【手続補正書】
【提出日】平成19年5月7日(2007.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、正屈折力の第一レンズ群、負屈折力の第二レンズ群、正屈折力の第三レンズ群、正屈折力の第四レンズ群からなり、
明るさ絞りを前記第二レンズ群と前記第四レンズ群の間に配し、
変倍時各群の間隔が変化するように、少なくとも前記第一レンズ群、前記第二レンズ群、前記第三レンズ群が移動し、
前記第一レンズ群が多くても２枚のレンズで構成され、
前記第二レンズ群は、物体側より順に、物体側の面よりも像側の面が強い曲率を持つ第１負レンズと、空気間隔と、物体側の面よりも像側の面が強い曲率を持つ第２負レンズと、空気間隔と、像側の面よりも物体側の面が強い曲率をもつ正レンズからなり、
前記第２負レンズが、下記条件式を満足するズーム光学系。
−０．７ ＜ ｆ２／ｒ２３ ＜ ０．０５
但し、ｒ２３は前記第２負レンズの物体側の面の曲率半径、ｆ２は前記第二レンズ群の焦点距離である。
【請求項２】
前記第三レンズ群は、物体側から正レンズと、空気間隔と、負レンズと、空気間隔と、正レンズとで構成される請求項１に記載のズーム光学系。
【請求項３】
前記第二レンズ群は、広角端と望遠端の間の何れかの変倍方式にて像側に凸の移動を行い、前記第１レンズ群は、広角端よりも望遠端において物体側に位置するように移動する請求項１または２に記載のズーム光学系。
【請求項４】
前記第四レンズ群は、１枚の正レンズで構成され、光軸上を移動することによりフォーカスを行う請求項１乃至３の何れか１項に記載のズーム光学系。
【請求項５】
以下の条件式を満足する請求項１乃至４の何れか１項に記載のズーム光学系。
１．８ ＜ （Ｔｔ−Ｔｗ）／ｆｗ ＜ ６
但し、ｆｗは広角端での焦点距離、Ｔｔは望遠端でのズーム光学系の全長（第一面から像面までの距離）、Ｔｗは広角端でのズーム光学系の全長（第一面から像面までの距離）である。
【請求項６】
広角端において、画角３０°に対する入射瞳位置をｅｎ３０とするとき、以下の条件式を満足する請求項１乃至５の何れか１項に記載のズーム光学系。
１．５ ＜（ｅｎ３０／ｆｗ）＜ ５
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のズーム光学系を備えた撮像装置。
【請求項８】
前記第１負レンズの物体側面は非球面であり、下記条件を満足する請求項１に記載のズーム光学系。  
０ ＜ ΦＬ／ΦＨ ＜ １．３  
但し、ΦＬは第二レンズ群の焦点距離の−０．３０倍の径における参照球面から非球面までの光軸方向の偏倚量、ΦＨは参照球面から第二レンズ群の焦点距離の−０．７５倍の径における参照球面から非球面までの光軸方向の偏倚量である。  
【請求項９】
前記明るさ絞りが、前記第三レンズ群の物体側に配置されている請求項１に記載のズーム光学系。
【請求項１０】
前記明るさ絞りは、前記第二レンズ群と独立して移動する請求項９に記載のズーム光学系。
【請求項１１】
前記明るさ絞りは、前記第三レンズ群と一体に移動する請求項１０に記載のズーム光学系。
【請求項１２】
前記第三レンズ群は、物体側から、両凸の正レンズと、空気間隔と、両凹負レンズと、空気間隔と、物体側の面よりも像側の面が強い曲率を有する正レンズで構成されている請求項２に記載のズーム光学系。
【請求項１３】
前記第一レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に常に物体側に移動する請求項３に記載のズーム光学系。
【請求項１４】
前記第三レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に常に物体側に移動する請求項３に記載のズーム光学系。
【請求項１５】
広角端に対し望遠端にて、前記第一レンズ群と前記第二レンズ群の間隔は広がり、前記第二レンズ群と前記第三レンズ群の間隔は狭まり、前記第三レンズ群と前記第四レンズ群の間隔は広がり、前記第三レンズ群は広角端よりも望遠端にて物体側に位置し、以下の条件式を満足する請求項３に記載のズーム光学系。
０．４  ＜ Δ１３／ｆｗ ＜ １．２    
但し、ｆｗは広角端での焦点距離、Δ１３は広角端に対する望遠端での第一レンズ群と第三レンズ群の間隔変化量である。
【請求項１６】
前記第二レンズ群が、広角端よりも望遠端にて物体側に位置するように像側に凸状に移動をし、前記第一レンズ群が、広角端よりも望遠端にて物体側に移動し、以下の条件式を満足する請求項３に記載のズーム光学系。  
