(57)【要約】【課題】広角で５倍以上の高い変倍比を得ながら、収差性能、特に色収差などの性能を良好に維持しつつ、レンズ構成枚数を減らしコンパクトかつ低コストなズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を提供する。【解決手段】物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、を有するズームレンズにおいて、第１レンズ群は負レンズと正レンズの２枚のレンズから構成され、以下の条件式（１）を満たす。  Σｄ13／ｆt＜０．４      （１）  ここで、  Σｄ13は、ズームレンズの第１レンズ群から第３レンズ群を構成するレンズの光軸上の厚みの総和、  ｆtはズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、である。【選択図】図１
2013178493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
負の屈折力の第１レンズ群と、
正の屈折力の第２レンズ群と、
正の屈折力の第３レンズ群と、
を有するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は負レンズと正レンズの２枚のレンズから構成され、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴とするズームレンズ。
Σｄ13／ｆt＜０．４      （１）
ここで、
Σｄ13は、前記ズームレンズの第１レンズ群から第３レンズ群を構成するレンズの光軸上の厚みの総和、
ｆtは前記ズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
である。
【請求項２】
以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
Σｄ／ｆt＜０．４５      （２）
ここで、
Σｄは、前記ズームレンズを構成する全てのレンズの光軸上の厚みの総和、
である。
【請求項３】
変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の相対間隔を変えるように前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群が移動し、
以下の条件式（３）、（４）を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
ｆ1／ｆw＜−２．５      （３）
｜ｍ2G｜／ｆw＞４．６      （４）
ここで、
ｆ1は、前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆwは前記ズームレンズ全系の広角端での焦点距離、
ｍ2Gは広角端から望遠端に変倍した際の前記第２レンズ群の光軸上の移動量、
である。
【請求項４】
以下の条件式（５）、（６）、（７）、（８）を満たすことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
１．７０＜ｎ1nd＜１．８０      （５）
５０＜ν1nd＜６０      （６）
１．６０＜ｎ1pd＜１．７０      （７）
２０＜ν1pd＜３０      （８）
ここで、
ｎ1ndは前記第１レンズ群における前記負レンズのｄ線における屈折率、
ν1ndは前記第１レンズ群における前記負レンズのｄ線におけるアッベ数（ｎ1nd−１）／（ｎF1−ｎC1）、
ｎC1は前記第１レンズ群における前記負レンズのＣ線における屈折率、
ｎF1は前記第１レンズ群における前記負レンズのＦ線における屈折率、
ｎ1pdは前記第１レンズ群における前記正レンズのｄ線における屈折率、
ν1pdは前記第１レンズ群における前記正レンズのｄ線におけるアッベ数（ｎ1pd−１）／（ｎF2−ｎC2）、
ｎC2は前記第１レンズ群における前記正レンズのＣ線における屈折率、
ｎF2は前記第１レンズ群における前記正レンズのＦ線における屈折率、
である。
【請求項５】
以下の条件式（３ａ）、（９）、（１０）を満たすことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
−３．０＜ｆ1／ｆw＜−２．５      （３ａ）
２．０５＜ｆ2／ｆw＜２．２０      （９）
３．９＜ｆ3／ｆw＜５．２      （１０）
ここで、
ｆ1は、前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ2は、前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ3は、前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆwは前記ズームレンズ全系の広角端での焦点距離、
である。
【請求項６】
前記第１レンズ群中の負レンズは両凹レンズであり、
変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の相対間隔を変えるように前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群が移動し、
以下の条件式（１１）を満たすことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ｄ1m／Ｉh＜０．２      （１１）
ここで、
ｄ1mは、前記第１レンズ群中の前記負レンズの光軸上におけるレンズ厚み、
Ｉhは前記ズームレンズにおける撮像面での最大像高、
である。
【請求項７】
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ｆt／ｆw＞４．５      （１２）
ここで、
ｆwは前記ズームレンズ全系の広角端での焦点距離、
である。
【請求項８】
ズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配置され前記ズームレンズによって形成される像を受光する撮像面を備えた撮像素子とを有し、
前記ズームレンズが請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ及びそれを備え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いる。更に、そのようなデジタルカメラは、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範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。
【０００３】
普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく持ち運びが便利な、薄型タイプのデジタルカメラが好まれるようになっており、撮影レンズ系もより一層の小型化が要望されている。
また、撮影領域について広角な画角特性が求められている一方、変倍比が５倍を越える高い光学性能を得られる、安価な構成のズームレンズを有する撮像装置が求められている。
【０００４】
比較的広角かつ少ないレンズ枚数で、高い変倍比のズームレンズを構成した先行技術としては、物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を有するタイプが知られている（特許文献１、２）。
【０００５】
特許文献１、２に記載されている光学系は、広角で４．８倍程度の変倍比を達成している。特に特許文献１の実施例、特許文献２の実施例１においては第３レンズ群の枚数を単レンズ１枚とし、構成枚数の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１４５５８７号公報
【特許文献２】特開２０１１−６４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の第３レンズ群の構成枚数を低減させると、それまで第３レンズ群が担っていた収差補正機能、特に色収差などを補正する機能が弱まり、５倍以上の高変倍比のズームレンズを設計する際に、収差補正の難しい構成となる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、広角で高い変倍比を得ながら、収差性能、特に色収差などの性能を良好に維持しつつ、レンズ構成枚数を減らしコンパクトかつ低コストなズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のズームレンズは、
物体側から順に、
負の屈折力の第１レンズ群と、
正の屈折力の第２レンズ群と、
