ズームレンズ、撮像装置および情報装置
【課題】 広角端における半画角を３８度以上と充分な広画角とし、１０倍以上の高変倍比とすることができ、小型で且つ変倍領域全域にわたって１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応する高解像力を得る。
【解決手段】 物体側から、順次、正の第１レンズ群Ｇ１と、負の第２レンズ群Ｇ２と、絞りＡＤと、正の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とを配置する。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を有する正レンズＬ３２と、像側に凹面を有する負レンズＬ３３とを配置する。第３レンズ群Ｇ３の先頭の正レンズＬ３１のｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、分散をνｄｐ、部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、そして焦点距離をｆ３１とし、そして第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３として、正レンズＬ３１が、
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
ほか、〔２式〕を満足する。
【解決手段】 物体側から、順次、正の第１レンズ群Ｇ１と、負の第２レンズ群Ｇ２と、絞りＡＤと、正の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とを配置する。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凸面を有する正レンズＬ３２と、像側に凹面を有する負レンズＬ３３とを配置する。第３レンズ群Ｇ３の先頭の正レンズＬ３１のｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、分散をνｄｐ、部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、そして焦点距離をｆ３１とし、そして第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３として、正レンズＬ３１が、
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
ほか、〔２式〕を満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点距離を変化させて画角を変化させる変倍機能を有するレンズに係り、主として、固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラやビデオカメラ等に好適なズームレンズ、そのようなズームレンズを撮像用光学系として用いる撮像装置およびそのような撮像機能を有する情報装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラ等の市場は、非常に大きな市場となっており、この種のデジタルカメラ等に対するユーザの要望も多岐にわたっている。中でも、高画質化と小型化は、常にユーザの欲するところであり、ユーザのデジタルカメラに対する要望の大きなウエイトを占めている。この種のデジタルカメラ等における撮影レンズとしては、焦点距離を変化させて画角を変化させる変倍機能を有するズームレンズが広く用いられている。このようなデジタルカメラ等に撮影レンズとして用いられるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められている。
この場合、小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）を短縮することが必要となり、また、各レンズ群の厚みを縮小して、収納時の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
また、多くのユーザが撮影レンズの広画角化を望んでおり、この種のズームレンズの短焦点端、つまり広角端での半画角は、３８度以上であることが望ましい。半画角３８度は、３５ｍｍ銀塩フィルム（いわゆるライカ判）用のレンズに換算した焦点距離で２８ｍｍに相当する。
【０００３】
さらに、変倍比についてもなるべく大きな変倍比とすることが望まれている。３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜２００ｍｍ相当程度（約７．１倍）のズームレンズであれば、一般的な撮影のほとんど全てをこなすことが可能と考えられるが、最近では、３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜３００ｍｍ相当程度（約１０．７倍）以上を望むユーザも増加している。
この種のデジタルカメラ等に用いるズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、高変倍化に適するタイプとして、物体側から、順次、正の屈折力、つまり正の焦点距離を有する第１レンズ群、負の屈折力つまり負の焦点距離を有する第２レンズ群、正の焦点距離（正の屈折力）を有する第３レンズ群、そして正の焦点距離（正の屈折力）を有する第４レンズ群を配設し、広角端（短焦点端）から長焦点端つまり望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、そして第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化するタイプのズームレンズがある。
【０００４】
従来のこのタイプのズームレンズとしては、変倍に際して、第１レンズ群が固定されるタイプ、または、第１レンズ群が像側に凸となる弧状の軌跡を描いて往復移動するタイプ等があるが、これらのタイプの場合、変倍作用の多くを負担する第２レンズ群の移動量を大きく確保しようとすると、第３レンズ群近傍に配設される絞りが広角端においても第１レンズ群から離れることになり、広角化および高変倍化のためには第１レンズ群を非常に大きな寸法のものとせざるを得なくなってしまう。このため、広角・高変倍で且つ小型のズームレンズを実現するためには、第１レンズ群が、望遠端において広角端におけるよりも物体側に位置するように移動するタイプが望ましい。広角端におけるレンズ全長が、望遠端に比べて短くなるようにすることにより、第１レンズ群の大型化を抑制しつつ、充分な広角化を実現することが可能となる。
さらに、第３レンズ群を、物体側から、順次、正レンズ−正レンズ−負レンズの３枚を配置して構成することにより、収差補正能力を保ったまま第３レンズ群の主点位置を前方に偏倚させることが可能となり、望遠端における最大全長を抑制しつつ、ズーミングの高変倍化が可能となる。
【０００５】
負レンズと物体側の面を凸面とした正レンズとを有し、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、そして正の屈折力を有する第４レンズ群を物体側から、順次、配設し、広角端から望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、そして第３レンズ群を、物体側から、順次、正レンズ−正レンズ−負レンズの３枚を配置して構成した光学系の例が、特許文献１（特開２０１０−１０２０９６号）、特許文献２（特開２０１０−９１８８１号）、特許文献３（特開２００８−２０３４５３号）および特許文献４（特開２００１−３１８３１２号）等に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に開示された光学系の構成は、いずれも変倍比に比して望遠端における全長が充分に短いとはいえない。すなわち、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４等に示された構成をもとに試算すると、充分な変倍比を得ようとすると、望遠端における全長が長くなってしまって大型化を招き、望遠端における全長を充分に短くしようとすると、変倍比を大きくとることができなくなってしまう。また、特許文献１に示された構成は、特にレンズ枚数が多く、収納状態での全長が長くなって大型化してしまい、しかも広角端における画角も充分に大きくすることができない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、広角端（短焦点端）における半画角を３８度以上と充分な広画角とし、１０倍以上の高変倍比とすることができ、小型で且つ変倍領域全域にわたって１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応する高解像力を得ることの可能なズームレンズ、該ズームレンズを用いる撮像装置および情報装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、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レンズ群とを配置してなり、
広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が漸次増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が漸次減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群がいずれも望遠端で広角端におけるよりもより物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズとを配置するとともに、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの分散をνｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの焦点距離をｆ３１、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、且つ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、
ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦおよびｎＣとして、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
であらわされるとき、
前記第３レンズ群内の先頭の両凸形状の前記正レンズが、
条件式：
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、広角端（短焦点端）における半画角を３８度以上と充分な広画角とし、１０倍以上の高変倍比とすることができ、小型で且つ変倍領域全域にわたって１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応する高解像力を得ることの可能なズームレンズ、該ズームレンズを用いる撮像装置および情報装置を提供することができる。
すなわち、請求項１に記載の発明に係るズームレンズによれば、
物体側から、順次、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レンズ群とを配置してなり、
広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が漸次増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が漸次減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群がいずれも望遠端で広角端におけるよりもより物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズとを配置するとともに、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの分散をνｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの焦点距離をｆ３１、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、且つ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、
ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦおよびｎＣとして、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
であらわされるとき、
前記第３レンズ群内の先頭の両凸形状の前記正レンズが、
条件式：
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
を満足することにより、
広角端の半画角が約３８度以上と充分に広画角であって、しかも１０倍以上の高い変倍比を得ることが可能となり、小型で且つ１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応する高い解像力を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る実施例１におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離、（ｃ）は中間焦点距離、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離および（ｅ）は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図４】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る実施例２におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離、（ｃ）は中間焦点距離、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離および（ｅ）は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図６】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図７】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図８】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る実施例３におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離、（ｃ）は中間焦点距離、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離および（ｅ）は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１０】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図１１】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図１２】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例３で適用することを前提としている画像処理による歪曲収差の電子的な補正を説明するための撮像視野の模式図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの物体側から見た外観構成を示す図であり、（ａ）は本発明に係るズームレンズを用いて構成した撮像レンズがデジタルカメラのボディー内に沈胴埋没している状態を示す斜視図、（ｂ）は撮像レンズがデジタルカメラのボディーから突出している状態を部分的に示す一部詳細斜視図である。
【図１５】図１４のデジタルカメラの撮影者側から見た外観構成を示す斜視図である。
【図１６】図１４および図１５のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るズームレンズ、撮像装置および情報装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明のような、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、そして正の屈折力を有する第４レンズ群を配置した、いわゆる正−負−正−正の４レンズ群を有するズームレンズでは、一般に、第２レンズ群が変倍作用を主に負担する、いわゆるバリエータとして構成される。しかしながら、本発明においては、第３レンズ群にも変倍作用を分担させて、変倍作用に対する第２レンズ群の負担を軽くして、広角化および高変倍化に伴って困難性が増大する収差補正の自由度を確保するようにしている。また、広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に伴って、第１レンズ群を物体側へ大きく移動させることにより、広角端において第１レンズ群を通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第１レンズ群の大型化を抑制するとともに、望遠端では第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を大きく確保して、長焦点化を達成するようにしている。
【００１１】
すなわち、広角端から望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は漸次大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は漸次小さくなって、第２レンズ群および第３レンズ群の倍率（絶対値）はどちらも増加して、変倍作用を互いに分担する。
さらに、本発明に係るズームレンズにおいては、第３レンズ群に関し、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズ、（例えば像側に曲率の大きい凹面を有する両凹レンズからなる負レンズ）とを順次配置して、第３レンズ群を構成するとともに、第３レンズ群内の先頭の両凸形状の正レンズが、次の条件式を満足するようにした（請求項１に対応する）。
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
ここで、Ｎｄｐは、第３レンズ群内先頭の正レンズのｄ線に対する屈折率を、νｄｐは、第３レンズ群内の先頭の正レンズの分散を、Ｐｇ，Ｆｐは、第３レンズ群内の先頭の正レンズの部分分散比を、ｆ３１は、第３レンズ群内の先頭の正レンズの焦点距離を、そしてｆ３は、第３レンズ群の焦点距離を、それぞれあらわしている。なお、部分分散比Ｐｇ，Ｆは、Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）であり、ｎｇ、ｎＦおよびｎＣは、それぞれ、ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率である。