０．６ ＜ ＳＴ／（Ｔｔ−Ｔｗ） ＜ １．１  
但し、Ｔｔは望遠端でのズーム光学系の全長、Ｔｗは広角端でのズーム光学系の全長であり、ズーム光学系の全長はズーム光学系の第一面から像面までの距離とし、ＳＴは中間焦点距離状態付近から望遠端までの第一レンズ群移動量であり、中間焦点距離状態はズーム光学系の広角端での焦点距離と望遠端での焦点距離の相乗平均で表される焦点距離の状態であり、その付近は中間焦点距離の１２パーセント以内の任意の焦点距離での状態とする。
【請求項１７】
前記第一レンズ群が下記の条件式を満足する請求項１６に記載のズーム光学系。  
０．２ ＜ （Ｔｔ−Ｔｗ）／Ｔｗ  ＜ ０．８
【請求項１８】
下記条件式を満足する請求項５に記載のズーム光学系。  
３．４ ＜ （Ｔｔ−Ｔｗ）／ｆｗ ＜ ５
【請求項１９】
前記第一レンズ群は、群の入射面と射出面の間が光学材料で満たされている請求項１乃至５の何れか又は８乃至１８の何れか１項に記載のズーム光学系。
【請求項２０】
前記第一レンズ群は、負レンズと正レンズの接合レンズである請求項１９に記載のズーム光学系。
【請求項２１】
下記条件式を満足する請求項６に記載のズーム光学系。  
２ ＜ （ｅｎ３０／ｆｗ）＜ ４
【請求項２２】
広角端において、画角３５°に対する入射瞳位置をｅｎ３５としたとき、下記条件式を満足する請求項６に記載のズーム光学系。  
０．９ ＜ （ｅｎ３５／ｅｎ３０）＜ １．１５
【請求項２３】
請求項８乃至２２の何れか１項に記載のズーム光学系を備えた撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によるズーム光学系は、物体側より順に、正屈折力の第一レンズ群、負屈折力の第二レンズ群、正屈折力の第三レンズ群、正屈折力の第四レンズ群からなり、明るさ絞りを前記第二レンズ群と前記第四レンズ群の間に配し、変倍時に各群の間隔が変化するように、少なくとも前記第一レンズ群、前記第二レンズ群、前記第三レンズ群が移動し、前記第一レンズ群が多くても２枚のレンズで構成され、前記第二レンズ群は、物体側より順に、物体側の面よりも像側の面が強い曲率を持つ第１負レンズと、空気間隔と、物体側の面よりも像側の面が強い曲率を持つ第２負レンズと、空気間隔と、像側の面よりも物体側の面が強い曲率をもつ正レンズからなり、前記第２負レンズが、下記条件式を満足するように構成されている。
−０．７ ＜ ｆ２／ｒ２３ ＜ ０．０５               （１）
但し、ｒ２３は前記第２負レンズの物体側の面の曲率半径、ｆ２は前記第二レンズ群の焦点距離である。
本発明によれば、好ましくは、前記第三レンズ群が、物体側から正レンズと、空気間隔と、負レンズと、空気間隔と、正レンズとで構成されている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第二レンズ群が、広角端と望遠端の間の何れかの変倍方式にて像側に凸の移動を行い、前記第１レンズ群が、広角端よりも望遠端において物体側に位置すべく移動するように構成されている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第四レンズ群が、１枚の正レンズで構成され、光軸上を移動することによりフォーカスを行うように構成されている。
また、本発明によれば、好ましくは、ズーム光学系が、以下の条件式を満足するように構成されている。
１．８ ＜ （Ｔｔ−Ｔｗ）／ｆｗ  ＜ ６                      
但し、ｆｗは広角端での焦点距離、Ｔｔは望遠端でのズーム光学系の全長（第一面から像面までの距離）、Ｔｗは広角端でのズーム光学系の全長（第一面から像面までの距離）である。
また、本発明によれば、好ましくは、広角端において、画角３０°に対する入射瞳位置をｅｎ３０とするとき、以下の条件式を満足するように構成されている。
１．５ ＜（ｅｎ３０／ｆｗ）＜ ５
本発明の撮像装置は、上記本発明によるズーム光学系を備えている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第１負レンズの物体側面が非球面であり、下記条件を満足するように構成されている。
０ ＜ ΦＬ／ΦＨ ＜ １．３
但し、ΦＬは第二レンズ群の焦点距離の−０．３０倍の径における参照球面から非球面までの光軸方向の偏倚量、ΦＨは参照球面から第二レンズ群の焦点距離の−０．７５倍の径における参照球面から非球面までの光軸方向の偏倚量である。