正の屈折力の第３レンズ群と、
を有するズームレンズにおいて、
第１レンズ群は負レンズと正レンズの２枚のレンズから構成され、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴としている。
Σｄ13／ｆt＜０．４      （１）
ここで、
Σｄ13は、ズームレンズの第１レンズ群から第３レンズ群を構成するレンズの光軸上の厚みの総和、
ｆtはズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
である。
【００１０】
本発明の撮像装置は、ズームレンズと、このズームレンズの像側に配置されズームレンズによって形成される像を受光する撮像面を備えた撮像素子とを有し、このズームレンズが上述のいずれかのズームレンズであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるズームレンズ及びそれを備えた撮像装置は、広角で高い変倍比を得ながら、収差性能、特に色収差などの性能を良好に維持しつつ、レンズ構成枚数を減らしコンパクトかつ低コストなズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を提供することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のズームレンズの実施例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】本発明のズームレンズの実施例２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３】本発明のズームレンズの実施例３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４】本発明のズームレンズの実施例４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５】本発明のズームレンズの実施例５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６】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図７】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図８】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図９】実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１０】実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１１】歪曲収差の補正を説明する図である。
【図１２】本発明のズームレンズを用い、撮像素子として小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳなどを用いた撮像装置としてのコンパクトカメラの断面図である。
【図１３】撮像装置としてのデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１４】撮像装置としてのデジタルカメラの外観を示す後方斜視図である。
【図１５】デジタルカメラの主要部の内部回路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかるズームレンズ及びそれを備えた撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
まず、実施例の説明に先立ち、本実施形態の撮像光学系の作用効果について説明する。
【００１４】
本発明のズームレンズは、
物体側から順に、
負の屈折力の第１レンズ群と、
正の屈折力の第２レンズ群と、
正の屈折力の第３レンズ群と、
を有するズームレンズにおいて、
第１レンズ群は負レンズと正レンズの２枚のレンズから構成され、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴としている。
Σｄ13／ｆt＜０．４      （１）
ここで、
Σｄ13は、ズームレンズの第１レンズ群から第３レンズ群を構成するレンズの光軸上の厚みの総和、
ｆtはズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
である。
【００１５】
最も物体側に負レンズ群、その後側に正レンズ群を配置することにより、レトロフォーカスの構成となり、広角でありながらある程度バックフォーカスを確保したズーム光学系を構成できる。
また、レトロフォーカスの構成をとることでテレセントリック性が良くなり、ＣＣＤやＣＭＯＳなど電子撮像素子との相性がよい。また、第１レンズ群を負レンズと正レンズの２枚とし、なるべくコンパクトに構成させ、無駄なスペースを排している。
【００１６】
条件式（１）は、ズームレンズの第１レンズ群から第３レンズ群を構成するレンズの光軸上の厚みの総和について、ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離ｆｔで規格化したものである。
条件式（１）の上限を上回ると、レンズの厚み総和が大きくなり、変倍動作時及び沈動時のズームレンズ全系が大きくなり、変倍動作時及び沈胴動作時の全長方向を小さくすることが難しくなる。
また、条件式（１）の上限を上回ると、入射瞳位置が遠くなるため、第１レンズ群が大きくなり、コンパクトな構成とするのが困難となる。
【００１７】
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（２）を満たすことが好ましい。
Σｄ／ｆt＜０．４５      （２）
ここで、
Σｄは、ズームレンズを構成する全てのレンズの光軸上の厚みの総和、
である。
【００１８】
条件式（２）は、ズームレンズを構成する全てのレンズの光軸上の厚みの総和について、ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離ｆtで規格化したものである。
条件式（２）の上限を上回ると、レンズの厚み総和が大きくなり、変倍動作時及び沈動時のズームレンズ全系が大きくなり、変倍動作時及び沈動の全長方向を小さくすることが難しくなる。
また、条件式（２）の上限を上回ると、入射瞳位置が遠くなるため、第１レンズ群が大きくなり、コンパクトな構成とするのが困難となる。
【００１９】
また、本発明のズームレンズは、変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の相対間隔を変えるように第１レンズ群及び第２レンズ群が移動し、
以下の条件式（３）、（４）を満たすことが好ましい。
ｆ1／ｆw＜−２．５      （３）
｜ｍ2G｜／ｆw＞４．６      （４）
ここで、
ｆ1は、第１レンズ群の焦点距離、
ｆwはズームレンズ全系の広角端での焦点距離、
ｍ2Gは広角端から望遠端に変倍した際の第２レンズ群の光軸上の移動量、
である。
【００２０】
条件式（３）は、第１レンズ群における負レンズの屈折力について規定した式であり、第１レンズ群の焦点距離を広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離で規格化したものである。
条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群の負の屈折力が大きくなりすぎ、第１レンズ群で発生する収差、特に色収差などの補正が困難となる。
また、第１レンズ群は唯一の負群であり、この屈折力が強すぎるとペッツバール和を小さく出来ない。
【００２１】
条件式（４）は、第２レンズ群の移動量について規定したものである。
条件式（４）の下限を下回ると、第２レンズ群の変倍作用が弱まり、高変倍比を確保するのが難しくなる。
また、高変倍化を達成するために、他群の変倍負担比が大きくなり、それにより発生する各群の収差の補正が困難となる。
条件式（３）と（４）を同時に満たすことで、収差の発生を抑えながら高変倍を達成することができる。
【００２２】
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（５）、（６）、（７）、（８）を満たすことが好ましい。
１．７０＜ｎ1nd＜１．８０      （５）
５０＜ν1nd＜６０      （６）
１．６０＜ｎ1pd＜１．７０      （７）
２０＜ν1pd＜３０      （８）
ここで、
ｎ1ndは第１レンズ群における負レンズのｄ線における屈折率、
ν1ndは第１レンズ群における負レンズのｄ線におけるアッベ数（ｎ1nd−１）／（ｎF1−ｎC1）、
