(57)【要約】【課題】高変倍比で低コスト化に有利であり、光学性能も良好にしやすい３群ズームレンズ等を提供すること。【解決手段】物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正または負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３を有し、広角端から望遠端への変倍に際して第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が狭まり、且つ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化し、第２レンズ群Ｇ２は広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動し、第１レンズ群Ｇ１の像面側且つ第２レンズ群Ｇ２の最も像側のレンズ面よりも物体側に、第２レンズ群と一体で移動する明るさ絞りＳを有し、第２レンズ群Ｇ２は最も物体側にプラスチック正レンズを有し、所定の条件式を満足することを特徴とする。【選択図】図１
2009037125.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、
正または負の屈折力の第３レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が狭まり、且つ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
前記第２レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動し、
前記第１レンズ群の像面側且つ第２レンズ群の最も像側のレンズ面よりも物体側に、前記第２レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
前記第２レンズ群は最も物体側にプラスチック正レンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする３群ズームレンズ。
ｆt／ｆw＞３．６    ・・・（１）
ＤL21／Ｄt＞０．１    ・・・（２）
ただし、
ｆwは前記３群ズームレンズの広角端での焦点距離、
ｆtは前記３群ズームレンズの望遠端での焦点距離、
ＤL21は第２レンズ群中の最も物体側のプラスチック正レンズの光軸上の厚さ、
Ｄtは望遠端での光軸上でのズームレンズ全長、
であり、
全長は前記３群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で表したバックフォーカスを足したものとする。
【請求項２】
前記第３レンズ群は広角端に対して望遠端にて増倍する位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の３群ズームレンズ。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の３群ズームレンズ。
１．０＜Ｄw／(ＩＨw×ｆt／ｆw)＜３．５    ・・・（３）
１．０＜Ｄt／(ＩＨw×ｆt／ｆw)＜２．８５    ・・・（４）
ただし、
ＩＨwは広角端における像高、
Ｄwは望遠端での光軸上でのズームレンズ全長、
である。
【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乃至３の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
１．３＜ｆG2／ｆw＜２．５    ・・・（５）
ただし、
ｆG2は前記第２レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項５】
前記第２レンズ群の前記プラスチック正レンズが以下の条件式を満足する両凸正レンズであることを特徴とする請求項１乃至４の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
−０．８＜(ｒL21f＋ｒL21r)／(ｒL21f−ｒL21r)＜０    ・・・（６）
ただし、
ｒL21fは前記第２レンズ群中の最も物体側の前記プラスチック正レンズの物体側面の近軸曲率半径、
ｒL21rは前記第２レンズ群中の最も物体側の前記プラスチック正レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
【請求項６】
前記３群ズームレンズ中に含まれるレンズの総枚数が５であることを特徴とする請求項１乃至５の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
【請求項７】
前記第３レンズ群中に含まれるレンズの総数は１であることを特徴とする請求項１乃至６の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
【請求項８】
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズの２枚のレンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、前記プラスチック正レンズと負レンズの２枚のレンズからなり、
前記第３レンズ群は正又は負の屈折力をもつ１枚のレンズからなり、
前記第１レンズ群中の前記負レンズ及び前記第２レンズ群中の前記負レンズのアッベ数は前記第１レンズ群中の前記負レンズ、前記第２レンズ群中の前記プラスチック正レンズ及び前記第３レンズ群中のレンズのアッベ数よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の３群ズームレンズ。
【請求項９】
前記３群ズームレンズ中の各々のレンズは単レンズであることを特徴とする請求項６又は８に記載の３群ズームレンズ。
【請求項１０】
前記３群ズームレンズ中の各々のレンズのうちプラスチックレンズの割合が４０％以上であることを特徴とする請求項１乃至９の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
【請求項１１】
前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面及び最も像側のレンズ面がいずれも非球面であることを特徴とする請求項１乃至１０の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
【請求項１２】
前記ズームレンズを構成する何れかのレンズに、４００ｎｍよりも短い周期で二次元配列された複数の突起部をもたせることを特徴とする請求項１乃至１１の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
【請求項１３】
前記第３レンズ群が正屈折力を持ち、
広角端に対して望遠端で像側に位置し、
前記第３レンズ群を物体側に移動させて遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１乃至１２の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
【請求項１４】
前記第３レンズ群が負屈折力を持ち、
広角端に対し望遠端で物体側に位置し、
前記第３レンズ群を像側に移動させて遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１乃至１２の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
【請求項１５】
前記第２レンズ群の前記プラスチック正レンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１４の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズ。
１．４０＜ｎｄL21＜１．５５    ・・・    （９）
４５＜νｄL21＜７５    ・・・（１０）
ただし、
ｎｄL21は第２レンズ群中の最も物体側のプラスチック正レンズのｄ線に対する屈折率、
νｄL21は第２レンズ群中の最も物体側のプラスチック正レンズのアッベ数、
である。
【請求項１６】
３群ズームレンズと、
前記３群ズームレンズの像側に配置され、前記３群ズームレンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子を備える撮像装置であって、
前記３群ズームレンズが請求項１乃至１５の少なくとも何れか一項に記載の３群ズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
前記３群ズームレンズによるディストーションを含んだ前記電気信号を画像処理により前記ディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型の３群ズームレンズ、及びそれを用いたコンパクトなデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置においては高画質、高変倍比化が要求されている。一方、製造コストを考慮し、ガラスに換えてプラスチックにてレンズを構成することも行われている。
【０００３】
例えば、特開２００６−２２０７６６号公報にて、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、第３レンズ群を有し、第２レンズ群の最も物体側にプラスチック正レンズを用いた３群ズームレンズが開示されている。このズームレンズは２．５倍程度の変倍比を確保しつつ、コストの点も考慮されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２０７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、いっそうの高変倍比化や低コスト化が求められる。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑み、高変倍比で低コスト化に有利であり、光学性能も良好にしやすい３群ズームレンズ、及びそれを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、