また、本発明によれば、好ましくは、前記明るさ絞りが、前記第三レンズ群の物体側に配置されている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記明るさ絞りは、前記第二レンズ群と独立して移動するように構成されている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記明るさ絞りは前記第三レンズ群と一体に移動するように構成されている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第三レンズ群は、物体側から両凸の正レンズと、空気間隔と、両凹負レンズと、空気間隔と、物体側の面よりも像側の面が強い曲率を有する正レンズで構成されている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第一レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に常に物体側に移動するように構成されている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第三レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に常に物体側に移動するように構成されている。
また、本発明によれば、好ましくは、広角端に対し望遠端にて、前記第一レンズ群と前記第二レンズ群の間隔は広がり、前記第二レンズ群と前記第三レンズ群の間隔は狭まり、前記第三レンズ群と前記第四レンズ群の間隔は広がり、前記第三レンズ群は広角端よりも望遠端にて物体側に位置し、以下の条件式を満足する請求項３に記載のズーム光学系。
０．４  ＜ Δ１３／ｆｗ ＜ １．２
但し、ｆｗは広角端での焦点距離、Δ１３は広角端に対する望遠端での第一レンズ群と第三レンズ群の間隔変化量である。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第二レンズ群が、広角端よりも望遠端にて物体側に位置するように像側に凸状に移動をし、前記第一レンズ群が、広角端よりも望遠端にて物体側に移動し、以下の条件式を満足するように構成されている。
０．６ ＜ ＳＴ／（Ｔｔ−Ｔｗ） ＜ １．１  
但し、Ｔｔは望遠端でのズーム光学系の全長、Ｔｗは広角端でのズーム光学系の全長であり、ズーム光学系の全長はズーム光学系の第一面から像面までの距離とし、ＳＴは中間焦点距離状態付近から望遠端までの第一レンズ群移動量であり、中間焦点距離状態はズーム光学系の広角端での焦点距離と望遠端での焦点距離の相乗平均で表される焦点距離の状態であり、その付近は中間焦点距離の１２パーセント以内の任意の焦点距離での状態とする。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第一レンズ群が下記の条件式を満足するように構成されている。  
０．２ ＜ （Ｔｔ−Ｔｗ）／Ｔｗ  ＜ ０．８
また、本発明によれば、好ましくは、下記条件式を満足するように構成されている。  
３．４ ＜ （Ｔｔ−Ｔｗ）／ｆｗ ＜ ５
また、本発明によれば、好ましくは、前記第一レンズ群は、群の入射面と射出面の間が光学材料で満たされている。
また、本発明によれば、好ましくは、前記第一レンズ群は、負レンズと正レンズの接合レンズである。
また、本発明によれば、好ましくは、下記条件式を満足するように構成されている。
２ ＜ （ｅｎ３０／ｆｗ）＜ ４  
また、本発明によれば、好ましくは、広角端において、画角３５°に対する入射瞳位置をｅｎ３５としたとき、下記条件式を満足するように構成されている。
０．９ ＜ （ｅｎ３５／ｅｎ３０）＜ １．１５
本発明の撮像装置は、上記に記載のズーム光学系を備えている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によるズーム光学系は、前記負レンズＬ２１の物体側面が非球面であり、以下の条件式を満足することが好ましい。
０ ＜ ΦＬ／ΦＨ ＜ １．３                        （２）  
但し、ΦＬは第二レンズ群の焦点距離の−０．３０倍の径における参照球面から非球面までの光軸方向の偏倚量、ΦＨは第二レンズ群の焦点距離の−０．７５倍の径における参照球面から非球面までの光軸方向の偏倚量である。参照球面は、非球面の面頂で接し、非球面の面頂での曲率を持つ球面である。