ｎC1は第１レンズ群における負レンズのＣ線における屈折率、
ｎF1は第１レンズ群における負レンズのＦ線における屈折率、
ｎ1pdは第１レンズ群における正レンズのｄ線における屈折率、
ν1pdは第１レンズ群における正レンズのｄ線におけるアッベ数（ｎ1pd−１）／（ｎF2−ｎC2）、
ｎC2は第１レンズ群における正レンズのＣ線における屈折率、
ｎF2は第１レンズ群における正レンズのＦ線における屈折率、
である。
【００２３】
条件式（５）、（６）は第１レンズ群における負レンズの屈折率及びアッベ数における条件であり、第１レンズ群で屈折力を確保しつつ、収差変動を抑えるための条件式である。
条件式（５）の下限を下回ると、負屈折力を持つ第１レンズ群の屈折力が小さくなり、変倍比を確保することが出来ない、もしくは全長が長くなるなど、コンパクトな構成をとることが出来なくなる。また、負のレンズの屈折率が小さくなると光学系のペッツバール和を小さくすることができない。
また、条件式（５）の上限を上回ると、アッベ数を適切な範囲に確保することができず、第１レンズ群で発生する色収差が増大し、補正が難しくなる。
【００２４】
条件式（６）の下限を下回ると色収差の発生が増大し、補正が困難になる。
条件式（６）の上限を上回ると、負レンズの屈折率を高く確保することができないため、第１レンズ群の屈折力を大きくすることができず、変倍比を確保することができない、もしくは全長が長くなるなど、コンパクトな構成をとることが出来なくなる。
【００２５】
条件式（７）、（８）は、第１レンズ群における正レンズの屈折率及びアッベ数における条件であり、第１レンズ群で適切な屈折力を確保しつつ、収差変動を抑えるための条件式である。
条件式（７）の下限を下回ると、アッベ数を適切な範囲に確保することができず、第１レンズ群で発生する色収差が増大し、補正が難しくなる。
また、条件式（７）の上限を上回ると、負屈折力を持つ第１レンズ群の負屈折力が小さくなり、変倍比を確保することが出来ない、もしくは全長が長くなるなど、コンパクトな構成をとることが出来なくなる。
【００２６】
条件式（８）の下限を下回ると、第１レンズ群の屈折力を大きくすることができず、変倍比を確保することができない、もしくは全長が長くなるなど、コンパクトな構成をとることが出来なくなる。
また、条件式（８）の上限を上回ると、色収差の発生が増大し、補正が困難になる。
第１レンズ群の正、負２枚のレンズについて、上記の各条件式（５）、（６）、（７）、（８）を同時に満たすように構成することで、第１レンズ群全体で発生する収差、特に色収差性能などを良好に補正することができる。
【００２７】
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（３ａ）、（９）、（１０）を満たすことが好ましい。
−３．０＜ｆ1／ｆw＜−２．５      （３ａ）
２．０５＜ｆ2／ｆw＜２．２０      （９）
３．９＜ｆ3／ｆw＜５．２      （１０）
ここで、
ｆ2は、第２レンズ群の焦点距離、
ｆ3は、第３レンズ群の焦点距離、
である。
【００２８】
条件式（３ａ）は、第１レンズ群における負レンズの屈折力について規定した式であり、第１レンズ群の焦点距離を広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離で規格化したものである。
条件式（３ａ）の上限を上回ると、第１レンズ群の負の屈折力が大きくなりすぎ、広角端における像面湾曲の発生が大きくなる。
また、条件式（３ａ）の下限を下回ると、第１レンズ群の負の屈折力が小さくなりすぎ、ズームレンズ全系を高変倍化することが困難となる、あるいはズームレンズ全長が長くなり、コンパクトな構成を取るのが難しくなる。
【００２９】
条件式（９）は、第２レンズ群における正レンズの屈折力について規定した式であり、第２レンズ群の焦点距離を広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離で規格化したものである。
条件式（９）の下限を下回ると、第２レンズ群の正の屈折力が大きくなりすぎ、球面収差やコマ収差等の発生が大きくなる。
また、条件式（９）の上限を上回ると、第２レンズ群の正の屈折力が小さくなりすぎ、ズームレンズ全系を高変倍化することが困難となる、あるいはズームレンズ全長が長くなり、コンパクトな構成を取るのが難しくなる。  
【００３０】
条件式（１０）は、第３レンズ群における正レンズの屈折力について規定した式であり、第３レンズ群の焦点距離を広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離で規格化したものである。
条件式（１０）の下限を下回ると、第３レンズ群の正の屈折力が大きくなりすぎ、望遠端における像面湾曲の発生が大きくなる。
また、条件式（１０）の上限を上回ると、第３レンズ群の正の屈折力が小さくなりすぎ、ズームレンズ全系を高変倍化することが困難となる、あるいはズームレンズ全長が長くなり、コンパクトな構成を取るのが難しくなる。
また、全体のバランスとして、上記の各条件式（３ａ）、（９）、（１０）を満たすように配置することにより、第２レンズ群の変倍効果を大きくしつつ、製造誤差による収差の変動を小さくでき、かつ第３レンズ群でフォーカシングを行う場合のフォーカス感度を適切に設定できる。
さらにまた、ズームレンズの全長を小さくしながら、沈動状態の厚みも小さくすることができる。
【００３１】
また、本発明のズームレンズは、第１レンズ群中の負レンズが両凹レンズであり、
変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の相対間隔を変えるように第１レンズ群及び第２レンズ群が移動し、
以下の条件式（１１）を満たすことが好ましい。
ｄ1m／Ｉh＜０．２      （１１）
ここで、
ｄ1mは、第１レンズ群中の負レンズの光軸上におけるレンズ厚み、
Ｉhはズームレンズにおける撮像面での最大像高、
である。
【００３２】
第１レンズ群の負レンズを両凹レンズとすることにより、第１レンズ群の負の屈折力をスペース効率良く大きくすることができる。
条件式（１１）は、第１レンズ群中の負レンズの厚みについて規定した式であり、撮像面での最大像高によって規格化している。
条件式（１１）の上限を上回ると、第１レンズ群中の負レンズの厚みが厚くなり、第１レンズ群の構成をコンパクトにすることができないため、望ましくない。
【００３３】
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。
ｆt／ｆw＞４．５      （１２）
【００３４】
本発明の撮像装置は、ズームレンズと、このズームレンズの像側に配置されズームレンズによって形成される像を受光する撮像面を備えた撮像素子とを有し、このズームレンズが上述のいずれかのズームレンズであることを特徴としている。
【００３５】
また、以下のように条件式を変更する事で、より好ましい構成となる。
【００３６】
条件式（１）については、上限値を０．３９とすることがより好ましい。
【００３７】
条件式（２）については、上限値を０．４３とすることがより好ましい。
【００３８】
条件式（３）については、下限値を−２．７とすることがより好ましい。
【００３９】
条件式（４）については、上限値を５．２とすることがより好ましい。
【００４０】
条件式（６）については、上限値を５５とすることがより好ましい。
【００４１】
条件式（７）については、上限値を１．６５とすることがより好ましい。
【００４２】
条件式（８）については、上限値を２５とすることがより好ましい。
【００４３】
条件式（３ａ）については、下限値を−２．７とすることがより好ましい。
【００４４】
条件式（１０）については、下限値を４．５とすることがより好ましい。
また、上限値を５とすることがより好ましい。
【００４５】
条件式（１１）については、下限値を０．１とすることがより好ましい。
また、上限値を０．１５とすることがより好ましい。
各条件式の上限値のみ、もしくは下限値のみを新たな上限値、下限値としても良い。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜５について説明する。実施例１〜５の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図５に示す。図１〜図５中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、明るさ（開口）絞りはＳ、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面はＩで示してある。なお、カバーガラスＣ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Ｃにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。平行平板Ｆは、ローパスフィルタの機能を持たないようにしてもよい。