【００１２】
第３レンズ群を、上述のように、色収差補正に最低限必要な、正レンズと負レンズのペアの物体側に正レンズを一つ配置する構成とすることによって、３枚という比較的少ない構成枚数で、収差補正能力を確保することと、第３レンズ群の主点位置をより物体側へ配置することとが可能となる。このように、第３レンズ群の主点位置をより物体側に配置することは、望遠端における全長を短縮するために効果がある。また、第３レンズ群の最終面を、像側に凹の面とすることによって、コマ収差およびサジタル像面湾曲の良好な補正に効果がある。加えて、第３レンズ群内の先頭の正レンズの焦点距離と第３レンズ群の焦点距離の比を条件式〔４〕を満たすように適切に設定することによって、球面収差と軸上の色収差の良好な補正に効果がある。しかしながら、第３レンズ群内の先頭の正レンズの焦点距離と第３レンズ群の焦点距離の比が、条件式〔４〕の下限値を下回ると、第３レンズ群の２枚目の正レンズにパワーを持たせにくくなって、その像側に位置する負レンズとペアで行う軸上色収差の補正が不十分となるおそれがあり、条件式〔４〕の上限値を超えると、第３レンズ群内先頭のレンズにパワーを持たせにくくなって球面収差の補正が不十分となるおそれがある。
【００１３】
また、第３レンズ群内先頭の正レンズのｄ線に対する屈折率Ｎｄｐが、条件式〔１〕の下限値を下回ると、その物体側凸面の曲率半径が小さくなって第３レンズ群の厚さ寸法が増大し、カメラサイズが増大するおそれがある。また、上述した条件式〔２〕および〔３〕を満足する光学ガラスを採用すると、色収差の良好な補正に効果がある。第３レンズ群内の先頭の正レンズの分散νｄｐが、条件式〔２〕の下限値を下回ると色収差の補正が不十分となる。また、条件式〔３〕の下限値を下回ると色収差の二次スペクトルの補正が不十分となる。さらに、条件式〔１〕、〔２〕および〔３〕の上限を超えるような光学ガラスは存在しないか、または仮に存在したとしても非常に特殊で且つ高価であり、現実的でない。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するようにする。
〔１′〕 １．５５＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２′〕 ６３．０＜νｄｐ＜７２．０
〔３′〕 ０．００８＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２０
〔４′〕 ０．６０＜ｆ３１／ｆ３＜０．８０
さらに高性能にするには、第３レンズ群内の負レンズと、その物体側に隣接して位置する正レンズとを互いに接合して接合レンズとすることが望ましい（請求項２に対応する）。
【００１４】
ペアとして色収差を補正する正レンズと負レンズを接合して接合レンズとすることにより、各レンズの偏心による性能劣化を抑制することが可能である。加えて、第３レンズ群を２つのレンズ要素で構成することとなり、第３レンズ群内で偏心調整を行う場合にも、比較的簡便な構造で対応することが可能となる。
さらに高性能にするには、第３レンズ群内の先頭の正レンズが少なくとも１面の非球面を有する構成とすることが望ましい（請求項３に対応する）。
このタイプのズームレンズにおいて、主たる結像群としての役割を担う第３レンズ群の中で、最も絞りに近い先頭の正レンズを、少なくとも１面の非球面を持たせるようにすることによって、良好な収差補正を保ちながら一層の小型化を進めることが可能となる。
より良好な収差補正のためには、第３レンズ群の先頭の正レンズが、次の条件式〔５〕を満足するようにすることが望ましい（請求項４に対応する）。
〔５〕 １．５＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜４．０
ここで、ｒ３Ｒは、第３レンズ群内の先頭の正レンズの像側の面の曲率半径を、そしてｆｗは、広角端における全系の焦点距離を、それぞれあらわしている。
【００１５】
条件式〔５〕の下限値を下回ると球面収差が補正過剰になり易く、そして条件式〔５〕の上限値を超えると逆に球面収差が補正不足になり易い。さらに、条件式〔５〕の範囲外では球面収差と同様に、コマ収差のバランスも取りにくく、軸外周辺部で外向性または内向性のコマ収差が発生し易くなる。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式〔５′〕を満足するようにする。
〔５´〕 １．８＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜３．０
また、他の収差を良好に補正しつつ光学系全体を小型化するために、次の条件式〔６〕を満足することが望ましい（請求項５に対応する）。
〔６〕 ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜８．０
ここで、ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離を、そしてｆｗは、広角端における全系の焦点距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔６〕の下限値を下回ると、第２レンズ群の結像倍率が等倍に近付いて変倍効率が上がり、高変倍化には有利であるが、第１レンズ群内の各レンズに大きな屈折力が必要になって、特に望遠端での色収差が悪化するなどの弊害があるばかりか、第１レンズ群が厚肉化および大口径化するなどして、特に収納状態における小型化を実現する上で不利となる。
【００１６】
一方、条件式〔６〕の上限値を超えると、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなってしまい、高変倍化が困難になる。
さらに、広角化（短焦点化）および望遠化（長焦点化）のために重要な第１レンズ群の移動量に関連して、次の条件式〔７〕を満足するようにすることにより、充分な収差補正が可能となる（請求項６に対応する）。
〔７〕 ０．１０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．３５
ここで、Ｘ１は、広角端から望遠端への変倍に伴う第１レンズ群の総移動量を、そしてｆＴは、望遠端における全系の焦点距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔７〕の下限値を下回ると、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第３レンズ群の負担が増加するか、または第１レンズ群および第２レンズ群の屈折力を強めなければならなくなるかして、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。また、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第１レンズ群を通過する光線高さが増大し、第１レンズ群の大型化を招く。一方、条件式〔７〕の上限値を超えると、広角端での全長が短くなり過ぎるか、または望遠端での全長が長くなり過ぎるかすることになる。広角端での全長が短くなり過ぎると、第３レンズ群の移動スペースが限定され、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、全体の収差補正が困難となる。望遠端での全長が長くなり過ぎると、光軸に沿う長さ方向の小型化の妨げになるだけでなく、望遠端での周辺光量確保のために必要な径方向寸法が増大して大型化したり、また、鏡胴の倒れなどの製作誤差による像性能の劣化も招き易くなったりする。
【００１７】
なお、さらに望ましくは、次の条件式〔７′〕を満足するようにすると良い。
〔７′〕 ０．１５＜Ｘ１／ｆＴ＜０．３０
また、第２レンズ群と変倍作用を分担する第３レンズ群の移動量に関して、次の条件式〔８〕を満足するようにすることが望ましい（請求項７に対応する）。
〔８〕 ０．１０＜Ｘ３／ｆＴ＜０．３０
ただし、Ｘ３は広角端から望遠端への変倍に際する第３レンズ群の総移動量を、そしてｆＴは、望遠端における全系の焦点距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔８〕の下限値を下回ると、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第２ンズ群の負担が増加するか、または第３レンズ群自体の屈折力を強めるかしなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。一方、条件式〔８〕の上限値を超えると、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第１レンズ群を通過する光線高さが増大し、第１レンズ群の大型化を招く。
【００１８】
なお、さらに望ましくは、次の条件式〔８′〕を満足するようにすると良い。
〔８′〕 ０．１４＜Ｘ３／ｆＴ＜０．２０
加えて、収差補正の上から、各群の屈折力に関しての次の条件式〔９〕を満足することが望ましい（請求項８に対応する）。
〔９〕 ０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８５
ここで、ｆ２は、第２レンズ群の焦点距離を、そしてｆ３は、第３レンズ群の焦点距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔９〕の下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、そして条件式〔９〕の上限値を超えると、第３レンズ群の屈折力が強くなり過ぎて、いずれにせよ、変倍に伴う収差変動が増大し易くなる。
なお、さらに望ましくは、次の条件式〔９′〕を満足すると良い。
〔９′〕 ０．５５＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．７０
上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群は、物体側から、順次配置される、１枚の負レンズと、１枚の正レンズとを有する構成であることが望ましい。
【００１９】
さらに具体的には、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に強い凸面（曲率が大きな面）を向けた正レンズとの２枚で構成するか、またはそれらの後方（像側）にさらに１個の正レンズを加えた構成にすることが望ましい。
高変倍化するため、特に望遠端の焦点距離を長くするためには、望遠端における第２レンズ群−第３レンズ群−第４レンズ群の合成倍率を大きくしなければならず、それだけ、第１レンズ群で発生した収差が像面上で拡大されることになる。このため、高変倍化を進めるためには、第１レンズ群で発生する収差量を充分に小さく抑える必要があり、そのためには第１レンズ群を上述したような構成とすることが望ましい。
また、第２レンズ群は、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズとの３枚から構成することが望ましい。このように、物体側から、順次、負レンズ−負レンズ−正レンズという配置とすることによって、第２レンズ群の主点を像側に下げることが可能となり、望遠端における光学系全長の短縮に寄与することが可能となる。
【００２０】
このとき、第２レンズ群の各レンズは、次の条件式〔１０〕、〔１１〕および〔１２〕を満足するようにすることが望ましい。
〔１０〕 １．７５＜Ｎ２１＜２．１０
２５＜ν２１＜５５
〔１１〕 １．７５＜Ｎ２２＜２．１０
２５＜ν２２＜５５
〔１２〕 １．７５＜Ｎ２３＜２．１０
１５＜ν２３＜３５
ここで、Ｎ２ｉは、第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズの屈折率を、そしてν２ｉは、第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズのアッベ数を、それぞれあらわしている。
これらの条件を満足するような硝種を選択することにより、単収差を充分に小さく抑えた上で、色収差をより良好に補正することが可能となる。
【００２１】
そして、第３レンズ群は、物体側から、順次、正レンズと、正レンズと、負レンズとの３枚を配置して構成することが望ましい。ここで、物体側から２番目のレンズと３番目のレンズとは適宜接合しても良い。
さらに、上述した本発明のズームレンズにおいて、第４レンズ群は、主として射出瞳距離の確保（テレセントリック性の確保）およびその移動によるフォーカシングのために設けられている。光学系の小型化のためには、第４レンズ群はなるべく簡単な構成である必要があり、例えば、正レンズ１枚で構成することが望ましい。
また、本発明のズームレンズは、上述したような４群の構成に限ったものではなく、変倍に伴う収差の変動を抑えるなど、性能確保のために自由度を増加させる必要から、第４レンズ群の像側に第５レンズ群を配置する構成とすることもできる。
また、良好な収差補正を保ちながら、より小型化を進めるためには、非球面の利用が不可欠であり、少なくとも第２レンズ群および第３レンズ群には、それぞれ１面以上の非球面を有する構成とすることが望ましい。特に、第２レンズ群においては、最も物体側レンズの物体側面を非球面とすると、広角化に伴って増大しがちな、歪曲収差および非点収差等の補正に顕著な効果が得られる。
【００２２】
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスや光学プラスチックをモールド成型したもの（ガラスモールド非球面やプラスチックモールド非球面と称される）や、ガラスレンズの表面上に薄い樹脂層を形成し、その樹脂層の表面を非球面としたもの（ハイブリッド非球面またはレプリカ非球面等と称される）等を使用することができる。
絞りの開放径は、変倍状態にかかわらず一定とすることが機構上簡略となって好ましい。ただし、望遠端の開放径を広角端に比べて大きくすることによって、変倍に伴うＦナンバ（Ｆ値）の変化を小さくするようにすることもできる。像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、開口絞り径を小径化するようにしても良いが、絞り径を大きく変えることなく、ＮＤフィルタ（中間濃度フィルタ）等を挿入することにより、光量を減少させるようにするほうが、回折現象による解像力の低下を防止することができて好ましい。
本発明の第２の実施の形態は、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを、撮像用光学系として用いて構成した、いわゆるデジタルカメラ等の撮像装置である（請求項９に対応する）。
このような撮像装置は、撮像用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、小型で高画質を得ることが可能となる。
【００２３】
また、カメラ機能等の撮像機能を有するいわゆる携帯情報端末装置等の情報装置における撮像機能部の撮像用光学系として、上述したようなズームレンズを用いて構成することもできる（請求項１０に対応する）。
このような情報装置は、撮像機能を有し、撮像用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、小型で高画質を得ることが可能となる。
したがって、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズは、少なくとも、
物体側から、順次、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レンズ群とを配置してなり、
広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が漸次増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が漸次減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群がいずれも望遠端で広角端におけるよりもより物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズとを配置するとともに、
前記第３レンズ群内の先頭の正レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の正レンズの分散をνｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、前記第３レンズ群内の先頭の正レンズの焦点距離をｆ３１、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、且つ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、
ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦおよびｎＣとして、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
であらわされるとき、
前記第３レンズ群内の先頭の両凸形状の正レンズが、
条件式：
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
を満足することを特徴としている（請求項１）。
【００２４】
また、前記第３レンズ群は、
該第３レンズ群内における前記負レンズと、その物体側に隣接して位置する前記正レンズとが互いに接合されてなることが望ましい（請求項２）。
さらに、前記第３レンズ群は、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズが少なくとも１面の非球面を有してなることが望ましい（請求項３）。
そして、より望ましくは、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの像側面の曲率半径をｒ３Ｒ、そして広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズが、
条件式：
〔５〕 １．５＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜４．０
を満足するようにしても良い（請求項４）。
【００２５】
また、さらに望ましくは、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、
条件式：
〔６〕 ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜８．０
を満足するようにしても良い（請求項５）。
さらに、望ましくは、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、そして望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
