第１１面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -9.29614×10-4
Ａ6 = -1.95091×10-5
Ａ8 =  3.68458×10-7
Ａ10= -2.02149×10-7
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -1.56275×10-7
Ａ6 = -1.48140×10-5
Ａ8 = -9.60633×10-7
Ａ10= -9.29691×10-8
第１６面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -2.25793×10-4
Ａ6 =  1.31531×10-5
Ａ8 = -4.23693×10-7
Ａ10=  3.10719×10-9
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             5.11           13.29           38.97
ＦNO                3.40            3.64            4.90
２ω（°）         80.81           31.48           11.13
ｄ4                 0.70            8.16           16.84
ｄ9                15.91            7.40            0.60
ｄ15                3.46           10.06           16.65
ｄ19                3.17            2.38            2.47                    。
【００６５】
実施例２
ｒ1 =    23.111             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.92286 νd1 =18.90 
ｒ2 =    16.980             ｄ2 =  0.30     
ｒ3 =    18.653             ｄ3 =  3.25     ｎd2 =1.77250 νd2 =49.60 
ｒ4 =-1327927.221           ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -69.365 （非球面）  ｄ5 =  0.80     ｎd3 =1.88300 νd3 =40.76 
ｒ6 =     6.396 （非球面）  ｄ6 =  2.89     
ｒ7 =  -178.996             ｄ7 =  1.66     ｎd4 =1.94595 νd4 =17.98 
ｒ8 =   -16.889             ｄ8 =  0.70     ｎd5 =1.88300 νd5 =40.76 
ｒ9 =   -46.559 （非球面）  ｄ9 = （可変）  
ｒ10=     ∞（絞り）        ｄ10=  0.10     
ｒ11=     6.275 （非球面）  ｄ11=  2.58     ｎd6 =1.58913 νd6 =61.14 
ｒ12=   -15.213 （非球面）  ｄ12=  0.10     
ｒ13=     5.541             ｄ13=  1.69     ｎd7 =1.60300 νd7 =65.44 
ｒ14=    12.437             ｄ14=  0.44     ｎd8 =2.00330 νd8 =28.27 
ｒ15=     3.749             ｄ15= （可変）  
ｒ16=    27.569 （非球面）  ｄ16=  2.54     ｎd9 =1.74330 νd9 =49.33 
ｒ17=   -11.835             ｄ17=  0.20     
ｒ18=   -27.715             ｄ18=  0.60     ｎd10=1.92286 νd10=20.88 
ｒ19= 37777.911             ｄ19= （可変）  
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.40     ｎd11=1.54771 νd11=62.84 
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.50     ｎd12=1.51633 νd12=64.14 
ｒ23=     ∞                ｄ23=  0.40     
ｒ24=     ∞（像面）        
非球面係数
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -6.81929×10-4
Ａ6 =  3.70491×10-5
Ａ8 = -6.86996×10-7
Ａ10=  4.56364×10-9
第６面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -7.91477×10-4
Ａ6 =  2.05546×10-5
Ａ8 =  5.63766×10-7
Ａ10=  1.45385×10-8
第９面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -2.53924×10-4
Ａ6 =  6.21051×10-6
Ａ8 = -4.27833×10-7
Ａ10= -5.16492×10-12 
第１１面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -7.73664×10-4
Ａ6 = -8.31301×10-7
Ａ8 = -4.22688×10-7
Ａ10= -1.20445×10-7
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -9.77378×10-9
Ａ6 =  8.78024×10-10 
Ａ8 = -9.31488×10-7
Ａ10= -7.08165×10-8
第１６面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -2.46628×10-4
Ａ6 =  1.04257×10-5
Ａ8 = -4.43353×10-7
Ａ10=  6.07058×10-9
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             5.09           15.16           43.95
ＦNO                3.40            3.68            4.90
２ω（°）         80.74           27.77            9.83
ｄ4                 0.70            8.82           17.15
ｄ9                16.19            7.42            0.60
ｄ15                3.53           12.57           19.50
ｄ19                3.39            1.99            2.39                    。
【００６６】
実施例３
ｒ1 =    23.459             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.92286 νd1 =18.90 
ｒ2 =    17.143             ｄ2 =  0.31     
ｒ3 =    18.782             ｄ3 =  3.26     ｎd2 =1.77250 νd2 =49.60 
ｒ4 = 81961.446             ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =   -91.408 （非球面）  ｄ5 =  0.80     ｎd3 =1.88300 νd3 =40.76 
ｒ6 =     6.271 （非球面）  ｄ6 =  2.83     
ｒ7 =  -193.523             ｄ7 =  1.71     ｎd4 =1.94595 νd4 =17.98 
ｒ8 =   -16.149             ｄ8 =  0.70     ｎd5 =1.88300 νd5 =40.76 
ｒ9 =   -55.369 （非球面）  ｄ9 = （可変）  
ｒ10=     ∞（絞り）        ｄ10=  0.10     