【００４７】
また、各実施例において、数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はｍｍ、角度の単位は°（度）である。さらに、ズームデータは広角端（広角）、中間焦点距離状態（中間）、望遠端（望遠）での値である。
【００４８】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、を配置している。
【００４９】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は、第３レンズ群Ｇ３を物体側に移動させて行う。または、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３の全体を物体側に移動させても良い。
【００５０】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、平凸正レンズＬ４と平凹負レンズＬ５の接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。
【００５１】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズＬ１の両面と正メニスカスレンズＬ２の両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズＬ３の両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ６の像側の面と、の７面に設けられている。
【００５２】
なお、明るさ絞りＳは、両凸正レンズＬ３の物体側面の面頂よりも、像側に位置している。ここで、図１では、明るさ絞りＳの光軸上における位置は示されていないため、ｄ４とｄ５の区別がしづらくなっているが、次のとおりである。ｄ４は、正メニスカスレンズＬ２の像側面の面頂から、両凸正レンズＬ３の物体側面の面頂を通過し、明るさ絞りＳの光軸上における位置（不図示）までの距離（プラス）である。また、ｄ５は、明るさ絞りＳの光軸上における位置（不図示）から両凸正レンズＬ３の物体側面の面頂までの距離（マイナス）である。なお、実施例２〜５についても同様である。
【００５３】
実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を配置している。
【００５４】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は像側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は、第３レンズ群Ｇ３を物体側に移動させて行う。
【００５５】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と両凹負レンズＬ５の接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７からなる。
【００５６】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の正メニスカスレンズＬ２の両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズＬ３の両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ６の像側の面と、第４レンズ群Ｇ４の負メニスカスレンズＬ７の物体側の面と、の６面に設けられている。
【００５７】
実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を配置している。
【００５８】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は、第３レンズ群Ｇ３を物体側に移動させて行う。
【００５９】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５の接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７からなる。
【００６０】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の正メニスカスレンズＬ２の両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズＬ３の両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ６の像側の面と、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ７の物体側の面と、の６面に設けられている。
【００６１】
実施例４のズームレンズは、図４に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を配置している。
【００６２】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は、第３レンズ群Ｇ３を物体側に移動させて行う。
【００６３】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、平凸正レンズＬ４と平凹負レンズＬ５の接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７からなる。
【００６４】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の正メニスカスレンズＬ２の両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズＬ３の両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ６の像側の面と、第４レンズ群Ｇ４の負メニスカスレンズＬ７の物体側の面と、の６面に設けられている。
【００６５】
実施例５のズームレンズは、図５に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を配置している。
【００６６】
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は、第３レンズ群Ｇ３を物体側に移動させて行う。
【００６７】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５の接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７からなる。
【００６８】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の正メニスカスレンズＬ２の両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズＬ３の両面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ６の像側の面と、第４レンズ群Ｇ４の負メニスカスレンズＬ７の物体側の面と、の６面に設けられている。
【００６９】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ｆｂはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。ｆｂ（バックフォーカス）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
【００７０】
また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式（Ｉ）で表される。
ここで、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）２｝１／２］＋Ａ４×Ｙ４＋Ａ６×Ｙ６＋Ａ８×Ｙ８＋Ａ10×Ｙ１０      （Ｉ）
ここで、
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。
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０−ｎ」を示している。
【００７１】
またゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもかまわない。第１レンズ群の物体側、第１、２レンズ群間、第２、３レンズ群間、第３レンズ群と像面間のいずれの場所に配置しても良い。枠部材によりフレア光線をカットするように構成しても良いし、別の部材を構成しても良い。また光学系に直接印刷しても塗装してもシールなどを接着してもかまわない。またその形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもかまわない。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットしても良い。
【００７２】
また各レンズには反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減してもかまわない。マルチコートであれば効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。また赤外カットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもかまわない。
【００７３】
ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことは一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面では接着材の屈折率が空気の屈折率よりも十分高い。そのためもともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多く、あえてコートを施すことは少ない。しかしながら、接合面にも積極的に反射防止コートを施せばさらにゴースト・フレアを軽減でき、なお良好な画像を得ることができるようになる。
【００７４】
特に最近では高屈折率硝材が普及し収差補正効果が高いためカメラ光学系に多用されるようになってきているが、高屈折率硝材を接合レンズとして用いた場合、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのような場合、接合面に反射防止コートを施しておくことは特に効果的である。
【００７５】
接合面コートの効果的な使用法に関しては、特開平２−２７３０１号公報、特開２００１−３２４６７６号公報、特開２００５−９２１１５号公報、米国特許第７１１６４８２号明細書等に開示されている。これらの文献では特に正先行ズームレンズの第１レンズ群内の接合レンズ面コートについて述べられており、本発明の正パワーの第２レンズ群内の接合レンズ面についてもこれら文献に開示されているごとく実施すればよい。使用するコート材としては、基盤となるレンズの屈折率と接着材の屈折率に応じて、比較的高屈折率なＴａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３などのコート材、比較的低屈折率なＭｇＦ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などのコート材、などを適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い。
【００７６】
当然のことながら、レンズの空気接触面へのコーティング同様、接合面コートをマルチコートとしても良い。
２層あるいはそれ以上の膜数のコート材や膜厚を適宜組み合わせることで、更なる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロールなどを行うことが可能となる。
【００７７】
また第２レンズ群以外のレンズ接合面についても、同様の思想に基づいて接合面コートを行うことが効果的なのは言うまでもない。
【００７８】
数値実施例１
単位ｍｍ
面データ
面番号     r          d         nd        νd
物面       ∞         ∞
1*  -7122.920      0.72     1.75501    51.16
2*      5.291      1.50
3*      8.052      1.90     1.63493    23.90
4*     21.294      可変  
5(絞り)  ∞       -0.20
6*      5.461      1.60     1.58313    59.38
7*    -18.422      0.10
8       4.937      1.62     1.58313    59.38
9        ∞        0.40     1.68893    31.07
10       3.025      可変
11    -135.353      1.71     1.53071    55.69
12*     -8.875      可変
13        ∞        0.30     1.51633    64.14
14        ∞        0.50
15        ∞        0.50     1.51633    64.14
16        ∞        0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１面
K=0.000
A4=-7.56463e-05,A6=1.64335e-07  
第２面
K=-0.472
A4=-4.34852e-04,A6=-5.25042e-06,A8=4.37829e-08  
第３面
K=0.000
A4=-8.08439e-04  
第４面
K=0.000
A4=-6.77017e-04,A6=9.77125e-06,A8=-2.32429e-07  
第６面
K=0.000
A4=-5.55658e-04,A6=-4.95073e-06,A8=-4.37392e-07  
第７面
K=0.714
A4=4.15474e-04,A6=-4.57921e-06  
第１２面
K=0.000
A4=6.86055e-04,A6=-1.83831e-05,A8=3.46737e-07  
ズームデータ
広角      中間      望遠
焦点距離           4.47     11.14     25.23
ＦＮＯ．           3.40      5.38      6.48
画角２ω          89.08     37.35     16.89
fb (in air)        4.16      4.55      5.63
全長 (in air)     33.58     28.94     40.78
d4                16.58      5.04      0.65  
d10                3.50     10.00     25.15  
d12                2.76      3.15      4.23  
群焦点距離
f1=-11.78    f2=9.33    f3=17.81   
【００７９】
数値実施例２
単位ｍｍ
面データ
面番号     r          d         nd        νd
物面       ∞         ∞
1    -379.807      0.50     1.72916    54.68
2       6.210      1.86
3*     12.036      1.87     1.63493    23.90
4*     29.757      可変
5(絞り)  ∞       -0.10
6*      5.617      1.48     1.55880    62.55
7*    -21.002      0.10
8       8.506      1.75     1.80400    46.57
9     -11.593      0.40     1.66680    33.05
10       3.618      可変
11     -83.333      1.89     1.53071    55.69
12*     -9.361      可変
13*    -75.000      0.50     1.53071    55.69
14    -131.563      0.40
15        ∞        0.30     1.51633    64.14
16        ∞        0.50
17        ∞        0.50     1.51633    64.14
18        ∞        0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第３面