〔７〕 ０．１０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．３５
を満足するようにしても良い（請求項６）。
また、より望ましくは、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第３レンズ群の総移動量をＸ３、そして望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
〔８〕 ０．１０＜Ｘ３／ｆＴ＜０．３０
を満足するようにしても良い（請求項７）。
【００２６】
さらに、一層望ましくは、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、
条件式：
〔９〕 ０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８５
を満足するようにしても良い（請求項８）。
そして、上述した本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置は、
撮像用光学系として、上述したいずれかのズームレンズを具備して構成する（請求項９）。
また、撮像機能を有する情報装置は、撮像機能部の撮像用光学系として、上述したいずれかのズームレンズを具備して構成すれば良い（請求項１０）。
【実施例１】
【００２７】
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例１〜実施例３は、本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの数値例による具体的な構成の実施例である。図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１におけるズームレンズを説明するためのものであり、図５〜図８は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例２におけるズームレンズを説明するためのものであり、そして図９〜図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例３におけるズームレンズを説明するためのものである。
なお、実施例１〜実施例３の全ての実施例において、最大像高は３．９３ｍｍである。但し、広角端においては、意図的に発生させた負の歪曲収差分だけ画像を拡大して生成することによる歪曲補正画像処理を適用するようにする。このため、歪曲収差量を考慮して、次表のように、最大像高を小さく設定してある。
【００２８】
【表１】
【００２９】
上述したように、実施例１〜実施例３のズームレンズにおいては、歪曲収差の画像処理による収差補正を行う。すなわち、実施例１〜実施例３のズームレンズにおいては、図１３に、受光素子の撮像範囲(並びに中間焦点距離および望遠端（長焦点端）における撮像範囲)をＴＦとし、広角端（短焦点端）における撮像範囲をＷＦとして、それぞれ示すように、矩形の受光素子受光面ＴＦ上に、広角端においては、撮像範囲ＷＦのような樽型の歪曲収差が発生する。一方、中間焦点距離およびその近傍の状態や望遠端においては、歪曲収差の発生が抑えられている。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像範囲を、広角端では樽型形状（ＷＦ）とし、中間焦点距離や望遠端では矩形状（ＴＦ）となるようにしている。そして、広角端における有効撮像範囲（ＷＦ）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。そのため、表１に示したように、実施例１〜実施例３においては、広角端での像高を、中間焦点距離での像高や望遠端での像高よりも小さくなるように設定している。
【００３０】
実施例１〜実施例３のズームレンズは、いずれも、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、そして正の屈折力を有する第４レンズ群を配置した、いわゆる正−負−正−正の４群構成のズームレンズである。
実施例１〜実施例３の各実施例のズームレンズにおいて、第４レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサまたはＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス（シールガラス）を想定したものであり、ここでは、等価的な透明平行平板として、各種フィルタＦＧと総称することにする。
また、実施例１〜実施例３の各実施例のズームレンズにおいて、各レンズ群を構成するレンズを形成する材質は、全ての実施例のズームレンズにおける第２レンズ群の先頭のレンズの非球面部ＡＰおよび第４レンズ群の正レンズが光学プラスチックで形成されており、それら以外の全てのレンズの材質が光学ガラスである。なお、これら実施例１〜実施例３の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）、株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）、株式会社住田光学ガラス（ＳＵＭＩＴＡ）および光ガラス株式会社（ＨＩＫＡＲＩ）の製品の光学硝種名で示している。
【００３１】
実施例１〜実施例３の各実施例のズームレンズにおける収差は、充分に補正されており、１０００万〜１５００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子に対応することが可能となっている。本発明の第１の実施の形態に従ってズームレンズを構成することによって、充分な小型化を達成しながら、非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例１〜実施例３の各実施例より明らかである。
実施例１〜実施例３に共通な記号の意味は、次の通りである。
ｆ：光学系全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ（Ｆ値）
ω：半画角（度）
Ｒ：曲率半径（非球面については近軸曲率半径）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
ここで用いられる非球面形状は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨ、そして円錐定数をＫとし、上記各次数の非球面係数を用い、Ｘを光軸方向における非球面量として、次の式〔１３〕で定義され、近軸曲率半径および円錐定数、並びに非球面係数を与えて形状を特定する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１のズームレンズの光学系のレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、（ａ）は短焦点端、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の広角寄りの焦点距離、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、（ｃ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）における断面図、（ｄ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の望遠寄りの焦点距離、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、そして（ｅ）は長焦点端、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）における断面図である。なお、実施例１のレンズ群配置を示す図１において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。
【００３４】
第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２および第３レンズＬ１３を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズＬ２１、第２レンズＬ２２および第３レンズＬ２３を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズＬ３１、第２レンズＬ３２および第３レンズＬ３３を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一のレンズＬ４０を有してなる。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図１には、各光学面の面番号（Ｒ１〜Ｒ３）も示している。なお、図１における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
【００３５】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１１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（第１正レンズ）Ｌ１２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３レンズ（第２正レンズ）Ｌ１３とを配している。第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に光学プラスチック製の非球面部ＡＰを被着して非球面を形成している非球面レンズからなる第１レンズ（第１負レンズ）Ｌ２１と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第２レンズ（第２負レンズ）Ｌ２２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３レンズ（正レンズ）Ｌ２３とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、物体側により強い（曲率の大きい）凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第１レンズ（第１正レンズ）Ｌ３１と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第２レンズ（第２正レンズ）Ｌ３２と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第３レンズ（負レンズ）Ｌ３３とを配している。第２レンズＬ３２と第３レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００３６】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズＬ４０のみからなっている。
この場合、図１に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像側から物体側へほぼ単調に移動し、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へほぼ単調に移動し、開口絞りＡＤは物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は、像側から物体側へほぼ単調に移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１７３〜１６．６２６〜５３．２７５、Ｆ＝３．６７〜４．７９〜５．７８およびω＝３８．８３〜１３．７７〜４．２１の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、次の通り製造メーカー名を、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）および株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）等として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表２においては、「＊」が付された第６面、第１４面、第１５面および第１９面の各光学面が非球面であり、式〔１３〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第６面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝５．２４７１２Ｅ−０５
Ａ６＝−５．００２４３Ｅ−０６
Ａ８＝１．８４１７５Ｅ−０７
Ａ１０＝−２．０５３３８Ｅ−０９
第１４面
Ｋ＝−２．３５２３９
Ａ４＝４．１９２８５Ｅ−０４
Ａ６＝３．４６４１０Ｅ−０５
Ａ８＝−３．９２６８０Ｅ−０６
Ａ１０＝ １．９４３８７Ｅ−０７
【００３９】
第１５面
Ｋ＝−３．０２８９２
Ａ４＝−１．６１６９４Ｅ−０４
Ａ６＝５．６９８９４Ｅ−０５
Ａ８＝−５．５８１４０Ｅ−０６
Ａ１０＝２．６３０５７Ｅ−０７
第１９面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−１．５９６８３Ｅ−０４
Ａ６＝３．３９５５０Ｅ−０６
Ａ８＝−９．８５７２６Ｅ−０８
Ａ１０＝１．１０６３４Ｅ−０９
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と各種フィルタＦＧとの間の可変間隔ＤＥ等の可変量は、ズーミングに伴って次表のように変化させる。
【００４０】
【表３】
【００４１】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔９〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔９〕を満足している。
〔１〕 Ｎｄｐ＝１．５５３３２
〔２〕 νｄｐ＝７１．６８
〔３〕 Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＝０．０２１１
〔４〕 ｆ３１／ｆ３＝０．７７３
〔５〕 ｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝１．９５３
〔６〕 ｆ１／ｆｗ＝６．３４６
〔７〕 Ｘ１／ｆＴ＝０．２２８
〔８〕 Ｘ３／ｆＴ＝０．１４８
〔９〕 ｜ｆ２｜／ｆ３＝０．６４７
また、図２、図３および図４に、それぞれ、実施例１の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は、正弦条件をあらわし、非点収差図における実線は、サジタル、そして破線は、メリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びに横収差の各収差図におけるｇおよびｄは、それぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例２】
【００４２】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例２のズームレンズの光学系のレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、（ａ）は短焦点端、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の広角寄りの焦点距離、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、（ｃ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）における断面図、（ｄ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の望遠寄りの焦点距離、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、そして（ｅ）は長焦点端、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）における断面図である。なお、実施例２のレンズ群配置を示す図５においても、図示左側が物体（被写体）側である。
図５に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。
【００４３】
第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２および第３レンズＬ１３を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズＬ２１、第２レンズＬ２２および第３レンズＬ２３を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズＬ３１、第２レンズＬ３２および第３レンズＬ３３を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一のレンズＬ４０を有してなる。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図５には、各光学面の面番号も示している。なお、図５における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
【００４４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１１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（第１正レンズ）Ｌ１２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３レンズ（第２正レンズ）Ｌ１３とを配している。第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に光学プラスチック製の非球面部ＡＰを被着して非球面を形成している非球面レンズからなる第１レンズ（第１負レンズ）Ｌ２１と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第２レンズ（第２負レンズ）Ｌ２２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３レンズ（正レンズ）Ｌ２３とを配している。
【００４５】
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第１レンズ（第１正レンズ）Ｌ３１と、両面をほぼ同様の（像側に若干大きな曲率の）凸面とした両凸正レンズからなる第２レンズ（第２正レンズ）Ｌ３２と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第３レンズ（負レンズ）Ｌ３３とを配している。第２レンズＬ３２と第３レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００４６】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズＬ４０のみからなっている。