ｒ11=     6.374 （非球面）  ｄ11=  2.61     ｎd6 =1.58913 νd6 =61.14 
ｒ12=   -14.919 （非球面）  ｄ12=  0.10     
ｒ13=     5.474             ｄ13=  1.68     ｎd7 =1.60300 νd7 =65.44 
ｒ14=    11.918             ｄ14=  0.44     ｎd8 =2.00330 νd8 =28.27 
ｒ15=     3.747             ｄ15= （可変）  
ｒ16=    30.794 （非球面）  ｄ16=  2.84     ｎd9 =1.74330 νd9 =49.33 
ｒ17=   -11.449 （非球面）  ｄ17=  0.20     
ｒ18=   -27.742             ｄ18=  0.60     ｎd10=1.92286 νd10=20.88 
ｒ19=  8237.612             ｄ19= （可変）  
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.40     ｎd11=1.54771 νd11=62.84 
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.50     ｎd12=1.51633 νd12=64.14 
ｒ23=     ∞                ｄ23=  0.40     
ｒ24=     ∞（像面）        
非球面係数
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -4.98816×10-4
Ａ6 =  2.73662×10-5
Ａ8 = -5.45976×10-7
Ａ10=  3.90498×10-9
第６面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -5.07784×10-4
Ａ6 =  8.45751×10-6
Ａ8 =  1.16463×10-6
Ａ10= -1.63586×10-8
第９面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -2.72856×10-4
Ａ6 =  3.98544×10-6
Ａ8 = -3.66810×10-7
Ａ10=  8.12365×10-10 
第１１面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -7.43055×10-4
Ａ6 = -1.75166×10-6
Ａ8 = -1.21068×10-6
Ａ10= -7.05472×10-8
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  2.22101×10-7
Ａ6 = -1.62815×10-6
Ａ8 = -1.62165×10-6
Ａ10= -1.95788×10-8
第１６面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -4.66685×10-5
Ａ6 =  1.24136×10-7
Ａ8 = -3.81918×10-7
Ａ10=  1.03287×10-9
第１７面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  3.05458×10-4
Ａ6 = -1.38177×10-5
Ａ8 = -5.49386×10-8
Ａ10=  1.82911×10-9
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             5.06           14.97           48.66
ＦNO                3.40            3.98            5.60
２ω（°）         81.52           28.09            8.93
ｄ4                 0.70            8.90           17.86
ｄ9                15.95            7.47            0.60
ｄ15                3.42           12.46           21.46
ｄ19                3.46            2.26            2.34                    。
【００６７】
実施例４
ｒ1 =    23.493             ｄ1 =  0.80     ｎd1 =1.92286 νd1 =18.90 
ｒ2 =    17.925             ｄ2 =  0.34     
ｒ3 =    20.098             ｄ3 =  3.09     ｎd2 =1.77250 νd2 =49.60 
ｒ4 =  1047.951             ｄ4 = （可変）  
ｒ5 =  3318.714 （非球面）  ｄ5 =  0.80     ｎd3 =1.88300 νd3 =40.76 
ｒ6 =     5.960 （非球面）  ｄ6 =  3.03     
ｒ7 =   -91.391             ｄ7 =  1.94     ｎd4 =1.94595 νd4 =17.98 
ｒ8 =   -15.300             ｄ8 =  0.70     ｎd5 =1.88300 νd5 =40.76 
ｒ9 =   -44.573 （非球面）  ｄ9 = （可変）  
ｒ10=     ∞（絞り）        ｄ10=  0.10     
ｒ11=     6.687 （非球面）  ｄ11=  2.64     ｎd6 =1.58913 νd6 =61.14 
ｒ12=   -13.045 （非球面）  ｄ12=  0.10     
ｒ13=     5.392             ｄ13=  1.95     ｎd7 =1.60300 νd7 =65.44 
ｒ14=    19.003             ｄ14=  0.44     ｎd8 =2.00330 νd8 =28.27 
ｒ15=     3.704             ｄ15= （可変）  
ｒ16=    43.917 （非球面）  ｄ16=  2.37     ｎd9 =1.74330 νd9 =49.33 
ｒ17=   -16.386 （非球面）  ｄ17= （可変）  
ｒ18=    -9.213             ｄ18=  0.98     ｎd10=1.84666 νd10=23.78 
ｒ19=    -9.266             ｄ19=  0.69     
ｒ20=     ∞                ｄ20=  0.40     ｎd11=1.54771 νd11=62.84 
ｒ21=     ∞                ｄ21=  0.50     
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.50     ｎd12=1.51633 νd12=64.14 
ｒ23=     ∞                ｄ23=  0.40     
ｒ24=     ∞（像面）        
非球面係数
第５面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -2.85182×10-4
Ａ6 =  9.57407×10-6
Ａ8 = -1.36789×10-7
Ａ10=  7.34817×10-10 
第６面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -2.91913×10-4
Ａ6 =  3.07861×10-6
Ａ8 =  1.03870×10-7
Ａ10=  1.07178×10-8
第９面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -2.76702×10-4
Ａ6 =  3.13845×10-6
Ａ8 = -2.86578×10-7
Ａ10= -1.69342×10-11 
第１１面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 = -6.83725×10-4
Ａ6 = -2.81656×10-5
Ａ8 =  9.31002×10-7
Ａ10= -1.90767×10-7
第１２面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  3.17353×10-5
Ａ6 = -2.97777×10-5