K=0.000
A4=-1.79257e-04,A6=1.25179e-05  
第４面
K=0.000
A4=-5.37200e-04,A6=1.54835e-05,A8=-2.17403e-07,A10=-3.45431e-09  
第６面
K=0.000
A4=-7.19399e-04,A6=-3.58883e-05,A8=2.19726e-06  
第７面
K=0.000
A4=4.15763e-04,A6=-3.74428e-05,A8=3.19290e-06  
第１２面
K=0.000
A4=3.65546e-04,A6=-6.06579e-06,A8=1.00058e-07  
第１３面
K=0.000
A4=-7.96839e-04  
ズームデータ
広角      中間      望遠
焦点距離           4.73     11.00     26.99
ＦＮＯ．           3.39      5.23      6.76
画角２ω          84.00     37.41     15.44
fb (in air)        1.81      1.78      1.81
全長 (in air)     35.29     31.44     43.87
d4                16.56      5.70      0.60  
d10                3.50     10.91     28.41  
d12                3.16      2.80      2.80  
群焦点距離
f1=-12.15    f2=10.17    f3=19.70    f4=-329.71   
【００８０】
数値実施例３
単位ｍｍ
面データ
面番号     r          d         nd        νd
物面       ∞         ∞
1    -191.555      0.50     1.72916    54.68
2       6.438      1.77
3*     10.607      1.71     1.63493    23.90
4*     21.971      可変  
5(絞り)  ∞       -0.20
6*      5.593      1.63     1.58313    59.38
7*    -18.379      0.10
8       6.991      1.26     1.80610    40.92
9      63.116      0.56     1.74077    27.79
10       3.586      可変
11     -55.556      1.65     1.53071    55.69
12*    -10.515      可変
13*    -75.000      0.40     1.53071    55.69
14     -31.555      0.20
15        ∞        0.30     1.51633    64.14
16        ∞        0.50
17        ∞        0.50     1.51633    64.14
18        ∞        0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第３面
K=0.000
A4=-1.14398e-04,A6=2.14045e-06  
第４面
K=0.000
A4=-4.15289e-04,A6=7.39897e-06,A8=-2.62628e-07  
第６面
K=0.000
A4=-8.06031e-04,A6=-1.73341e-05,A8=3.11630e-07,A10=-3.92018e-08  
第７面
K=0.000
A4= 1.80835e-04,A6=-1.02940e-05,A8=3.02081e-07  
第１２面
K=0.000
A4=1.30588e-04  
第１３面
K=0.000
A4=-1.79123e-03,A6=3.08236e-05  
ズームデータ
広角      中間      望遠
焦点距離           4.72     11.00     27.31
ＦＮＯ．           3.44      5.08      6.72
画角２ω          86.83     37.11     15.15
fb (in air)        1.60      1.60      1.60
全長 (in air)     35.51     29.77     41.44
d4                17.52      5.41      0.70  
d10                3.80      9.16     26.90  
d12                3.22      4.23      2.87  
群焦点距離
f1=-12.33    f2=9.92    f3=24.13    f4=102.32   
【００８１】
数値実施例４
単位ｍｍ
面データ
面番号     r          d         nd        νd
物面       ∞         ∞
1    -107.388      0.40     1.72916    54.68
2       6.785      1.78
3*     11.904      1.69     1.63493    23.90
4*     27.575      可変
5(絞り)  ∞       -0.20
6*      5.467      1.71     1.58313    59.38
7*    -20.023      0.12
8       7.621      1.35     1.77250    49.60
9        ∞        0.40     1.68893    31.07
10       3.618      可変
11     -55.556      1.60     1.53071    55.69
12*     -9.756      可変
13*    -56.000      0.40     1.53071    55.69
14     -57.650      0.30
15        ∞        0.30     1.51633    64.14
16        ∞        0.50
17        ∞        0.50     1.51633    64.14
18        ∞        0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第３面
K=0.000
A4=-1.10813e-04,A6=1.52043e-06  
第４面
K=0.000
A4=-3.75650e-04,A6=1.62042e-06,A8=-1.43158e-08,A10=-2.87193e-09  
第６面
K=0.000
A4=-6.66112e-04,A6=-2.17841e-05,A8=9.34287e-07,A10=-7.54418e-08  
第７面
K=0.000
A4=3.58972e-04,A6=-8.61359e-06  
第１２面
K=0.000
A4=1.07879e-04,A6=2.97445e-06  
第１３面
K=0.000
A4=-2.10229e-03,A6=4.77762e-05  
ズームデータ
広角      中間      望遠
焦点距離           4.70     10.51     27.01
ＦＮＯ．           3.40      4.93      6.52
画角２ω          86.19     38.86     15.30
fb (in air)        1.70      1.70      1.70
全長 (in air)     36.57     30.55     42.23
d4                18.47      6.37      0.81  
d10                3.84      9.46     27.33  
d12                3.31      3.77      3.13  
群焦点距離
f1=-12.64    f2=10.30    f3=22.03    f4=-4025.08   
【００８２】
数値実施例５
単位ｍｍ
面データ
面番号     r          d         nd        νd