この場合、図５に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へほぼ単調に移動し、開口絞りＡＤは物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側から物体側へほぼ単調に移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１７６〜１６．６３８〜５３．３１１、Ｆ＝３．６７〜４．９６〜５．７８およびω＝３８．８７〜１３．８６〜４．２５の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
【００４７】
【表４】
【００４８】
表４においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、先に述べたように、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、次の通り製造メーカー名を、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）および株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）等として略記した。
すなわち、表４においては、「＊」が付された第６面、第１４面、第１５面および第１９面の各光学面が非球面であり、式〔１３〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第６面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝６．４０９５２Ｅ−０５
Ａ６＝−３．５６１９３Ｅ−０６
Ａ８＝６．０４３４８Ｅ−０８
Ａ１０＝６．０４２７２Ｅ−１０
【００４９】
第１４面
Ｋ＝−２．２８２３４
Ａ４＝４．５１４０１Ｅ−０４
Ａ６＝３．８６０７６Ｅ−０５
Ａ８＝−３．９３９０２Ｅ−０６
Ａ１０＝２．０６３００Ｅ−０７
第１５面
Ｋ＝−３．３６８７５
Ａ４＝−１．４７９４７Ｅ−０４
Ａ６＝５．６３０１８Ｅ−０５
Ａ８＝−５．３０９８５Ｅ−０６
Ａ１０＝２．６５１２７Ｅ−０７
第１９面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−１．６１９３０Ｅ−０４
Ａ６＝６．１３４２７Ｅ−０６
Ａ８＝−２．７３５３８Ｅ−０７
Ａ１０＝４．２４７４７Ｅ−０９
【００５０】
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と各種フィルタＦＧとの間の可変間隔ＤＥ等の可変量は、ズーミングに伴って次表のように変化させる。
【００５１】
【表５】
【００５２】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔９〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔９〕を満足している。
〔１〕 Ｎｄｐ＝１．６１８８１
〔２〕 νｄｐ＝６３．８５
〔３〕 Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＝０．００８４
〔４〕 ｆ３１／ｆ３＝０．７４９
〔５〕 ｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝２．１８１
〔６〕 ｆ１／ｆｗ＝６．２７８
〔７〕 Ｘ１／ｆＴ＝０．２３９
〔８〕 Ｘ３／ｆＴ＝０．１４５
〔９〕 ｜ｆ２｜／ｆ３＝０．６２７
また、図６、図７および図８に、それぞれ、実施例２の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図においても、先に述べたように、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。
また、球面収差、非点収差、並びに横収差の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。
【実施例３】
【００５３】
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例３のズームレンズの光学系のレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、（ａ）は短焦点端、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の広角寄りの焦点距離、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、（ｃ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）における断面図、（ｄ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の望遠寄りの焦点距離、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、そして（ｅ）は長焦点端すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）における断面図である。この実施例３のレンズ群配置を示す図９においても、図示左側が物体（被写体）側である。
図９に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。
【００５４】
第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２および第３レンズＬ１３を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズＬ２１、第２レンズＬ２２および第３レンズＬ２３を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズＬ３１、第２レンズＬ３２および第３レンズＬ３３を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一のレンズＬ４０を有してなる。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図９には、各光学面の面番号も示している。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
【００５５】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１１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（第１正レンズ）Ｌ１２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３レンズ（第２正レンズ）Ｌ１３とを配している。第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に光学プラスチック製の非球面部ＡＰを被着して非球面を形成している非球面レンズからなる第１レンズ（第１負レンズ）Ｌ２１と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第２レンズ（第２負レンズ）Ｌ２２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３レンズ（正レンズ）Ｌ２３とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第１レンズ（第１正レンズ）Ｌ３１と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第２レンズ（第２正レンズ）Ｌ３２と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第３レンズ（負レンズ）Ｌ３３とを配している。
【００５６】
第２レンズＬ３２と第３レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズＬ４０のみからなっている。
この場合、図９に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へほぼ単調に移動し、開口絞りＡＤは物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側から物体側へほぼ単調に移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１７９〜１６．６４８〜５３．３１６、Ｆ＝３．６８〜４．８５〜５．７９およびω＝３８．８６〜１２．０４〜４．２２の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
【００５７】
【表６】
【００５８】
表６においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、先に述べたように、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、次の通り製造メーカー名を、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）、株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）および光ガラス株式会社（ＨＩＫＡＲＩ）等として略記した。
すなわち、表６においては、「＊」が付された第６面、第１４面、第１５面および第１９面の各光学面が非球面であり、式〔１３〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第６面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝３．１１８７４Ｅ−０５
Ａ６＝−２．５４８０５Ｅ−０６
Ａ８＝７．２６４０９Ｅ−０８
Ａ１０＝−６．６３８５６Ｅ−１０
第１４面
Ｋ＝−２．０３１２４
Ａ４＝５．１６２２２Ｅ−０４
Ａ６＝３．６９７６７Ｅ−０５
Ａ８＝−４．０５７４７Ｅ−０６
Ａ１０＝１．７８８５６Ｅ−０７
【００５９】
第１５面
Ｋ＝−３．１９７０１
Ａ４＝−１．４７３０６Ｅ−０４
Ａ６＝５．４６５３６Ｅ−０５
Ａ８＝−５．６６３８３Ｅ−０６
Ａ１０＝２．４２３７８Ｅ−０７
第１９面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−３１．３９０８９Ｅ−０４
Ａ６＝５．４８４４６Ｅ−０６
Ａ８＝−２．４０６２９Ｅ−０７
Ａ１０＝４．０８５１７Ｅ−０９
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と各種フィルタＦＧとの間の可変間隔ＤＥ等の可変量は、ズーミングに伴って次表のように変化させる。
【００６０】
【表７】
【００６１】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔９〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔９〕を満足している。
〔１〕 Ｎｄｐ＝１．５９２５５
〔２〕 νｄｐ＝６７．８６
〔３〕 Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＝０．０１８１
〔４〕 ｆ３１／ｆ３＝０．６７２
〔５〕 ｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝２．３５５
〔６〕 ｆ１／ｆｗ＝６．５６１
〔７〕 Ｘ１／ｆＴ＝０．１７３
〔８〕 Ｘ３／ｆＴ＝０．１６４
〔９〕 ｜ｆ２｜／ｆ３＝０．６７３
また、図１０、図１１および図１２に、それぞれ、実施例３の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図においても、先に述べたように、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びに横収差の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。
［第２の実施の形態］
【００６２】
次に、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置について図１４〜図１６を参照して説明する。図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラを物体側から見た外観構成を模式的に示しており、（ａ）は本発明に係るズームレンズを用いて構成した撮像レンズがデジタルカメラのボディー内に沈胴埋没している状態を示す斜視図、そして（ｂ）は撮像レンズがデジタルカメラのボディーから突出している状態を部分的に示す一部詳細斜視図である。図１５は、当該デジタルカメラを撮影者側から見た外観構成を示す斜視図である。また、図１６は、当該デジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。なお、図１４〜図１６には、撮像装置としてのデジタルカメラについて説明しているが、ビデオカメラおよびフィルムカメラ等を含む主として撮像専用の撮像装置だけでなく、携帯電話機や、ＰＤＡ（personal data assistant）などと称される携帯情報端末装置、さらにはこれらの機能を組み合わせたスマートフォンなどと称される携帯端末装置を含む種々の情報装置にデジタルカメラ等に相当する撮像機能が組み込まれることが多い。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラ等と実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置に上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として用いることもできる。
【００６３】
図１４および図１５に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ１０１、シャッタボタン１０２、ズームレバー１０３、ファインダ１０４、ストロボ１０５、液晶モニタ１０６、操作ボタン１０７、電源スイッチ１０８、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等を備えている。さらに、図１６に示すように、デジタルカメラは、受光素子１１１、信号処理装置１１２、画像処理装置１１３、中央演算装置（ＣＰＵ）１１４、半導体メモリ１１５および通信カード等１１６も備えている。
デジタルカメラは、撮影レンズ１０１とＣＭＯＳ(相補型金属酸化物半導体)撮像素子やＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子１１１を有しており、撮像用光学系である撮影レンズ１０１によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子１１１によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ１０１として、実施例１〜実施例３において説明した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを用いている（請求項９または請求項１０に対応する）。
受光素子１１１の出力は、中央演算装置１１４によって制御される信号処理装置１１２によって処理され、デジタル画像情報に変換される。信号処理装置１１２によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１１４によって制御される画像処理装置１１３において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ１１５に記録される。
【００６４】
この場合、半導体メモリ１１５は、メモリカードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、デジタルカメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ１１５に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ１１５に記録した画像は、通信カードスロット１１０に装填した通信カード等１１６を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ１０１は、デジタルカメラの携帯時には図１４の（ａ）に示すように沈胴状態にあってデジタルカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ１０８を操作して電源を投入すると、図１４の（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出され、デジタルカメラのボディーから突出する構成とする。ズームレバー１０３を操作することによって、ズームレンズからなる撮影レンズ１０１の各レンズ群の配置を変化させ、ズーミング動作させて、広角端から望遠端まで光学的なズーミングを行うことができる。このとき、ファインダ１０４の光学系も有効画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン１０２の半押し操作により、フォーカシングがなされる。上述した本発明の第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例３のズームレンズにおいて、フォーカシングは、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一方の移動、あるいは受光素子１１１の移動によって行うことができる。
【００６５】
シャッタボタン１０２をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ１１５に記録した画像を液晶モニタ１０６に表示させたり、通信カード等１１６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０７を所定のごとく操作する。半導体メモリ１１５および通信カード等１１６は、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ１０１が沈胴状態にあるときには、結像レンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、沈胴時に第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一方が光軸上から退避して、その他のレンズ群と並列的に収納されるような機構とすれば、デジタルカメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなデジタルカメラ（撮像装置）または情報装置には、既に述べた通り、第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例３に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ１０１を撮像用光学系として使用することができる。したがって、１０００万画素〜１５００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ（撮像装置）または情報装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｇ１ 第１レンズ群（正）