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、
正または負の屈折力の第３レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が狭まり、且つ、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が変化し、
第２レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動し、
第１レンズ群の像面側且つ第２レンズ群の最も像側のレンズ面よりも物体側に、第２レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
第２レンズ群が最も物体側にプラスチック正レンズを有する３群ズームレンズを基本構成としている。
【０００８】
このように、第１レンズ群の屈折力を負とすることにより、画角の確保や径方向の小型化、構成するレンズ群の数を減らすことに有利となる。
レンズ群の数が少なくなることによってレンズの枚数も少なくすることにも有利となる。結果として鏡枠の薄型化とコストの削減につながる。
そして、正屈折力の第２レンズ群が第１レンズ群との距離を変えることでバリエーターの役割を果たし、広角端から望遠端に変倍する際に、物体側から像側へ移動し、増倍を行う。
【０００９】
そして、第２レンズ群の最も物体側にプラスチック正レンズを配置することで第２レンズ群の径方向のサイズを小さくしやすくなり、また、コスト面でも有利となる。
【００１０】
また、本発明は更に以下の条件式（１）、（２）を満足している。
ｆt／ｆw＞３．６    ・・・（１）
ＤL21／Ｄt＞０．１    ・・・（２）
ただし、
ｆwは３群ズームレンズの広角端での焦点距離、
ｆtは３群ズームレンズの望遠端での焦点距離、
ＤL21は第２レンズ群中の最も物体側のプラスチック正レンズの光軸上の厚さ、
Ｄtは望遠端での光軸上でのズームレンズ全長、
であり、
全長は３群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で表したバックフォーカスを足したものとする。
【００１１】
条件式（１）は変倍比を特定するものである。条件式（１）の下限を下回らないようにして変倍比を確保することが好ましい。
【００１２】
条件式（２）はプラスチック正レンズの厚さを特定するものである。
条件式（１）を満たす高変倍比化を行おうとすると第２レンズ群での球面収差や非点収差が発生しやすくなる。そこで、条件式（２）の下限を下回らないようにプラスチック正レンズの厚さを確保することで、それらの収差の補正が行いやすくなる。
【００１３】
また、以下の少なくともいずれかの構成を満足することが好ましい。
第３レンズ群は広角端に対して望遠端にて増倍する位置に移動することが好ましい。
これにより、変倍負担を第２レンズ群と分担でき、高変倍比化にともなう収差変動を抑えやすくなる。
【００１４】
また、以下の条件式（３）、（４）を満足することが好ましい。
１．０＜Ｄw／(ＩＨw×ｆt／ｆw)＜３．０    ・・・（３）
１．０＜Ｄt／(ＩＨw×ｆt／ｆw)＜２．８    ・・・（４）
ただし、
ＩＨwは広角端における像高、
Ｄwは望遠端での光軸上でのズームレンズ全長、
である。
【００１５】
条件式（３）、（４）はそれぞれ広角端と望遠端での好ましいズームレンズ全長を特定するものである。
条件式（３）、（４）の下限を下回らないようにすることで、各々のレンズ群の屈折力を抑えやすくなり、軸上および軸外の収差の発生を抑え光学性能の確保に有利となる。
条件式（３）、（４）の上限を上回らないようにすることで各レンズの小型化に有利となる。
【００１６】
また、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
１．３＜ｆG2／ｆw＜２．５    ・・・（５）
ただし、
ｆG2は第２レンズ群の焦点距離、
である。
【００１７】
条件式（５）は好ましい第２レンズ群の焦点距離を特定するものである。
条件式（５）の下限を下回らないようにすることで第２レンズ群の屈折力を抑え収差を良好に補正しやすくなる。
条件式（５）の上限を上回らないようにすることで、第２レンズ群の屈折力を確保し、高変倍比を維持するために全長を抑えやすくなる。
【００１８】
また、第２レンズ群のプラスチック正レンズが以下の条件式を満足する両凸正レンズであることが好ましい。
−０．８＜(ｒL21f＋ｒL21r)／(ｒL21f−ｒL21r)＜０    ・・・（６）
ただし、
ｒL21fは第２レンズ群中の最も物体側のプラスチック正レンズの物体側面の近軸曲率半径、
ｒL21rは第２レンズ群中の最も物体側のプラスチック正レンズの像側面の近軸曲率半径
である。
【００１９】
条件式（６）はプラスチック正レンズの好ましい形状ファクターを特定するものである。
条件式（６）の下限を下回らないようにすることで、プラスチック正レンズの物体側面の曲率を抑え、コマ収差等の発生を抑えやすくなる。
条件式（６）の上限を上回らないようにすることで、プラスチック正レンズの屈折力の確保を行いやすくなり高変倍比化に有利となる。
【００２０】
また、３群ズームレンズ中に含まれるレンズの総枚数が５であることが好ましい。
これにより、低コスト化のメリットを生かしつつ、光学性能の確保も行いやすい。
【００２１】
また、第３レンズ群中に含まれるレンズの総数は１であることが好ましい。
これにより、小型、低コスト化の面で有利となる。
【００２２】
また、第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズの２枚のレンズからなり、
第２レンズ群は、物体側から順に、プラスチック正レンズと負レンズの２枚のレンズからなり、
第３レンズ群は正又は負の屈折力をもつ１枚のレンズからなり、
第１レンズ群中の負レンズ及び第２レンズ群中の負レンズのアッベ数は第１レンズ群中の正レンズ、第２レンズ群中のプラスチック正レンズ及び第３レンズ群中のレンズのアッベ数よりも小さいことが好ましい。
【００２３】
第１レンズ群の主点を物体側よりにして第１レンズ群の径やズームレンズ全長を小さくしやすい。また、第１レンズ群の色収差を少ないレンズ枚数で抑えやすくなる。
【００２４】
第２レンズ群の主点を物体側よりにでき、第１、第２レンズ群間隔の変化量に対する変倍比を大きくしやすくなり、小型、高変倍比化に有利となる。また、第２レンズ群の色収差を少ないレンズ枚数で抑えやすくなる。
【００２５】
第３レンズ群をレンズ１枚構成とすることで、沈胴時の薄型化に有利となる。
また、第１レンズ群中の正レンズ、第２レンズ群中の負レンズに色収差補正する機能を持たせるべく各レンズのアッベ数を上述の関係とすることが好ましい。
【００２６】
また、３群ズームレンズ中の各々のレンズは単レンズであることが好ましい。
上述の条件式（２）を満足することによって、接合レンズを使用しなくても収差補正に有利かつ偏心の影響を軽減できるので、接合レンズを使用せず、屈折面数を確保することでコストの低減や光学性能の確保に有利となる。
【００２７】
また、３群ズームレンズ中の各々のレンズのうちプラスチックレンズの割合が４０％以上であることが好ましい。
４０％以上のレンズをプラスチックレンズで構成することにより、安価なズームレンズを提供することが可能となる。
【００２８】
また、第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面及び最も像側のレンズ面がいずれも非球面であることが好ましい。
広角端から望遠端までの全状態での球面収差の補正が行いやすくなる。
【００２９】
ところで、近年、大阪府立産業技術総合研究所報告Ｎｏ．２０、２００６にて知られるように、使用波長である可視光線の波長（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）よりも短い周期で二次元配列された複数の突起部をもつ反射防止構造の技術が知られている（図１８参照）。
ズームレンズの場合、ズーム状態にて光線の通り方が変化するので、レンズ面の反射光によるゴーストの発生を全ズーム域で抑えることが難しい。そこでこのような構造のレンズ面をズームレンズの何れかのレンズに持たせることでゴーストの低減を抑えられ好ましい。
【００３０】
また、本発明の３群ズームレンズの何れかにおいて、このような反射防止構造を設けることが好ましい。
この場合、プラスチックレンズの入射側面、射出側面の少なくとも何れかに設けることが加工が容易となり好ましい。
また、このような微細構造を持たせる場合、明るさ絞りに近いほうがモワレ等の発生を低減させやすく好ましい。
【００３１】
本発明の３群ズームレンズでは、第２レンズ群中の最も物体側にプラスチック正レンズの物体側面、像側面の少なくとも何れかに、可視光線の波長よりも短い周期で二次元配列された複数の突起部をもつ反射防止構造を持たせることが好ましい。
【００３２】
また、光線の入射方向が複数の突起部を持つレンズ面に垂直に入射するほうが反射防止の効果を得やすく、本発明の３群ズームレンズの場合、第３レンズ群中のレンズに可視光線の波長よりも短い周期で二次元配列された複数の突起部をもつ反射防止構造を持たせることが好ましい。
【００３３】
好ましい具体的なピッチと突起部の高さは、以下の条件式を満足することが好ましい。
２０ｎｍ＜Ｐｃ＜４００ｎｍ    ・・・（７）
１．０＜Ｈｃ／Ｐｃ＜２０．０    ・・・（８）
ただし、
Ｐｃは突起部間のピッチの平均値、
Ｈｃは突起部の高さの平均値、
である。
【００３４】
条件式（７）は好ましい突起部間の好ましいピッチを特定するものである。
条件式（７）の下限を下回らないようにすることで製造面でのコストを抑えやすくなる。
条件式（７）の上限を上回らないようにすることで反射を低減する機能を得やすくなる。
【００３５】
条件式（８）は突起部のピッチと突起部の高さとの好ましい関係を特定するものである。
条件式（８）の下限を下回らないようにすることで反射を低減する機能を得やすくなる。
条件式（８）の上限を上回らないようにすることでＭＴＦに与える影響を抑えやすくなる。
【００３６】