物面       ∞         ∞
1    -547.225      0.50     1.72916    54.68
2       6.219      1.71
3*     10.994      1.76     1.63493    23.90
4*     24.135      可変
5(絞り)  ∞       -0.20
6*      6.000      1.65     1.49700    81.54
7*    -14.535      0.10
8       5.413      1.60     1.78800    47.37
9       7.800      0.40     1.75520    27.51
10       3.387      可変
11     -40.000      1.65     1.53071    55.69
12*     -8.984      可変
13*    -19.817      0.50     1.53071    55.69
14     -29.798      0.14
15        ∞        0.30     1.51633    64.14
16        ∞        0.50
17        ∞        0.50     1.51633    64.14
18        ∞        0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第３面
K=0.000
A4=-1.92015e-04,A6=3.37772e-06  
第４面
K=0.000
A4=-5.17380e-04,A6=5.11454e-06,A8=-1.01709e-07,A10=-4.69600e-09  
第６面
K=0.000
A4=-5.56054e-04,A6=-5.33760e-06,A8=-4.84775e-07,A10=6.77704e-08  
第７面
K=0.000
A4=3.32234e-04,A6=-1.01751e-05,A8=1.06894e-06  
第１２面
K=0.000
A4=3.75540e-04,A6=-1.58426e-05,A8=7.09724e-07,A10=-1.38408e-08  
第１３面
K=0.000
A4=-9.39351e-04  
ズームデータ
広角      中間      望遠
焦点距離           4.73     11.62     26.98
ＦＮＯ．           3.35      5.21      6.63
画角２ω          85.50     35.27     15.35
fb (in air)        1.80      1.80      1.80
全長 (in air)     35.16     30.04     40.85
d4                17.30      5.31      0.70  
d10                3.50     10.23     25.69  
d12                2.89      3.04      3.00  
群焦点距離
f1=-12.17    f2=9.74    f3=21.44    f4=-113.45   
【００８３】
以上の実施例１〜５の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図６〜図１０に示す。これらの収差図において、（ａ）〜（ｄ）は広角端、（ｅ）〜（ｈ）は中間焦点距離状態、（ｉ）〜（ｌ）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。
【００８４】
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。
条件式          実施例１   実施例２   実施例３   実施例４   実施例５
(1) Σｄ13/ｆt     0.37       0.36       0.34       0.33       0.35
(2) Σｄ/ｆt        -         0.38       0.35       0.35       0.37
(3) ｆ1/ｆw       -2.63      -2.57      -2.61      -2.69      -2.57
(4) ｜ｍ2G｜/ｆw   4.93       5.19       4.82       4.95       4.71
(5) ｎ1nd          1.76       1.73       1.73       1.73       1.73
(6) ν1nd           51         55         55         55         55
(7) ｎ1pd          1.63       1.63       1.63       1.63       1.63
(8) ν1pd           24         24         24         24         24
(3a)ｆ1/ｆw       -2.63      -2.57      -2.61      -2.69      -2.57
(9) ｆ2/ｆw        2.08       2.15       2.10       2.19       2.06
(10)ｆ3/ｆw        3.98       4.16       5.11       4.69       4.53
(11)ｄ1m/Ｉh       0.19       0.13       0.13       0.10       0.13
(12)ｆt/ｆw        5.64       5.71       5.79       5.75       5.70
【００８５】
（歪曲収差の補正）
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。
【００８６】
例えば、図１１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ることで歪曲を補正する。より具体的には、任意の半径ｒ（ω）が半径ｒ’（ω）となるように、各円周上の点を同心円状に移動させる。
【００８７】
例えば、図１１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）の円周上の点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）の円周上の点Ｑ２に移動させる。
【００８８】
ここで、ｒ’（ω）は次のように表わすことができる。
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
ここで、
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、
αは０以上１以下、
である。
【００８９】
ここで、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／（ｆ・ｔａｎω）、
となる。
【００９０】
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であるため、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ることで歪曲を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。
【００９１】
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。
【００９２】
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、倍率を固定できる円は存在しない。そこで、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。
【００９３】
このような方法は、特にズームレンズ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像の歪みが著しく、光学像上に描かれる半径Ｒの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、このような方法は、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。
【００９４】