Ａ8 =  3.13349×10-7
Ａ10= -1.12469×10-7
第１６面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  1.04065×10-4
Ａ6 = -1.28593×10-5
Ａ8 =  5.59241×10-8
Ａ10=  2.19119×10-11 
第１７面
Ｋ  =  0.000
Ａ4 =  3.28952×10-4
Ａ6 = -3.14487×10-5
Ａ8 =  8.22975×10-7
Ａ10= -1.11553×10-8
ズームデータ（∞）
ＷＥ            ＳＴ            ＴＥ
ｆ (mm)             5.08           15.02           48.74
ＦNO                3.40            3.91            5.60
２ω（°）         81.37           28.19            8.98
ｄ4                 0.70            8.42           18.16
ｄ9                16.52            7.12            0.60
ｄ15                3.66           12.20           21.50
ｄ17                2.50            1.78            1.78                    。
【００６８】
以上の実施例１〜４の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図５〜図８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。
【００６９】
上記実施例１〜４の条件式（１）〜（７）の値は次の通りである。
【００７０】
条件式  （１）  （２）  （３）  （４）  （５）  （６）  （７）
実施例１  36.97    7.64    0.95    0.76    0.95    1.46   -1.000
実施例２  37.03    8.63    0.83    0.73    0.98    1.37   -1.000
実施例３  37.11    9.57    0.76    0.71    0.95    1.30   -1.000
実施例４  37.10    9.60    0.79    0.74    0.81    1.31   -1.039          。
【００７１】
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、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。
【００７２】
例えば、図９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９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。
【００７３】
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、ズームレンズ）の焦点距離である。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
このような方法は、特にズームレンズが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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
０≦Ｒ≦０．６Ｌs 
ただし、Ｌs は有効撮像面の短辺の長さである。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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（本発明ではズームレンズ）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。
【００８５】
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。
【００８６】
図１０〜図１２は、以上のような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１０はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１１は同後方正面図、図１２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１０と図１２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１２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の広角高変倍ズームレンズ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。
【００８７】
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のズームレンズ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。
【００８８】
図１３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。
【００８９】
図１３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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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】
【００９９】
【図１】本発明の実施例１の広角高変倍ズームレンズ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】本発明の実施例２の広角高変倍ズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図３】本発明の実施例３の広角高変倍ズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図４】本発明の実施例４の広角高変倍ズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図５】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図６】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図７】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図８】実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図９】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１０】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１１】図１０のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１２】図１０のデジタルカメラの断面図である。
【図１３】図１０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】
【０１００】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｇ４…第３レンズ群
Ｇ５…第５レンズ群
Ｓ…開口絞り
Ｆ…光学的ローパスフィルター
Ｃ…カバーガラス
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】
2008112013.tif 000003
【図２】
2008112013.tif 000004
【図３】
2008112013.tif 000005
【図４】
2008112013.tif 000006
【図５】
2008112013.tif 000007
【図６】
2008112013.tif 000008
【図７】
2008112013.tif 000009
【図８】
2008112013.tif 000010
【図９】
2008112013.tif 000011
【図１０】
2008112013.tif 000012
【図１１】
2008112013.tif 000013
【図１２】
2008112013.tif 000014
【図１３】
2008112013.tif 000015