Ｌ１１ 第１レンズ（負レンズ）
Ｌ１２ 第２レンズ（第１正レンズ）
Ｌ１３ 第３レンズ（第２正レンズ）
Ｇ２ 第２レンズ群（負）
Ｌ２１ 第１レンズ（第１負レンズ）
Ｌ２２ 第２レンズ（第２負レンズ）
Ｌ２３ 第３レンズ（正レンズ）
Ｇ３ 第３レンズ群（正）
Ｌ３１ 第１レンズ（第１正レンズ）
Ｌ３２ 第２レンズ（第２正レンズ）
Ｌ３３ 第３レンズ（負レンズ）
Ｇ４ 第４レンズ群（正）
Ｌ４０ 単一正レンズ
ＡＰ 非球面部
ＡＤ 開口絞り
ＦＧ 各種フィルタ
１０１ 撮影レンズ
１０２ シャッタボタン
１０３ ズームレバー
１０４ ファインダ
１０５ ストロボ
１０６ 液晶モニタ
１０７ 操作ボタン
１０８ 電源スイッチ
１０９ メモリカードスロット
１１０ 通信カードスロット
１１１ 受光素子（エリアセンサ）
１１２ 信号処理装置
１１３ 画像処理装置
１１４ 中央演算装置（ＣＰＵ）
１１５ 半導体メモリ
１１６ 通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６７】
【特許文献１】特開２０１０−１０２０９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−９１８８１号公報
【特許文献３】特開２００８−２０３４５３号公報
【特許文献４】特開２００１−３１８３１２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点距離を変化させて画角を変化させる変倍機能を有するレンズに係り、主として、固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラやビデオカメラ等に好適なズームレンズ、そのようなズームレンズを撮像用光学系として用いる撮像装置およびそのような撮像機能を有する情報装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラ等の市場は、非常に大きな市場となっており、この種のデジタルカメラ等に対するユーザの要望も多岐にわたっている。中でも、高画質化と小型化は、常にユーザの欲するところであり、ユーザのデジタルカメラに対する要望の大きなウエイトを占めている。この種のデジタルカメラ等における撮影レンズとしては、焦点距離を変化させて画角を変化させる変倍機能を有するズームレンズが広く用いられている。このようなデジタルカメラ等に撮影レンズとして用いられるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められている。
この場合、小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）を短縮することが必要となり、また、各レンズ群の厚みを縮小して、収納時の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
また、多くのユーザが撮影レンズの広画角化を望んでおり、この種のズームレンズの短焦点端、つまり広角端での半画角は、３８度以上であることが望ましい。半画角３８度は、３５ｍｍ銀塩フィルム（いわゆるライカ判）用のレンズに換算した焦点距離で２８ｍｍに相当する。
【０００３】
さらに、変倍比についてもなるべく大きな変倍比とすることが望まれている。３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜２００ｍｍ相当程度（約７．１倍）のズームレンズであれば、一般的な撮影のほとんど全てをこなすことが可能と考えられるが、最近では、３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜３００ｍｍ相当程度（約１０．７倍）以上を望むユーザも増加している。
この種のデジタルカメラ等に用いるズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、高変倍化に適するタイプとして、物体側から、順次、正の屈折力、つまり正の焦点距離を有する第１レンズ群、負の屈折力つまり負の焦点距離を有する第２レンズ群、正の焦点距離（正の屈折力）を有する第３レンズ群、そして正の焦点距離（正の屈折力）を有する第４レンズ群を配設し、広角端（短焦点端）から長焦点端つまり望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、そして第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化するタイプのズームレンズがある。
【０００４】
従来のこのタイプのズームレンズとしては、変倍に際して、第１レンズ群が固定されるタイプ、または、第１レンズ群が像側に凸となる弧状の軌跡を描いて往復移動するタイプ等があるが、これらのタイプの場合、変倍作用の多くを負担する第２レンズ群の移動量を大きく確保しようとすると、第３レンズ群近傍に配設される絞りが広角端においても第１レンズ群から離れることになり、広角化および高変倍化のためには第１レンズ群を非常に大きな寸法のものとせざるを得なくなってしまう。このため、広角・高変倍で且つ小型のズームレンズを実現するためには、第１レンズ群が、望遠端において広角端におけるよりも物体側に位置するように移動するタイプが望ましい。広角端におけるレンズ全長が、望遠端に比べて短くなるようにすることにより、第１レンズ群の大型化を抑制しつつ、充分な広角化を実現することが可能となる。
さらに、第３レンズ群を、物体側から、順次、正レンズ−正レンズ−負レンズの３枚を配置して構成することにより、収差補正能力を保ったまま第３レンズ群の主点位置を前方に偏倚させることが可能となり、望遠端における最大全長を抑制しつつ、ズーミングの高変倍化が可能となる。
【０００５】
負レンズと物体側の面を凸面とした正レンズとを有し、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、そして正の屈折力を有する第４レンズ群を物体側から、順次、配設し、広角端から望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、そして第３レンズ群を、物体側から、順次、正レンズ−正レンズ−負レンズの３枚を配置して構成した光学系の例が、特許文献１（特開２０１０−１０２０９６号）、特許文献２（特開２０１０−９１８８１号）、特許文献３（特開２００８−２０３４５３号）および特許文献４（特開２００１−３１８３１２号）等に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に開示された光学系の構成は、いずれも変倍比に比して望遠端における全長が充分に短いとはいえない。すなわち、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４等に示された構成をもとに試算すると、充分な変倍比を得ようとすると、望遠端における全長が長くなってしまって大型化を招き、望遠端における全長を充分に短くしようとすると、変倍比を大きくとることができなくなってしまう。また、特許文献１に示された構成は、特にレンズ枚数が多く、収納状態での全長が長くなって大型化してしまい、しかも広角端における画角も充分に大きくすることができない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、広角端（短焦点端）における半画角を３８度以上と充分な広画角とし、１０倍以上の高変倍比とすることができ、小型で且つ変倍領域全域にわたって１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応する高解像力を得ることの可能なズームレンズ、該ズームレンズを用いる撮像装置および情報装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、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レンズ群とを配置してなり、
広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が漸次増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が漸次減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群がいずれも望遠端で広角端におけるよりもより物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズとを配置するとともに、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの分散をνｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの焦点距離をｆ３１、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、且つ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、
ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦおよびｎＣとして、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
であらわされるとき、
前記第３レンズ群内の先頭の両凸形状の前記正レンズが、
条件式：
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、広角端（短焦点端）における半画角を３８度以上と充分な広画角とし、１０倍以上の高変倍比とすることができ、小型で且つ変倍領域全域にわたって１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応する高解像力を得ることの可能なズームレンズ、該ズームレンズを用いる撮像装置および情報装置を提供することができる。
すなわち、請求項１に記載の発明に係るズームレンズによれば、
物体側から、順次、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レンズ群とを配置してなり、
広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が漸次増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が漸次減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群がいずれも望遠端で広角端におけるよりもより物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズとを配置するとともに、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの分散をνｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの焦点距離をｆ３１、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、且つ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、
ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦおよびｎＣとして、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
であらわされるとき、
前記第３レンズ群内の先頭の両凸形状の前記正レンズが、
条件式：
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
を満足することにより、
広角端の半画角が約３８度以上と充分に広画角であって、しかも１０倍以上の高い変倍比を得ることが可能となり、小型で且つ１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応する高い解像力を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る実施例１におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離、（ｃ）は中間焦点距離、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離および（ｅ）は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図４】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る実施例２におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離、（ｃ）は中間焦点距離、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離および（ｅ）は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図６】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図７】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図８】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る実施例３におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離、（ｃ）は中間焦点距離、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離および（ｅ）は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１０】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図１１】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図１２】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差曲線図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例３で適用することを前提としている画像処理による歪曲収差の電子的な補正を説明するための撮像視野の模式図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの物体側から見た外観構成を示す図であり、（ａ）は本発明に係るズームレンズを用いて構成した撮像レンズがデジタルカメラのボディー内に沈胴埋没している状態を示す斜視図、（ｂ）は撮像レンズがデジタルカメラのボディーから突出している状態を部分的に示す一部詳細斜視図である。
【図１５】図１４のデジタルカメラの撮影者側から見た外観構成を示す斜視図である。
【図１６】図１４および図１５のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るズームレンズ、撮像装置および情報装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明のような、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、そして正の屈折力を有する第４レンズ群を配置した、いわゆる正−負−正−正の４レンズ群を有するズームレンズでは、一般に、第２レンズ群が変倍作用を主に負担する、いわゆるバリエータとして構成される。しかしながら、本発明においては、第３レンズ群にも変倍作用を分担させて、変倍作用に対する第２レンズ群の負担を軽くして、広角化および高変倍化に伴って困難性が増大する収差補正の自由度を確保するようにしている。また、広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に伴って、第１レンズ群を物体側へ大きく移動させることにより、広角端において第１レンズ群を通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第１レンズ群の大型化を抑制するとともに、望遠端では第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を大きく確保して、長焦点化を達成するようにしている。
【００１１】
すなわち、広角端から望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は漸次大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は漸次小さくなって、第２レンズ群および第３レンズ群の倍率（絶対値）はどちらも増加して、変倍作用を互いに分担する。
さらに、本発明に係るズームレンズにおいては、第３レンズ群に関し、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズ、（例えば像側に曲率の大きい凹面を有する両凹レンズからなる負レンズ）とを順次配置して、第３レンズ群を構成するとともに、第３レンズ群内の先頭の両凸形状の正レンズが、次の条件式を満足するようにした（請求項１に対応する）。
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
ここで、Ｎｄｐは、第３レンズ群内先頭の正レンズのｄ線に対する屈折率を、νｄｐは、第３レンズ群内の先頭の正レンズの分散を、Ｐｇ，Ｆｐは、第３レンズ群内の先頭の正レンズの部分分散比を、ｆ３１は、第３レンズ群内の先頭の正レンズの焦点距離を、そしてｆ３は、第３レンズ群の焦点距離を、それぞれあらわしている。なお、部分分散比Ｐｇ，Ｆは、Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）であり、ｎｇ、ｎＦおよびｎＣは、それぞれ、ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率である。
【００１２】