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。
【００９５】
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、半径Ｒが、次の条件式を満足するのがよい。
【００９６】
０≦Ｒ≦０．６Ｌs
ここで、Ｌsは有効撮像面の短辺の長さである。
【００９７】
好ましくは、半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
０．３Ｌs≦Ｒ≦０．６Ｌs
さらには、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、画質の面で若干の不利があるが、広画角化しても小型化にするための効果は確保できる。
【００９８】
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）＝α・ｆ・ｔａｎω
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。
【００９９】
ここで、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。
【０１００】
そして、分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
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係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
【０１０１】
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。
ここで、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。
【０１０２】
結像光学系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω
となる。つまり、結像光学系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
【０１０３】
（デジタルカメラ）
図１２は、本発明のズームレンズを用い、撮像素子として小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳなどを用いた撮像装置としてのコンパクトカメラ１の断面図である。コンパクトカメラ１の鏡筒内には撮像レンズ系２が配置され、ボディには、撮像素子面４、バックモニタ５が配置されている。
ここで、鏡筒にマウント部を設けて、撮像レンズ系２を一眼ミラーレスカメラのボディに対して着脱可能とすることもできる。このマウント部は、例えばスクリュータイプやバヨネットタイプ等のマウントを用いる。
【０１０４】
このような構成のコンパクトカメラ１の撮像レンズ系２として、例えば上記実施例１〜５に示した本発明のズームレンズが用いられる。
【０１０５】
図１３、図１４は、ズームレンズを撮影光学系４１に組み込んだ、本発明に係る撮像装置の構成の概念図を示す。図１３は撮像装置としてのデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１４は同後方斜視図である。
【０１０６】
この実施形態のデジタルカメラ４０は、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、シャッターボタン４５、液晶表示モニター４７等を含み、デジタルカメラ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、結像面近傍に設けられた撮像素子（光電変換面）上に形成される。この撮像素子で受光された物体像は、処理手段によって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、撮影された電子画像は記録手段に記録することができる。
【０１０７】
（内部回路）
図１５は、デジタルカメラ４０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部等で構成される。
【０１０８】
図１５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。
【０１０９】
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、出力が可能とされている。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。
【０１１０】
操作部１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１３に通知する。制御部１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、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、デジタルカメラ４０全体を制御する。
【０１１１】
ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、撮像光学系４１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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にて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。
【０１１４】
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、これら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。
【０１１５】
表示部２０は、液晶表示モニター４７などにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。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、操作部１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出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。
【０１１６】
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として本発明のズームレンズを採用することで、ズーミングが可能であり、かつ、無限遠を含むフォーカシングを可能とする第１のモードと大きい撮影倍率を得ることを可能とする第２のモードとが設定可能であって、小型化と高性能化の両立に有利な撮像装置とすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上のように、本発明にかかるズームレンズは、高変倍比を有しながら光学性能の確保や小型化する場合に有用である。
【符号の説明】
【０１１８】
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（開口）絞り
Ｆ…フィルター
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
１…コンパクトカメラ
２…撮像レンズ系
４…撮像素子面
５…バックモニタ
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
４５…シャッターボタン
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
【図１】
2013178493.tif 000003
【図２】
2013178493.tif 000004
【図３】
2013178493.tif 000005
【図４】
2013178493.tif 000006
【図５】
2013178493.tif 000007
【図６】
2013178493.tif 000008
【図７】
2013178493.tif 000009
【図８】
2013178493.tif 000010
【図９】
2013178493.tif 000011
【図１０】
2013178493.tif 000012
【図１１】
2013178493.tif 000013
【図１２】
2013178493.tif 000014
【図１３】
2013178493.tif 000015
【図１４】
2013178493.tif 000016
【図１５】
2013178493.tif 000017