また、第３レンズ群が正屈折力を持ち、広角端に対して望遠端で像側に位置し、第３レンズ群を物体側に移動させて遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うようにしてもよい。
【００３７】
撮像素子の特性が、撮像面の垂直方向付近に対して良好となる場合、第３レンズ群を正屈折力とするとよい。また、このサイズを小さくしやすい第３レンズ群をフォーカシングレンズ群とすることで、フォーカシング時の駆動系への負担を抑えやすくなる。
【００３８】
また、第３レンズ群が負屈折力を持ち、広角端に対して望遠端で物体側に位置し、第３レンズ群を像側に移動させて遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うようにしてもよい。
【００３９】
撮像素子の特性が、撮像面の周辺ほど垂直に対して傾いた方向にて良好となる場合、第３レンズ群を負屈折力とするとよい。ズームレンズの小径化に有利となる。また、このサイズを小さくしやすい第３レンズ群をフォーカシングレンズ群とすることで、フォーカシング時の駆動系への負担を抑えやすくなる。
【００４０】
また、第２レンズ群のプラスチック正レンズが以下の条件を満足することが好ましい。
１．４０＜ｎｄL21＜１．５５    ・・・（９）
４５＜νｄL21＜７５    ・・・（１０）
ただし、
ｎｄL21は第２レンズ群中の最も物体側のプラスチック正レンズのｄ線に対する屈折率、
νｄL21は第２レンズ群中の最も物体側のプラスチック正レンズのアッベ数、
である。
【００４１】
条件式（９）、（１０）を満たすような低屈折率のレンズを第２レンズ群の最も物体側のレンズに用いたとしても、前述の条件式（２）を満足することによって、４倍程度の高変倍比を有しながらも良好な光学性能を有することができる。
【００４２】
条件式（９）の下限を下回らないようにすることで正レンズの屈折力の確保に有利となる。条件式（９）の上限を上回らないようにすることで安価なプラスチックで構成できる。条件式（１０）の下限を下回らないようにすることで第２レンズ群での色収差を抑えやすくなる。条件式（１０）の上限を上回らないようにすることで、レンズ材料を安価にしやすくなる。
【００４３】
また、上述何れかのズームレンズを撮像装置の結像レンズとして用いることができる。
つまり、
３群ズームレンズと、
３群ズームレンズの像側に配置され、３群ズームレンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子を備える撮像装置であって、
３群ズームレンズが上述の何れかの３群ズームレンズである撮像装置とすることが好ましい。
これにより、装置の小型化に有利となる。
【００４４】
さらに、３群ズームレンズによるディストーションを含んだ電気信号を画像処理によりディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することが好ましい。
これにより、３群ズームレンズのディストーションを許容することで、３群ズームレンズのレンズ枚数低減や小型化に一層有利となる。
【００４５】
上述の各条件式は、３群ズームレンズがフォーカシング機能を持つ場合は、もっとも遠距離に合焦した状態での構成とする。
【００４６】
また、上述の構成を複数同時に満足することがより好ましい。
各条件式について、以下のようにすることがより好ましい。
【００４７】
条件式（１）について、
下限値を３．７更には３．８とすることが好ましい。
上限値を設けて８．０、更には、５．５を上回らないようにすることが好ましい。
これにより、小型化や光学性能の維持に有利となる。
条件式（２）について、
上限値を設け、０．２、更には０．１５を上回らないようにすることが第２レンズ群の厚みを低減するうえで好ましい。
条件式（３）について、
下限値を１．３、さらには１．８とすることが好ましい。
上限値を３．３、さらには３．１とすることが好ましい。
条件式（４）について、
下限値を１．８、さらには２．０とすることが好ましい。
上限値を２．７、さらには２．８４とすることが好ましい。
条件式（５）について、
下限値を１．５、さらには１．８とすることが好ましい。
上限値を２．３、さらには２．１とすることが好ましい。
条件式（６）について、
下限値を−０．６、さらには−０．５とすることが好ましい。
上限値を−０．２、さらには−０．２５とすることが好ましい。
【００４８】
上述の各発明は、任意に複数を同時に満足することがより好ましい。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。また、上述の各構成は、任意に組み合わせて構わない。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、高変倍比で低コスト化に有利であり、光学性能も良好にしやすい３群ズームレンズ、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下に、本発明にかかる３群ズームレンズ、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。
【実施例】
【００５１】
以下に示す各実施例は、いずれも４倍程度の高変倍比を達成し、３５°以上の広角端半画角を確保し、光学性能も良好な負、正、正タイプ（実施例１から６）もしくは負、正、負タイプ（実施例７から１２）の３群ズームレンズとなっている。
また、レンズ枚数も少なく、沈胴時にもコンパクトな構成となっている。
実施例１から３、７から９は全ズーム状態にて有効撮像領域は矩形で一定である。
【００５２】
各実施形態での条件式対応値は無限遠物点に合焦した状態での値である。
全長は、レンズの入射面から射出面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、空気換算長で示している。
【００５３】
各実施例で後述するように、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群は像側に移動後物体側に移動する。第２レンズ群は物体側にのみ移動する。第３レンズ群は物体側に移動後像側に移動し、広角端に対して望遠端にて増倍を行う位置に移動する。
【００５４】
フォーカシングは第３レンズ群の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作を第３レンズ群が正屈折力の場合は物体側、負屈折力の場合は像側に移動させて行う。
後述するように、平行平板は、ＩＲカットコートをしたローパスフィルター、ＣＣＤカバーガラスである。
第２レンズ群の直前には明るさ絞りが配置され、第２レンズ群の直後にはフレア絞りが配置される。明るさ絞りとフレア絞りは第２レンズ群と一体で移動する。
【００５５】
また、各実施例における第２レンズ群の正レンズ、及び第３レンズ群を構成するレンズはプラスチックレンズである。
そして、これらのプラスチックレンズの物体側面、射出側面には、複数の円柱上の突起部を、二次元的に配置した微細構造を持っている（図１８参照）。
これらの微細構造は、突起部間のピッチＰｃが２００ｎｍで一律であり、各突起部の高さＨｃが１０００ｎｍの構造となっている。
図では各列の突起の並びが各行でも一致して並んでいるが、列ごとに交互にずれるように並ぶ配列パターンでもよい。
【００５６】
条件式（７）の対応値は２００ｎｍ、条件式（８）の対応値は５である。
また、突起部間のピッチや高さ、突起部の形状、突起部の頂点を向ける向きや、配列パターン、微細構造を設けるレンズ面は、要求する性能（例えばＭＴＦ、反射防止効果、製造コスト）により適宜調整してよい。
【００５７】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜３、７〜９について説明する。実施例１〜３、７〜９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６に示す。図１〜図６中、第１レンズ群はＧ１、明るさ絞りはＳ、第２レンズ群はＧ２、フレア絞りはＦＳ、第３レンズ群はＧ３、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。
【００５８】
また、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。フォーカシングはいずれの実施例も最も像側のレンズ群の移動により行う。さらに、ズームデータは広角端（ＷＥ）、中間焦点距離状態（ＳＴ）、望遠端（ＴＥ）での値である。
【００５９】
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、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、フレア絞りＦＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを配置している。
【００６０】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動後物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側にのみ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動後像側に移動し、広角端に対して望遠端にて増倍を行う位置に移動する。
【００６１】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズからなる。
【００６２】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像側の面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの物体側の面と、両凹負レンズの像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの像側の面との４面に用いている。
【００６３】