第３レンズ群を、上述のように、色収差補正に最低限必要な、正レンズと負レンズのペアの物体側に正レンズを一つ配置する構成とすることによって、３枚という比較的少ない構成枚数で、収差補正能力を確保することと、第３レンズ群の主点位置をより物体側へ配置することとが可能となる。このように、第３レンズ群の主点位置をより物体側に配置することは、望遠端における全長を短縮するために効果がある。また、第３レンズ群の最終面を、像側に凹の面とすることによって、コマ収差およびサジタル像面湾曲の良好な補正に効果がある。加えて、第３レンズ群内の先頭の正レンズの焦点距離と第３レンズ群の焦点距離の比を条件式〔４〕を満たすように適切に設定することによって、球面収差と軸上の色収差の良好な補正に効果がある。しかしながら、第３レンズ群内の先頭の正レンズの焦点距離と第３レンズ群の焦点距離の比が、条件式〔４〕の下限値を下回ると、第３レンズ群の２枚目の正レンズにパワーを持たせにくくなって、その像側に位置する負レンズとペアで行う軸上色収差の補正が不十分となるおそれがあり、条件式〔４〕の上限値を超えると、第３レンズ群内先頭のレンズにパワーを持たせにくくなって球面収差の補正が不十分となるおそれがある。
【００１３】
また、第３レンズ群内先頭の正レンズのｄ線に対する屈折率Ｎｄｐが、条件式〔１〕の下限値を下回ると、その物体側凸面の曲率半径が小さくなって第３レンズ群の厚さ寸法が増大し、カメラサイズが増大するおそれがある。また、上述した条件式〔２〕および〔３〕を満足する光学ガラスを採用すると、色収差の良好な補正に効果がある。第３レンズ群内の先頭の正レンズの分散νｄｐが、条件式〔２〕の下限値を下回ると色収差の補正が不十分となる。また、条件式〔３〕の下限値を下回ると色収差の二次スペクトルの補正が不十分となる。さらに、条件式〔１〕、〔２〕および〔３〕の上限を超えるような光学ガラスは存在しないか、または仮に存在したとしても非常に特殊で且つ高価であり、現実的でない。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するようにする。
〔１′〕 １．５５＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２′〕 ６３．０＜νｄｐ＜７２．０
〔３′〕 ０．００８＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２０
〔４′〕 ０．６０＜ｆ３１／ｆ３＜０．８０
さらに高性能にするには、第３レンズ群内の負レンズと、その物体側に隣接して位置する正レンズとを互いに接合して接合レンズとすることが望ましい（請求項２に対応する）。
【００１４】
ペアとして色収差を補正する正レンズと負レンズを接合して接合レンズとすることにより、各レンズの偏心による性能劣化を抑制することが可能である。加えて、第３レンズ群を２つのレンズ要素で構成することとなり、第３レンズ群内で偏心調整を行う場合にも、比較的簡便な構造で対応することが可能となる。
さらに高性能にするには、第３レンズ群内の先頭の正レンズが少なくとも１面の非球面を有する構成とすることが望ましい（請求項３に対応する）。
このタイプのズームレンズにおいて、主たる結像群としての役割を担う第３レンズ群の中で、最も絞りに近い先頭の正レンズを、少なくとも１面の非球面を持たせるようにすることによって、良好な収差補正を保ちながら一層の小型化を進めることが可能となる。
より良好な収差補正のためには、第３レンズ群の先頭の正レンズが、次の条件式〔５〕を満足するようにすることが望ましい（請求項４に対応する）。
〔５〕 １．５＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜４．０
ここで、ｒ３Ｒは、第３レンズ群内の先頭の正レンズの像側の面の曲率半径を、そしてｆｗは、広角端における全系の焦点距離を、それぞれあらわしている。
【００１５】
条件式〔５〕の下限値を下回ると球面収差が補正過剰になり易く、そして条件式〔５〕の上限値を超えると逆に球面収差が補正不足になり易い。さらに、条件式〔５〕の範囲外では球面収差と同様に、コマ収差のバランスも取りにくく、軸外周辺部で外向性または内向性のコマ収差が発生し易くなる。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式〔５′〕を満足するようにする。
〔５´〕 １．８＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜３．０
また、他の収差を良好に補正しつつ光学系全体を小型化するために、次の条件式〔６〕を満足することが望ましい（請求項５に対応する）。
〔６〕 ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜８．０
ここで、ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離を、そしてｆｗは、広角端における全系の焦点距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔６〕の下限値を下回ると、第２レンズ群の結像倍率が等倍に近付いて変倍効率が上がり、高変倍化には有利であるが、第１レンズ群内の各レンズに大きな屈折力が必要になって、特に望遠端での色収差が悪化するなどの弊害があるばかりか、第１レンズ群が厚肉化および大口径化するなどして、特に収納状態における小型化を実現する上で不利となる。
【００１６】
一方、条件式〔６〕の上限値を超えると、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなってしまい、高変倍化が困難になる。
さらに、広角化（短焦点化）および望遠化（長焦点化）のために重要な第１レンズ群の移動量に関連して、次の条件式〔７〕を満足するようにすることにより、充分な収差補正が可能となる（請求項６に対応する）。
〔７〕 ０．１０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．３５
ここで、Ｘ１は、広角端から望遠端への変倍に伴う第１レンズ群の総移動量を、そしてｆＴは、望遠端における全系の焦点距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔７〕の下限値を下回ると、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第３レンズ群の負担が増加するか、または第１レンズ群および第２レンズ群の屈折力を強めなければならなくなるかして、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。また、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第１レンズ群を通過する光線高さが増大し、第１レンズ群の大型化を招く。一方、条件式〔７〕の上限値を超えると、広角端での全長が短くなり過ぎるか、または望遠端での全長が長くなり過ぎるかすることになる。広角端での全長が短くなり過ぎると、第３レンズ群の移動スペースが限定され、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、全体の収差補正が困難となる。望遠端での全長が長くなり過ぎると、光軸に沿う長さ方向の小型化の妨げになるだけでなく、望遠端での周辺光量確保のために必要な径方向寸法が増大して大型化したり、また、鏡胴の倒れなどの製作誤差による像性能の劣化も招き易くなったりする。
【００１７】
なお、さらに望ましくは、次の条件式〔７′〕を満足するようにすると良い。
〔７′〕 ０．１５＜Ｘ１／ｆＴ＜０．３０
また、第２レンズ群と変倍作用を分担する第３レンズ群の移動量に関して、次の条件式〔８〕を満足するようにすることが望ましい（請求項７に対応する）。
〔８〕 ０．１０＜Ｘ３／ｆＴ＜０．３０
ただし、Ｘ３は広角端から望遠端への変倍に際する第３レンズ群の総移動量を、そしてｆＴは、望遠端における全系の焦点距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔８〕の下限値を下回ると、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第２ンズ群の負担が増加するか、または第３レンズ群自体の屈折力を強めるかしなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。一方、条件式〔８〕の上限値を超えると、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第１レンズ群を通過する光線高さが増大し、第１レンズ群の大型化を招く。
【００１８】
なお、さらに望ましくは、次の条件式〔８′〕を満足するようにすると良い。
〔８′〕 ０．１４＜Ｘ３／ｆＴ＜０．２０
加えて、収差補正の上から、各群の屈折力に関しての次の条件式〔９〕を満足することが望ましい（請求項８に対応する）。
〔９〕 ０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８５
ここで、ｆ２は、第２レンズ群の焦点距離を、そしてｆ３は、第３レンズ群の焦点距離を、それぞれあらわしている。
条件式〔９〕の下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、そして条件式〔９〕の上限値を超えると、第３レンズ群の屈折力が強くなり過ぎて、いずれにせよ、変倍に伴う収差変動が増大し易くなる。
なお、さらに望ましくは、次の条件式〔９′〕を満足すると良い。
〔９′〕 ０．５５＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．７０
上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群は、物体側から、順次配置される、１枚の負レンズと、１枚の正レンズとを有する構成であることが望ましい。
【００１９】
さらに具体的には、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に強い凸面（曲率が大きな面）を向けた正レンズとの２枚で構成するか、またはそれらの後方（像側）にさらに１個の正レンズを加えた構成にすることが望ましい。
高変倍化するため、特に望遠端の焦点距離を長くするためには、望遠端における第２レンズ群−第３レンズ群−第４レンズ群の合成倍率を大きくしなければならず、それだけ、第１レンズ群で発生した収差が像面上で拡大されることになる。このため、高変倍化を進めるためには、第１レンズ群で発生する収差量を充分に小さく抑える必要があり、そのためには第１レンズ群を上述したような構成とすることが望ましい。
また、第２レンズ群は、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズとの３枚から構成することが望ましい。このように、物体側から、順次、負レンズ−負レンズ−正レンズという配置とすることによって、第２レンズ群の主点を像側に下げることが可能となり、望遠端における光学系全長の短縮に寄与することが可能となる。
【００２０】
このとき、第２レンズ群の各レンズは、次の条件式〔１０〕、〔１１〕および〔１２〕を満足するようにすることが望ましい。
〔１０〕 １．７５＜Ｎ２１＜２．１０
２５＜ν２１＜５５
〔１１〕 １．７５＜Ｎ２２＜２．１０
２５＜ν２２＜５５
〔１２〕 １．７５＜Ｎ２３＜２．１０
１５＜ν２３＜３５
ここで、Ｎ２ｉは、第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズの屈折率を、そしてν２ｉは、第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズのアッベ数を、それぞれあらわしている。
これらの条件を満足するような硝種を選択することにより、単収差を充分に小さく抑えた上で、色収差をより良好に補正することが可能となる。
【００２１】
そして、第３レンズ群は、物体側から、順次、正レンズと、正レンズと、負レンズとの３枚を配置して構成することが望ましい。ここで、物体側から２番目のレンズと３番目のレンズとは適宜接合しても良い。
さらに、上述した本発明のズームレンズにおいて、第４レンズ群は、主として射出瞳距離の確保（テレセントリック性の確保）およびその移動によるフォーカシングのために設けられている。光学系の小型化のためには、第４レンズ群はなるべく簡単な構成である必要があり、例えば、正レンズ１枚で構成することが望ましい。
また、本発明のズームレンズは、上述したような４群の構成に限ったものではなく、変倍に伴う収差の変動を抑えるなど、性能確保のために自由度を増加させる必要から、第４レンズ群の像側に第５レンズ群を配置する構成とすることもできる。
また、良好な収差補正を保ちながら、より小型化を進めるためには、非球面の利用が不可欠であり、少なくとも第２レンズ群および第３レンズ群には、それぞれ１面以上の非球面を有する構成とすることが望ましい。特に、第２レンズ群においては、最も物体側レンズの物体側面を非球面とすると、広角化に伴って増大しがちな、歪曲収差および非点収差等の補正に顕著な効果が得られる。
【００２２】
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスや光学プラスチックをモールド成型したもの（ガラスモールド非球面やプラスチックモールド非球面と称される）や、ガラスレンズの表面上に薄い樹脂層を形成し、その樹脂層の表面を非球面としたもの（ハイブリッド非球面またはレプリカ非球面等と称される）等を使用することができる。
絞りの開放径は、変倍状態にかかわらず一定とすることが機構上簡略となって好ましい。ただし、望遠端の開放径を広角端に比べて大きくすることによって、変倍に伴うＦナンバ（Ｆ値）の変化を小さくするようにすることもできる。像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、開口絞り径を小径化するようにしても良いが、絞り径を大きく変えることなく、ＮＤフィルタ（中間濃度フィルタ）等を挿入することにより、光量を減少させるようにするほうが、回折現象による解像力の低下を防止することができて好ましい。
本発明の第２の実施の形態は、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを、撮像用光学系として用いて構成した、いわゆるデジタルカメラ等の撮像装置である（請求項９に対応する）。
このような撮像装置は、撮像用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、小型で高画質を得ることが可能となる。
【００２３】
また、カメラ機能等の撮像機能を有するいわゆる携帯情報端末装置等の情報装置における撮像機能部の撮像用光学系として、上述したようなズームレンズを用いて構成することもできる（請求項１０に対応する）。
このような情報装置は、撮像機能を有し、撮像用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、小型で高画質を得ることが可能となる。
したがって、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズは、少なくとも、
物体側から、順次、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レンズ群とを配置してなり、
広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が漸次増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が漸次減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群がいずれも望遠端で広角端におけるよりもより物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズとを配置するとともに、
前記第３レンズ群内の先頭の正レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の正レンズの分散をνｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、前記第３レンズ群内の先頭の正レンズの焦点距離をｆ３１、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、且つ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、
ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦおよびｎＣとして、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
であらわされるとき、
前記第３レンズ群内の先頭の両凸形状の正レンズが、
条件式：
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
を満足することを特徴としている（請求項１）。
【００２４】
また、前記第３レンズ群は、
該第３レンズ群内における前記負レンズと、その物体側に隣接して位置する前記正レンズとが互いに接合されてなることが望ましい（請求項２）。
さらに、前記第３レンズ群は、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズが少なくとも１面の非球面を有してなることが望ましい（請求項３）。
そして、より望ましくは、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの像側面の曲率半径をｒ３Ｒ、そして広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズが、
条件式：
〔５〕 １．５＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜４．０
を満足するようにしても良い（請求項４）。
【００２５】
また、さらに望ましくは、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、
条件式：
〔６〕 ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜８．０
を満足するようにしても良い（請求項５）。
さらに、望ましくは、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、そして望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
〔７〕 ０．１０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．３５
を満足するようにしても良い（請求項６）。
また、より望ましくは、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第３レンズ群の総移動量をＸ３、そして望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
〔８〕 ０．１０＜Ｘ３／ｆＴ＜０．３０
を満足するようにしても良い（請求項７）。
【００２６】