この条件式（２）を満足することにより、広角端での軸外光束の性能劣化を抑えやすくなり、第一レンズ群を２枚以下の構成として全長の短いレンズ系を構成できる。
上記条件式（２）の下限を下回ると、主点位置が像側にずれやすくなり、上限を上回ると、広角端で軸外光束の収差（例えば高次の収差）の発生が大きくなり、結果として結像性能を良好にするのが難しくなる。
更に、上記条件式（２）の下限値は０．０２、更には０．０４としてもよく、上限値は０．９、更には０．２としてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明によるズーム光学系は、前記第三レンズ群が、物体側から正レンズと、空気間隔と、負レンズと、空気間隔と、正レンズとで構成されることが好ましい。これにより、少ないレンズ枚数でも第３レンズ群の収差を補正しやすくなり、結像性能の安定化を容易にすることができる。
なお、第三レンズ群は、物体側から両凸の正レンズと、空気間隔と、両凹の負レンズと、空気間隔と、物体側の面よりも像側の面が強い曲率を有する正レンズで構成されているのが好ましい。これにより、高次と低次の収差のバランスがとりやすくなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明によれば、広角端に対し望遠端にて、第一レンズ群と第二レンズ群の間隔は広がり、第二レンズ群と第三レンズ群の間隔は狭まり、第三レンズ群と第四レンズ群の間隔は広がり、第三レンズ群は広角端よりも望遠端にて物体側に位置し、以下の条件式を満足するように構成されている。
０．４  ＜ Δ１３／ｆｗ ＜ １．２                  （３）
但し、ｆｗは広角端での焦点距離、Δ１３は広角端に対する望遠端での第一レンズ群と第三レンズ群の間隔変化量である。
上記条件式（３）の下限値を下回ると、十分な変倍比をもつことが難しくなり、また、上限値を上回ると、望遠端での全長が長くなりやすく、また、望遠端での周辺光量を確保する為に前玉径が大きくなりやすくなる。
更に、上記条件式（３）の下限値を０．５、更には０．５５としてもよいし、若しくは、上限値を１．０、更には０．９としてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明によるズーム光学系は、前記第二レンズ群が、広角端よりも望遠端にて物体側に位置するように像側に凸状に移動をし、前記第一レンズ群が、広角端よりも望遠端にて物体側に移動し、以下の条件式を満足するように構成されている。
０．６ ＜ ＳＴ／（Ｔｔ−Ｔｗ） ＜ １．１
但し、Ｔｔは望遠端でのズーム光学系の全長、Ｔｗは広角端でのズーム光学系の全長であり、ズーム光学系の全長はズーム光学系の第一面から像面までの距離とし、ＳＴは中間焦点距離状態付近から望遠端までの第一レンズ群移動量である。中間焦点距離状態は、ズーム光学系の広角端での焦点距離と望遠端での焦点距離の相乗平均で表される焦点距離の状態であり、その付近は、中間焦点距離の１２パーセント以内の任意の焦点距離での状態とする。
上記条件式は、前記第一レンズ群の広角端から望遠端までの移動量（Ｔｔ−Ｔｗ）に対する中間焦点距離状態付近から望遠端までの第一レンズ群移動量を規定している。
望遠側は第二レンズ群に入射する光束の光軸からの高さが比較的低くなるので、変倍作用を強くしても光学性能の変化を少なくしやすい。上述の構成とすることで、広角側での第二レンズ群の変倍負担が強くなり過ぎないようにし、望遠側で第一レンズ群の移動を大きくすることにより第二レンズ群に変倍作用を持たせている。それにより、第三レンズ群の移動範囲もより確保しやすくし、第二レンズ群と第三レンズ群の変倍負担を各々の変倍状態にてバランスをとりやすく、高倍比化に有利となる。
上記条件式の下限値を下回ると、広角側での第二レンズ群の変倍負担が大きくなり、一方、上限値を上回ると、広角側での第二群の変倍負担が小さくなりすぎる。
更に、下限値を０．７、更には０．７５、若しくは上限値を１．０、更には０．９とすることが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、本発明によるズーム光学系は、広角端において画角３０°に対する入射瞳位置をｅｎ３０とするとき、下記の条件式（５）を満足するように構成されている。
１．５ ＜（ｅｎ３０／ｆｗ）＜ ５                  （５）