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、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、フレア絞りＦＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを配置している。
【００６４】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動後物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側にのみ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動後像側に移動し、広角端に対して望遠端にて増倍を行う位置に移動する。
【００６５】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。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からなる。
【００６６】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像側の面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの物体側の面と、両凹負レンズの像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの像側の面との４面に用いている。
【００６７】
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、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、フレア絞りＦＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを配置している。
【００６８】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動後物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側にのみ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動後像側に移動し、広角端に対して望遠端にて増倍を行う位置に移動する。
【００６９】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。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からなる。
【００７０】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像側の面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの物体側の面と、両凹負レンズの像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズの像側の面との４面に用いている。
【００７１】
実施例７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、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、フレア絞りＦＳと、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを配置している。
【００７２】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動後物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側にのみ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動後像側に移動し、広角端に対して望遠端にて増倍を行う位置に移動する。
【００７３】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凹負レンズからなる。
【００７４】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像側の面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの物体側の面と、両凹負レンズの像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の両凹負レンズの両面との５面に用いている。
【００７５】
実施例８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、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、フレア絞りＦＳと、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを配置している。
【００７６】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動後物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側にのみ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動後像側に移動し、広角端に対して望遠端にて増倍を行う位置に移動する。
【００７７】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
【００７８】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像側の面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの物体側の面と、両凹負レンズの像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の負メニスカスレンズの両面との５面に用いている。
【００７９】
実施例９のズームレンズは、図６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、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、フレア絞りＦＳと、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを配置している。
【００８０】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動後物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側にのみ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動後像側に移動し、広角端に対して望遠端にて増倍を行う位置に移動する。
【００８１】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凹負レンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
【００８２】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像側の面と、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの物体側の面と、両凹負レンズの像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の負メニスカスレンズの両面との５面に用いている。
【００８３】
実施例４から６は、それぞれ実施例１から３のズームレンズを用い、実施例１０から１２は、それぞれ実施例７から９のズームレンズを用い、電気的に歪曲収差を補正する撮像装置に用いた例であり変倍時に有効撮像領域の形状が変化する。そのため、ズーム状態における像高や画角が対応する実施例と相違する。
【００８４】
広角端の半画角ωが３５°以上のズームレンズを備えた撮像装置となっている。
実施例４から６、１０から１２では広角側で発生する樽型の歪曲収差を電気的に補正したうえで画像の記録や表示を行っている。
【００８５】
本実施例のズームレンズは矩形の光電変換面上に広角端では樽型の歪曲収差が発生する。一方中間焦点距離状態付近や望遠端では歪曲収差の発生が抑えられる。
歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像領域は、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離状態や望遠端では矩形の形状となるようにしている。
そして、あらかじめ設定した有効撮像領域を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
広角端での最大像高ＩＨwは、中間焦点距離状態の最大像高ＩＨsや望遠端での最大像高ＩＨtよりも小さくなるようにしている。
【００８６】
本実施例４から６、１０から１２では、広角端にて光電変換面の短辺方向の長さが有効撮像領域の短辺方向の長さと同じになるようにし、画像処理後の歪曲収差が−３％程残るように有効撮像領域を定めている。もちろん、それよりも小さい樽型の領域を有効撮像領域として矩形に変換した画像を記録・再生するようにしてもよい。
【００８７】
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、ｆは全系焦点距離、ＢＦはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離、ＩＨは像高、ＦNOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間焦点距離状態、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。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。ＢＦ（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。