さらに、一層望ましくは、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、
条件式：
〔９〕 ０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８５
を満足するようにしても良い（請求項８）。
そして、上述した本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置は、
撮像用光学系として、上述したいずれかのズームレンズを具備して構成する（請求項９）。
また、撮像機能を有する情報装置は、撮像機能部の撮像用光学系として、上述したいずれかのズームレンズを具備して構成すれば良い（請求項１０）。
【実施例１】
【００２７】
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例１〜実施例３は、本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの数値例による具体的な構成の実施例である。図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１におけるズームレンズを説明するためのものであり、図５〜図８は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例２におけるズームレンズを説明するためのものであり、そして図９〜図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例３におけるズームレンズを説明するためのものである。
なお、実施例１〜実施例３の全ての実施例において、最大像高は３．９３ｍｍである。但し、広角端においては、意図的に発生させた負の歪曲収差分だけ画像を拡大して生成することによる歪曲補正画像処理を適用するようにする。このため、歪曲収差量を考慮して、次表のように、最大像高を小さく設定してある。
【００２８】
【表１】
【００２９】
上述したように、実施例１〜実施例３のズームレンズにおいては、歪曲収差の画像処理による収差補正を行う。すなわち、実施例１〜実施例３のズームレンズにおいては、図１３に、受光素子の撮像範囲(並びに中間焦点距離および望遠端（長焦点端）における撮像範囲)をＴＦとし、広角端（短焦点端）における撮像範囲をＷＦとして、それぞれ示すように、矩形の受光素子受光面ＴＦ上に、広角端においては、撮像範囲ＷＦのような樽型の歪曲収差が発生する。一方、中間焦点距離およびその近傍の状態や望遠端においては、歪曲収差の発生が抑えられている。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像範囲を、広角端では樽型形状（ＷＦ）とし、中間焦点距離や望遠端では矩形状（ＴＦ）となるようにしている。そして、広角端における有効撮像範囲（ＷＦ）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。そのため、表１に示したように、実施例１〜実施例３においては、広角端での像高を、中間焦点距離での像高や望遠端での像高よりも小さくなるように設定している。
【００３０】
実施例１〜実施例３のズームレンズは、いずれも、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、そして正の屈折力を有する第４レンズ群を配置した、いわゆる正−負−正−正の４群構成のズームレンズである。
実施例１〜実施例３の各実施例のズームレンズにおいて、第４レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサまたはＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス（シールガラス）を想定したものであり、ここでは、等価的な透明平行平板として、各種フィルタＦＧと総称することにする。
また、実施例１〜実施例３の各実施例のズームレンズにおいて、各レンズ群を構成するレンズを形成する材質は、全ての実施例のズームレンズにおける第２レンズ群の先頭のレンズの非球面部ＡＰおよび第４レンズ群の正レンズが光学プラスチックで形成されており、それら以外の全てのレンズの材質が光学ガラスである。なお、これら実施例１〜実施例３の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）、株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）、株式会社住田光学ガラス（ＳＵＭＩＴＡ）および光ガラス株式会社（ＨＩＫＡＲＩ）の製品の光学硝種名で示している。
【００３１】
実施例１〜実施例３の各実施例のズームレンズにおける収差は、充分に補正されており、１０００万〜１５００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子に対応することが可能となっている。本発明の第１の実施の形態に従ってズームレンズを構成することによって、充分な小型化を達成しながら、非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例１〜実施例３の各実施例より明らかである。
実施例１〜実施例３に共通な記号の意味は、次の通りである。
ｆ：光学系全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ（Ｆ値）
ω：半画角（度）
Ｒ：曲率半径（非球面については近軸曲率半径）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
ここで用いられる非球面形状は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨ、そして円錐定数をＫとし、上記各次数の非球面係数を用い、Ｘを光軸方向における非球面量として、次の式〔１３〕で定義され、近軸曲率半径および円錐定数、並びに非球面係数を与えて形状を特定する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１のズームレンズの光学系のレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、（ａ）は短焦点端、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の広角寄りの焦点距離、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、（ｃ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）における断面図、（ｄ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の望遠寄りの焦点距離、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、そして（ｅ）は長焦点端、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）における断面図である。なお、実施例１のレンズ群配置を示す図１において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。
【００３４】
第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２および第３レンズＬ１３を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズＬ２１、第２レンズＬ２２および第３レンズＬ２３を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズＬ３１、第２レンズＬ３２および第３レンズＬ３３を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一のレンズＬ４０を有してなる。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図１には、各光学面の面番号（Ｒ１〜Ｒ３）も示している。なお、図１における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
【００３５】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１１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（第１正レンズ）Ｌ１２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３レンズ（第２正レンズ）Ｌ１３とを配している。第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に光学プラスチック製の非球面部ＡＰを被着して非球面を形成している非球面レンズからなる第１レンズ（第１負レンズ）Ｌ２１と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第２レンズ（第２負レンズ）Ｌ２２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３レンズ（正レンズ）Ｌ２３とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、物体側により強い（曲率の大きい）凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第１レンズ（第１正レンズ）Ｌ３１と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第２レンズ（第２正レンズ）Ｌ３２と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第３レンズ（負レンズ）Ｌ３３とを配している。第２レンズＬ３２と第３レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００３６】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズＬ４０のみからなっている。
この場合、図１に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像側から物体側へほぼ単調に移動し、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へほぼ単調に移動し、開口絞りＡＤは物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は、像側から物体側へほぼ単調に移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１７３〜１６．６２６〜５３．２７５、Ｆ＝３．６７〜４．７９〜５．７８およびω＝３８．８３〜１３．７７〜４．２１の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、次の通り製造メーカー名を、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）および株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）等として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表２においては、「＊」が付された第６面、第１４面、第１５面および第１９面の各光学面が非球面であり、式〔１３〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第６面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝５．２４７１２Ｅ−０５
Ａ６＝−５．００２４３Ｅ−０６
Ａ８＝１．８４１７５Ｅ−０７
Ａ１０＝−２．０５３３８Ｅ−０９
第１４面
Ｋ＝−２．３５２３９
Ａ４＝４．１９２８５Ｅ−０４
Ａ６＝３．４６４１０Ｅ−０５
Ａ８＝−３．９２６８０Ｅ−０６
Ａ１０＝ １．９４３８７Ｅ−０７
【００３９】
第１５面
Ｋ＝−３．０２８９２
Ａ４＝−１．６１６９４Ｅ−０４
Ａ６＝５．６９８９４Ｅ−０５
Ａ８＝−５．５８１４０Ｅ−０６
Ａ１０＝２．６３０５７Ｅ−０７
第１９面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−１．５９６８３Ｅ−０４
Ａ６＝３．３９５５０Ｅ−０６
Ａ８＝−９．８５７２６Ｅ−０８
Ａ１０＝１．１０６３４Ｅ−０９
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と各種フィルタＦＧとの間の可変間隔ＤＥ等の可変量は、ズーミングに伴って次表のように変化させる。
【００４０】
【表３】
【００４１】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔９〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔９〕を満足している。
〔１〕 Ｎｄｐ＝１．５５３３２
〔２〕 νｄｐ＝７１．６８
〔３〕 Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＝０．０２１１
〔４〕 ｆ３１／ｆ３＝０．７７３
〔５〕 ｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝１．９５３
〔６〕 ｆ１／ｆｗ＝６．３４６
〔７〕 Ｘ１／ｆＴ＝０．２２８
〔８〕 Ｘ３／ｆＴ＝０．１４８
〔９〕 ｜ｆ２｜／ｆ３＝０．６４７
また、図２、図３および図４に、それぞれ、実施例１の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は、正弦条件をあらわし、非点収差図における実線は、サジタル、そして破線は、メリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びに横収差の各収差図におけるｇおよびｄは、それぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例２】
【００４２】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例２のズームレンズの光学系のレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、（ａ）は短焦点端、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の広角寄りの焦点距離、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、（ｃ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）における断面図、（ｄ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の望遠寄りの焦点距離、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、そして（ｅ）は長焦点端、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）における断面図である。なお、実施例２のレンズ群配置を示す図５においても、図示左側が物体（被写体）側である。
図５に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。
【００４３】
第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２および第３レンズＬ１３を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズＬ２１、第２レンズＬ２２および第３レンズＬ２３を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズＬ３１、第２レンズＬ３２および第３レンズＬ３３を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一のレンズＬ４０を有してなる。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図５には、各光学面の面番号も示している。なお、図５における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
【００４４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１１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（第１正レンズ）Ｌ１２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３レンズ（第２正レンズ）Ｌ１３とを配している。第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に光学プラスチック製の非球面部ＡＰを被着して非球面を形成している非球面レンズからなる第１レンズ（第１負レンズ）Ｌ２１と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第２レンズ（第２負レンズ）Ｌ２２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３レンズ（正レンズ）Ｌ２３とを配している。
【００４５】
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第１レンズ（第１正レンズ）Ｌ３１と、両面をほぼ同様の（像側に若干大きな曲率の）凸面とした両凸正レンズからなる第２レンズ（第２正レンズ）Ｌ３２と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第３レンズ（負レンズ）Ｌ３３とを配している。第２レンズＬ３２と第３レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００４６】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズＬ４０のみからなっている。
この場合、図５に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へほぼ単調に移動し、開口絞りＡＤは物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側から物体側へほぼ単調に移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１７６〜１６．６３８〜５３．３１１、Ｆ＝３．６７〜４．９６〜５．７８およびω＝３８．８７〜１３．８６〜４．２５の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