条件式（５）の下限値を下回ると、軸上光束と軸外光束の重なりが多くなり、少ない構成枚数で画面の中心から周辺までの光学性能を確保するのが難しくなる。また、上限値を上回ると、第一レンズ群の径が大きくなり小型化しづらくなる。
ここで、画角３０°に対する入射瞳位置とは、第一レンズ群の物体側の面と、光軸に対して画角３０°をなす角度で入射する軸外主光線の入射光軸の延長と光軸の交わる点との、間の距離である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明によるズーム光学系は、望ましくは、下記の条件式（５）’を満足するように構成されている。
２ ＜ （ｅｎ３０／ｆｗ）＜ ４                      （５）’
これにより、光学性能と小型化がバランスをとりやすくなる。
上記条件式（５）の下限値のみを限定してもよく、上限値のみを限定してもよい。
更には、下限値を２．３、もしくは上限値を３．０としてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、本発明によるズーム光学系は、広角端において、画角３５°に対する入射瞳位置をｅｎ３５とするとき、下記の条件式（６）を満足するように構成されている。
０．９ ＜ （ｅｎ３５／ｅｎ３０）＜ １．１５              （６）
上記条件式（６）の下限値を下回ると、第一レンズ群において画角３０°の光束と画角３５°の光束の重なりが大きくなり、少ない構成枚数で画角３０°以上と画角３０°以下の画質を両立して良好にすることが難しくなる。また、上限値を上回ると、第一レンズ群の外径が大きくなりやすくなる。また、上記条件式（６）の範囲を超えると、瞳収差が悪くなり、周辺減光または結像性能が劣化しやすくなる。
更に下限値を０．９５、若しくは上限値を１．１としてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
（５）前記第三レンズ群は、物体側から両凸の正レンズと、空気間隔と、両凹負レンズと、空気間隔と、物体側の面よりも像側の面が強い曲率を有する正レンズで構成されている請求項２に記載のズーム光学系。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
（８）広角端に対し望遠端にて、前記第一レンズ群と前記第二レンズ群の間隔は広がり、前記第二レンズ群と前記第三レンズ群の間隔は狭まり、前記第三レンズ群と前記第四レンズ群の間隔は広がり、前記第三レンズ群は広角端よりも望遠端にて物体側に位置し、以下の条件式を満足する請求項３に記載のズーム光学系。
０．４  ＜ Δ１３／ｆｗ ＜ １．２
但し、ｆｗは広角端での焦点距離、Δ１３は広角端に対する望遠端での第一レンズ群と第三レンズ群の間隔変化量である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
（９）前記第二レンズ群が、広角端よりも望遠端にて物体側に位置するように像側に凸状に移動をし、前記第一レンズ群が、広角端よりも望遠端にて物体側に移動し、以下の条件式を満足する請求項３に記載のズーム光学系。
０．６ ＜ ＳＴ／（Ｔｔ−Ｔｗ） ＜ １．１
但し、Ｔｔは望遠端でのズーム光学系の全長、Ｔｗは広角端でのズーム光学系の全長であり、ズーム光学系の全長はズーム光学系の第一面から像面までの距離とし、ＳＴは中間焦点距離状態付近から望遠端までの第一レンズ群移動量であり、中間焦点距離状態はズーム光学系の広角端での焦点距離と望遠端での焦点距離の相乗平均で表される焦点距離の状態であり、その付近は中間焦点距離の１２パーセント以内の任意の焦点距離での状態とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
(１０）前記第一レンズ群が下記の条件式を満足する上記（９）に記載のズーム光学系。
０．２ ＜ （Ｔｔ−Ｔｗ）／Ｔｗ  ＜ ０．８
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
（１４）下記条件式を満足する請求項６に記載のズーム光学系。
２ ＜ （ｅｎ３０／ｆｗ）＜ ４
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
（１５）広角端において、画角３５°に対する入射瞳位置をｅｎ３５としたとき、下記条件式を満足する請求項６に記載のズーム光学系。
０．９ ＜ （ｅｎ３５／ｅｎ３０）＜ １．１５