【００８８】
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。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。
【００９０】
数値実施例１
単位    ｍｍ
面データ
面番号     r          d         ｎd       νd 
1     -22.398      0.70     1.81474    37.03
2*      5.429      1.41
3      11.723      2.00     2.00069    25.46
4    -276.104      可変  
5(絞り)    ∞     -0.51
6*      4.270      4.07     1.53113    55.30
7     -10.090      0.10
8     -19.195      0.70     1.84666    23.78
9*     12.248      0.46
10          ∞      可変
11      94.735      1.51     1.53113    55.30
12*    -36.398      可変
13          ∞      0.50     1.51633    64.14
14          ∞      0.50
15          ∞      0.50     1.51633    64.14
16          ∞      0.45
像面（受光面）
非球面データ
第２面
k=-1.276,A4=7.65182e-05,A6=-1.12787e-06,A8=-7.61698e-08,A10=1.24621e-09  
第６面
k=-0.338,A4=1.68661e-04,A6=2.29377e-05,A8=-1.24250e-06,A10=2.37188e-08  
第９面
k=0.000,A4=2.59010e-03,A6=2.07469e-04,A8=-9.83520e-06,A10=3.46391e-06  
第１２面
k=0.000,A4=6.98110e-05,A6=-3.68048e-05,A8=2.01948e-06,A10=-4.09637e-08  
群焦点距離
f1=-13.46     f2=11.23     f3=49.71
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.84      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       2.81      3.69      6.00
画角２ω      76.63     39.57     20.11
ＢＦ           6.31      9.00      4.61
全長          38.68     31.74     37.56
d4          18.36      6.82      1.78  
d10          3.56      5.48     20.72  
d12          4.70      7.39      3.00  
【００９１】
数値実施例２
単位    ｍｍ
面データ
面番号     r          d         ｎd       νd 
1     -23.292      0.70     1.81474    37.03
2*      5.423      1.41
3      11.589      2.00     2.00069    25.46
4    -747.195      可変  
5(絞り)    ∞     -0.51
6*      4.617      4.52     1.53113    55.30
7     -12.557      0.10
8     -54.557      0.70     1.92286    20.88
9*     13.235      0.46
10          ∞      可変
11    -428.766      1.51     1.53113    55.30
12*    -34.828      可変
13          ∞      0.50     1.51633    64.14
14          ∞      0.50
15          ∞      0.50     1.51633    64.14
16          ∞      0.45 
像面（受光面）
非球面データ
第２面
k=-1.106,A4=-4.25366e-05,A6=2.00619e-06,A8=-1.97237e-07,A10=3.12855e-09  
第６面
k=-0.368,A4=8.05469e-05,A6=2.02728e-05,A8=-1.55737e-06,A10=6.94253e-08  
第９面
k=0.000,A4=1.85122e-03,A6=1.19119e-04,A8=-3.11607e-06,A10=1.61693e-06  
第１２面
k=0.000,A4=1.43521e-04,A6=-5.04172e-05,A8=3.57535e-06,A10=-9.00871e-08  
群焦点距離
f1=-13.32    f2=11.07     f3=71.28
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.84      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       2.86      3.75      6.00
画角２ω      76.58     39.38     19.93
ＢＦ           7.22     10.24      4.61
全長          38.92     31.85     36.99
d4          18.32      6.81      1.54  
d10          2.49      3.90     19.95  
d12          5.61      8.63      3.00  
【００９２】
数値実施例３
単位    ｍｍ
面データ
面番号     r          d         ｎd       νd 
1     -25.824      0.70     1.83441    37.28
2*      5.491      1.41
3      11.526      2.00     2.00069    25.46
4    1050.736      可変  
5(絞り)    ∞     -0.51
6*      4.676      4.65     1.53113    55.30
7     -11.538      0.10
8     -29.249      0.70     1.92286    20.88
9*     17.470      0.46
10        ∞        可変
11     -69.689      1.51     1.53113    55.30
12*    -34.749      可変
13          ∞      0.50     1.51633    64.14
14          ∞      0.50
15          ∞      0.50     1.51633    64.14
16          ∞      0.45 
像面（受光面）
非球面データ
第２面
k=-0.948,A4=-1.22782e-04,A6=2.59208e-06,A8=-2.23252e-07,A10=3.49305e-09  
第６面
k=-0.370,A4=9.73136e-05,A6=1.94831e-05,A8=-1.31372e-06,A10=6.11195e-08  
第９面
k=0.000,A4=1.76178e-03,A6=1.06045e-04,A8=-1.67422e-06,A10=1.30027e-06  
第１２面
k=0.000,A4=2.35677e-04,A6=-6.93308e-05,A8=5.91438e-06,A10=-1.72314e-07  
群焦点距離
f1=-13.04      f2=10.86     f3=128.57
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.84      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       2.91      3.81      6.00
画角２ω      76.50     39.30     19.77
ＢＦ           7.93     12.23      4.61
全長          39.27     32.07     36.49
d4          18.52      7.05      1.50  
d10          1.80      1.77     19.36  
d12          6.32     10.62      3.00  
【００９３】
また、実施例４のズームレンズは実施例１のズームレンズに同じである。
また、実施例５のズームレンズは実施例２のズームレンズに同じである。
また、実施例６のズームレンズは実施例３のズームレンズに同じである。
【００９４】
実施例４における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.57      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       2.81      3.69      6.00
画角２ω      70.85     39.57     20.11
【００９５】
実施例５における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.57      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       2.86      3.75      6.00
画角２ω      70.87     39.38     19.93
【００９６】
実施例６における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.57      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       2.91      3.81      6.00
画角２ω      70.90     39.30     19.77
【００９７】
数値実施例７
単位    ｍｍ
面データ
面番号     r          d         ｎd       νd 
1     -37.066      0.50     1.83400    37.16
2*      5.581      1.42
3      10.740      2.00     2.00069    25.46
4      70.141      可変  
5(絞り)    ∞     -0.51
6*      4.028      4.17     1.53113    55.30
7      -8.036      0.10
8      -9.359      0.70     2.00069    25.46
9*     54.813      0.46
10          ∞      可変
11*   -313.258      1.00     1.53113    55.30
12*     61.705      可変
13          ∞      0.50     1.51633    64.14
14          ∞      0.50
15          ∞      0.50     1.51633    64.14
16          ∞      0.45 
像面（受光面）
非球面データ
第２面
k=-0.874,A4=-7.71601e-07,A6=1.06555e-06,A8=-1.12551e-07,A10=1.12285e-09  
第６面
k=-0.337,A4=3.85561e-04,A6=3.03587e-05,A8=1.41610e-06,A10=-1.74735e-08  
第９面
k=0.000,A4=2.45896e-03,A6=2.15918e-04,A8=-1.09896e-05,A10=4.84776e-06  
第１１面
k=0.000,A4=2.11122e-04,A6=-2.63091e-05,A8=8.17161e-07  
第１２面
k=0.000,A4=5.70496e-04,A6=-9.91714e-05,A8=7.13556e-06,A10=-2.25030e-07  
群焦点距離
f1=-13.36     f2=10.32     f3=-96.97
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.84      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       3.03      4.04      6.00
画角２ω      76.42     39.07     19.65
ＢＦ           4.81      8.51      5.31
全長          39.58     32.14     33.07
d4          20.32      8.85      1.76  
d10          4.61      4.93     16.16  
d12          3.20      6.90      3.70  
【００９８】
数値実施例８
単位    ｍｍ
面データ
面番号     r          d         ｎd       νd 
1     -33.324      0.50     1.83400    37.16
2*      5.628      1.42
3      11.062      2.00     2.00069    25.46
4     100.197      可変  
5(絞り)    ∞     -0.51
6*      4.058      4.19     1.53113    55.30
7      -7.954      0.10
8      -9.435      0.70     2.00069    25.46
9*     48.207      0.46
10          ∞      可変
11*     34.528      2.44     1.53113    55.30
12*     19.639      可変
13          ∞      0.50     1.51633    64.14
14          ∞      0.50
15          ∞      0.50     1.51633    64.14
16          ∞      0.45 
像面（受光面）
非球面データ
第２面
k=-0.975,A4=3.12809e-05,A6=7.45185e-07,A8=-9.67384e-08,A10=1.05534e-09  
第６面
k=-0.332,A4=3.75509e-04,A6=2.61620e-05,A8=1.57443e-06,A10=-4.77563e-08  
第９面
k=0.000,A4=2.43963e-03,A6=2.03393e-04,A8=-8.51602e-06,A10=4.29640e-06  
第１１面
k=0.000,A4=6.21311e-05,A6=-1.47297e-05,A8=6.18500e-07  
第１２面
k=0.000,A4=4.22943e-04,A6=-9.20454e-05,A8=7.23541e-06,A10=-2.27064e-07  
群焦点距離
f1=-13.54     f2=10.49   f3=-90.91
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.84      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       3.02      4.05      6.00
画角２ω      76.43     39.03     19.67
ＢＦ           4.81      8.79      4.91
全長          40.14     32.65     33.78
d4          20.42      8.95      1.69  
d10          3.62      3.61     15.88  
d12          3.20      7.18      3.30  
【００９９】
数値実施例9
単位    ｍｍ
面データ
面番号     r          d         ｎd       νd 
1     -33.484      0.50     1.83400    37.16
2*      5.595      1.42
3      11.010      2.00     2.00069    25.46
4     107.688      可変  
5(絞り)    ∞     -0.51
6*      4.300      4.19     1.53113    55.30
7      -9.020      0.10
8     -14.233      0.70     1.84666    23.78
9*     17.259      0.46
10          ∞      可変
11*     50.115      2.44     1.53113    55.30
12*     29.672      可変
13          ∞      0.50     1.51633    64.14
14          ∞      0.50
15          ∞      0.50     1.51633    64.14
16          ∞      0.45 
像面（受光面）
非球面データ
第２面
k=-1.070,A4=1.04782e-04,A6=-9.42460e-07,A8=-2.19062e-08,A10=-1.45852e-10  
第６面
k=-0.344,A4=2.04765e-04,A6=1.98087e-05,A8=-6.19156e-07,A10=-4.42940e-10  
第９面
k=0.000,A4=2.52512e-03,A6=1.87330e-04,A8=-6.26204e-06,A10=3.08865e-06  
第１１面
k=0.000,A4=5.64501e-05,A6=-1.07705e-05,A8=7.14900e-07  
第１２面
k=0.000,A4=2.86668e-04,A6=-8.42968e-05,A8=7.45066e-06,A10=-2.23480e-07  
群焦点距離  
f1=-13.69     f2=10.56     f3=-142.87
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.84      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       3.04      4.05      6.00
画角２ω      76.37     39.15     19.75
ＢＦ           4.81     10.46      4.91
全長          40.16     32.62     33.78
d4          20.24      8.65      1.40  
d10          3.81      2.20     16.16  
d12          3.20      8.85      3.30  
【０１００】
実施例１０のズームレンズは実施例７のズームレンズに同じである。
実施例１１のズームレンズは実施例８のズームレンズに同じである。
実施例１２のズームレンズは実施例９のズームレンズに同じである。
【０１０１】
実施例１０における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.57      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       3.03      4.04      6.00
画角２ω      70.95     39.07     19.65
【０１０２】
実施例１１における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.57      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       3.02      4.05      6.00
画角２ω      70.92     39.03     19.67
【０１０３】
実施例１２における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ
像高ＩＨ       3.57      3.84      3.84
焦点距離       5.77     11.00     22.20
ＦＮＯ．       3.04      4.05      6.00
画角２ω      70.93     39.15     19.75
【０１０４】
以上の実施例１〜３、７〜９の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図７〜図１２に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（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。
【０１０５】
次に、各実施例における条件式（１）〜（１０）の値を掲げる。
実施例１  実施例２  実施例３  実施例４  実施例５  実施例６
(1) ｆt/ｆw              3.85      3.85      3.85      3.85      3.85      3.85
(2) ＤL21/Ｄt            0.107     0.121     0.126     0.107     0.121     0.126
(3) Ｄw/(ＩＨw×ｆt/ｆw) 2.64      2.66      2.68      2.84      2.86      2.88
(4) Ｄt/(ＩＨw×ｆt/ｆw) 2.57      2.53      2.49      2.57      2.53      2.49
(5) ｆG2/ｆw             1.95      1.92      1.88      1.95      1.92      1.88
(6) (ｒL21f＋ｒL21r) /(ｒL21f−ｒL21r)  
-0.41     -0.46     -0.42     -0.41     -0.46     -0.42 
(7) Ｐｃ               200nm      200nm     200nm     200nm     200nm     200nm
(8) Ｈｃ/Ｐｃ            5.0       5.0       5.0       5.0       5.0       5.0
(9) ｎｄL21            1.53113   1.53113   1.53113   1.53113   1.53113   1.53113
(10)νｄL21             55.30     55.30     55.30     55.30     55.30     55.30   
実施例７  実施例８  実施例９  実施例10  実施例11  実施例12
(1) ｆt/ｆw              3.85      3.85      3.85      3.85      3.85      3.85
(2) ＤL21/Ｄt            0.125     0.123     0.123     0.125     0.123     0.123
(3) Ｄw/(ＩＨw×ｆt/ｆw) 2.70      2.70      2.70      2.91      2.95      2.95
(4) Ｄt/(ＩＨw×ｆt/ｆw) 2.26      2.31      2.31      2.26      2.31      2.31
(5) ｆG2/ｆw             1.79      1.82      1.83      1.79      1.82      1.83
(6) (ｒL21f＋ｒL21r)/(ｒL21f−ｒL21r)    
-0.33     -0.32     -0.35     -0.33     -0.32     -0.35 
(7) Ｐｃ               200nm     200nm     200nm     200nm     200nm     200nm
(8) Ｈｃ/Ｐｃ            5.0       5.0       5.0       5.0       5.0       5.0
(9) ｎｄL21            1.53113   1.53113   1.53113   1.53113   1.53113   1.53113
(10)νｄL21             55.30     55.30     55.30     55.30     55.30     55.30   
【０１０６】
（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。
【０１０７】
例えば、図１３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。
【０１０８】
例えば、図１３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。
【０１０９】
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    （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。
【０１１０】
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／（ｆ・ｔａｎω）
となる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
０≦Ｒ≦０．６Ｌs 
ただし、Ｌsは有効撮像面の短辺の長さである。
【０１１８】
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。
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、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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
そして、前記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前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
（デジタルカメラ）
図１４〜図１６は、以上のようなズームレンズを撮影光学系１４１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１４はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図１５は同後方正面図、図１６はデジタルカメラ１４０の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図１４と図１６においては、撮影光学系１４１の非沈胴時を示している。デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影光学系１４１、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッターボタン１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７、焦点距離変更ボタン１６１、設定変更スイッチ１６２等を含み、撮影光学系１４１の沈胴時には、カバー１６０をスライドすることにより、撮影光学系１４１とファインダー光学系１４３とフラッシュ１４６はそのカバー１６０で覆われる。そして、カバー１６０を開いてカメラ１４０を撮影状態に設定すると、撮影光学系１４１は図１６の非沈胴状態になり、カメラ１４０の上部に配置されたシャッターボタン１４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１４１、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１４１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ＦとカバーガラスＣを介してＣＣＤ１４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１４９で受光された物体像は、処理手段１５１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１４７に表示される。また、この処理手段１５１には記録手段１５２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１５２は処理手段１５１と別体に設けてもよいし、フレキシブル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、ＣＣＤ１４９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。
【０１２５】
さらに、ファインダー用光路１４４上にはファインダー用対物光学系１５３が配置してある。ファインダー用対物光学系１５３は、複数のレンズ群（図の場合は３群）と２つのプリズムからなり、撮影光学系１４１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１５３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１５５の視野枠１５７上に形成される。この正立プリズム１５５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１５９が配置されている。なお、接眼光学系１５９の射出側にカバー部材１５０が配置されている。
【０１２６】
このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が本発明により、沈胴時に厚みを極めて薄く、高変倍で全変倍域で結像性能を極めて安定的であるあるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。
【０１２７】
（内部回路構成）
図１７は、上記デジタルカメラ１４０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、上記の処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部１１９等からなる。
【０１２８】
図１７に示すように、デジタルカメラ１４０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。
【０１２９】
上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２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１１６には、ＣＣＤ１４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。
【０１３０】
操作部１１２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。
【０１３１】
制御部１１３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１１２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１４０全体を制御する回路である。
【０１３２】
ＣＣＤ１４９は、本発明による撮影光学系１４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ１４９は、撮像駆動回路１１６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１２４に出力する撮像素子である。
【０１３３】
ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、ＣＣＤ１４９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１１７に出力する回路である。
【０１３４】
一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４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１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３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。
【０１３５】
記録媒体部１１９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１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８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。
【０１３６】
表示部１２０は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニター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１２１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１１２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１２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
【０１３７】
このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１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。
【０１３８】
また、上述の各発明のいずれかに追加して以下の何れかの付記項の構成を同時に満足することが好ましい。
（付記項１）４００ｎｍよりも短い周期で二次元配列された複数の突起部を持つレンズを備えたズームレンズ。
（付記項２）前記複数の突起部が以下の条件を満足することを特徴とする付記項１のズームレンズ。
２０ｎｍ＜Ｐｃ＜４００ｎｍ  （７）
１．０＜Ｈｃ／Ｐｃ＜２０．０  （８）
ただし、
Ｐｃは突起部間のピッチ、
Ｈｃは突起部の高さ、
である。
（付記項３）前記レンズと隣り合う明るさ絞り有する付記項１又は２のズームレンズ。
（付記項４）前記レンズがプラスチックレンズである付記項１、２、３いずれかのズームレンズ。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
以上のように、本発明にかかる３群ズームレンズは、高変倍比で低コスト化に有利であり、光学性能も良好にしやすいレンズに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【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の図１と同様の図である。
【図３】本発明のズームレンズの実施例３の図１と同様の図である。
【図４】本発明のズームレンズの実施例７の図１と同様の図である。
【図５】本発明のズームレンズの実施例８の図１と同様の図である。
【図６】本発明のズームレンズの実施例９の図１と同様の図である。
【図７】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図８】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図９】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１０】実施例７の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１１】実施例８の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１２】実施例９の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１３】歪曲収差の補正を説明する図である。
【図１４】本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１５】上記デジタルカメラの後方斜視図である。
【図１６】上記デジタルカメラの断面図である。
【図１７】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。
【図１８】反射防止構造を説明する図である。
【符号の説明】
【０１４１】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｓ…明るさ絞り
ＦＳ…フレア絞り
Ｆ…ローパスフィルタ
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
１１２…操作部
１１３…制御部
１１４…バス
１１５…バス
１１６…撮像駆動回路
１１７…一時記憶メモリ
１１８…画像処理部
１１９…記憶媒体部
１２０…表示部
１２１…設定情報記憶メモリ部
１２２…バス
１２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１４０…デジタルカメラ
１４１…撮影光学系
１４２…撮影用光路
１４３…ファインダー光学系
１４４…ファインダー用光路
１４５…シャッターボタン
１４６…フラッシュ
１４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ
１５０…カバー部材
１５１…処理手段
１５２…記録手段
１５３…ファインダー用対物光学系
１５５…正立プリズム
１５７…視野枠
１５９…接眼光学系
１６０…カバー
１６１…焦点距離変更ボタン
１６２…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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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月18日(2007.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、本発明の３群ズームレンズの何れかにおいて、このような反射防止構造を設けることが好ましい。
この場合、プラスチックレンズの入射側面、射出側面の少なくとも何れかに設けることが加工が容易となり好ましい。
また、このような微細構造を持たせる場合、明るさ絞りに近いほうがフレア等の発生を低減させやすく好ましい。