【００４７】
【表４】
【００４８】
表４においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、先に述べたように、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、次の通り製造メーカー名を、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）および株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）等として略記した。
すなわち、表４においては、「＊」が付された第６面、第１４面、第１５面および第１９面の各光学面が非球面であり、式〔１３〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第６面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝６．４０９５２Ｅ−０５
Ａ６＝−３．５６１９３Ｅ−０６
Ａ８＝６．０４３４８Ｅ−０８
Ａ１０＝６．０４２７２Ｅ−１０
【００４９】
第１４面
Ｋ＝−２．２８２３４
Ａ４＝４．５１４０１Ｅ−０４
Ａ６＝３．８６０７６Ｅ−０５
Ａ８＝−３．９３９０２Ｅ−０６
Ａ１０＝２．０６３００Ｅ−０７
第１５面
Ｋ＝−３．３６８７５
Ａ４＝−１．４７９４７Ｅ−０４
Ａ６＝５．６３０１８Ｅ−０５
Ａ８＝−５．３０９８５Ｅ−０６
Ａ１０＝２．６５１２７Ｅ−０７
第１９面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−１．６１９３０Ｅ−０４
Ａ６＝６．１３４２７Ｅ−０６
Ａ８＝−２．７３５３８Ｅ−０７
Ａ１０＝４．２４７４７Ｅ−０９
【００５０】
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と各種フィルタＦＧとの間の可変間隔ＤＥ等の可変量は、ズーミングに伴って次表のように変化させる。
【００５１】
【表５】
【００５２】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔９〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔９〕を満足している。
〔１〕 Ｎｄｐ＝１．６１８８１
〔２〕 νｄｐ＝６３．８５
〔３〕 Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＝０．００８４
〔４〕 ｆ３１／ｆ３＝０．７４９
〔５〕 ｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝２．１８１
〔６〕 ｆ１／ｆｗ＝６．２７８
〔７〕 Ｘ１／ｆＴ＝０．２３９
〔８〕 Ｘ３／ｆＴ＝０．１４５
〔９〕 ｜ｆ２｜／ｆ３＝０．６２７
また、図６、図７および図８に、それぞれ、実施例２の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図においても、先に述べたように、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。
また、球面収差、非点収差、並びに横収差の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。
【実施例３】
【００５３】
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例３のズームレンズの光学系のレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、（ａ）は短焦点端、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の広角寄りの焦点距離、すなわち広角端（ＷＩＤＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、（ｃ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）における断面図、（ｄ）は所定の中間焦点距離（ＭＥＡＮ）の望遠寄りの焦点距離、すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）と中間焦点距離（ＭＥＡＮ）との中間の焦点距離における断面図、そして（ｅ）は長焦点端すなわち望遠端（ＴＥＬＥ）における断面図である。この実施例３のレンズ群配置を示す図９においても、図示左側が物体（被写体）側である。
図９に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。
【００５４】
第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２および第３レンズＬ１３を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズＬ２１、第２レンズＬ２２および第３レンズＬ２３を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第１レンズＬ３１、第２レンズＬ３２および第３レンズＬ３３を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一のレンズＬ４０を有してなる。
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図９には、各光学面の面番号も示している。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、そして第１レンズ群および第３レンズ群は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
【００５５】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１１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（第１正レンズ）Ｌ１２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３レンズ（第２正レンズ）Ｌ１３とを配している。第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に光学プラスチック製の非球面部ＡＰを被着して非球面を形成している非球面レンズからなる第１レンズ（第１負レンズ）Ｌ２１と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第２レンズ（第２負レンズ）Ｌ２２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３レンズ（正レンズ）Ｌ２３とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第１レンズ（第１正レンズ）Ｌ３１と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第２レンズ（第２正レンズ）Ｌ３２と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第３レンズ（負レンズ）Ｌ３３とを配している。
【００５６】
第２レンズＬ３２と第３レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズＬ４０のみからなっている。
この場合、図９に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へほぼ単調に移動し、開口絞りＡＤは物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側から物体側へほぼ単調に移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝５．１７９〜１６．６４８〜５３．３１６、Ｆ＝３．６８〜４．８５〜５．７９およびω＝３８．８６〜１２．０４〜４．２２の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
【００５７】
【表６】
【００５８】
表６においても、面番号に「＊」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、先に述べたように、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、次の通り製造メーカー名を、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）、株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）および光ガラス株式会社（ＨＩＫＡＲＩ）等として略記した。
すなわち、表６においては、「＊」が付された第６面、第１４面、第１５面および第１９面の各光学面が非球面であり、式〔１３〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第６面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝３．１１８７４Ｅ−０５
Ａ６＝−２．５４８０５Ｅ−０６
Ａ８＝７．２６４０９Ｅ−０８
Ａ１０＝−６．６３８５６Ｅ−１０
第１４面
Ｋ＝−２．０３１２４
Ａ４＝５．１６２２２Ｅ−０４
Ａ６＝３．６９７６７Ｅ−０５
Ａ８＝−４．０５７４７Ｅ−０６
Ａ１０＝１．７８８５６Ｅ−０７
【００５９】
第１５面
Ｋ＝−３．１９７０１
Ａ４＝−１．４７３０６Ｅ−０４
Ａ６＝５．４６５３６Ｅ−０５
Ａ８＝−５．６６３８３Ｅ−０６
Ａ１０＝２．４２３７８Ｅ−０７
第１９面
Ｋ＝０．０
Ａ４＝−３１．３９０８９Ｅ−０４
Ａ６＝５．４８４４６Ｅ−０６
Ａ８＝−２．４０６２９Ｅ−０７
Ａ１０＝４．０８５１７Ｅ−０９
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と各種フィルタＦＧとの間の可変間隔ＤＥ等の可変量は、ズーミングに伴って次表のように変化させる。
【００６０】
【表７】
【００６１】
この場合、条件式〔１〕〜条件式〔９〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔１〕〜条件式〔９〕を満足している。
〔１〕 Ｎｄｐ＝１．５９２５５
〔２〕 νｄｐ＝６７．８６
〔３〕 Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＝０．０１８１
〔４〕 ｆ３１／ｆ３＝０．６７２
〔５〕 ｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝２．３５５
〔６〕 ｆ１／ｆｗ＝６．５６１
〔７〕 Ｘ１／ｆＴ＝０．１７３
〔８〕 Ｘ３／ｆＴ＝０．１６４
〔９〕 ｜ｆ２｜／ｆ３＝０．６７３
また、図１０、図１１および図１２に、それぞれ、実施例３の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図においても、先に述べたように、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びに横収差の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。
［第２の実施の形態］
【００６２】
次に、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置について図１４〜図１６を参照して説明する。図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラを物体側から見た外観構成を模式的に示しており、（ａ）は本発明に係るズームレンズを用いて構成した撮像レンズがデジタルカメラのボディー内に沈胴埋没している状態を示す斜視図、そして（ｂ）は撮像レンズがデジタルカメラのボディーから突出している状態を部分的に示す一部詳細斜視図である。図１５は、当該デジタルカメラを撮影者側から見た外観構成を示す斜視図である。また、図１６は、当該デジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。なお、図１４〜図１６には、撮像装置としてのデジタルカメラについて説明しているが、ビデオカメラおよびフィルムカメラ等を含む主として撮像専用の撮像装置だけでなく、携帯電話機や、ＰＤＡ（personal data assistant）などと称される携帯情報端末装置、さらにはこれらの機能を組み合わせたスマートフォンなどと称される携帯端末装置を含む種々の情報装置にデジタルカメラ等に相当する撮像機能が組み込まれることが多い。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラ等と実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置に上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として用いることもできる。
【００６３】
図１４および図１５に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ１０１、シャッタボタン１０２、ズームレバー１０３、ファインダ１０４、ストロボ１０５、液晶モニタ１０６、操作ボタン１０７、電源スイッチ１０８、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等を備えている。さらに、図１６に示すように、デジタルカメラは、受光素子１１１、信号処理装置１１２、画像処理装置１１３、中央演算装置（ＣＰＵ）１１４、半導体メモリ１１５および通信カード等１１６も備えている。
デジタルカメラは、撮影レンズ１０１とＣＭＯＳ(相補型金属酸化物半導体)撮像素子やＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子１１１を有しており、撮像用光学系である撮影レンズ１０１によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子１１１によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ１０１として、実施例１〜実施例３において説明した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズを用いている（請求項９または請求項１０に対応する）。
受光素子１１１の出力は、中央演算装置１１４によって制御される信号処理装置１１２によって処理され、デジタル画像情報に変換される。信号処理装置１１２によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１１４によって制御される画像処理装置１１３において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ１１５に記録される。
【００６４】
この場合、半導体メモリ１１５は、メモリカードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、デジタルカメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ１１５に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ１１５に記録した画像は、通信カードスロット１１０に装填した通信カード等１１６を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ１０１は、デジタルカメラの携帯時には図１４の（ａ）に示すように沈胴状態にあってデジタルカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ１０８を操作して電源を投入すると、図１４の（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出され、デジタルカメラのボディーから突出する構成とする。ズームレバー１０３を操作することによって、ズームレンズからなる撮影レンズ１０１の各レンズ群の配置を変化させ、ズーミング動作させて、広角端から望遠端まで光学的なズーミングを行うことができる。このとき、ファインダ１０４の光学系も有効画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン１０２の半押し操作により、フォーカシングがなされる。上述した本発明の第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例３のズームレンズにおいて、フォーカシングは、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一方の移動、あるいは受光素子１１１の移動によって行うことができる。
【００６５】
シャッタボタン１０２をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ１１５に記録した画像を液晶モニタ１０６に表示させたり、通信カード等１１６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０７を所定のごとく操作する。半導体メモリ１１５および通信カード等１１６は、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ１０１が沈胴状態にあるときには、結像レンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、沈胴時に第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一方が光軸上から退避して、その他のレンズ群と並列的に収納されるような機構とすれば、デジタルカメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなデジタルカメラ（撮像装置）または情報装置には、既に述べた通り、第１の実施の形態に係る実施例１〜実施例３に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ１０１を撮像用光学系として使用することができる。したがって、１０００万画素〜１５００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ（撮像装置）または情報装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｇ１ 第１レンズ群（正）
Ｌ１１ 第１レンズ（負レンズ）
Ｌ１２ 第２レンズ（第１正レンズ）
Ｌ１３ 第３レンズ（第２正レンズ）
Ｇ２ 第２レンズ群（負）
Ｌ２１ 第１レンズ（第１負レンズ）
Ｌ２２ 第２レンズ（第２負レンズ）
Ｌ２３ 第３レンズ（正レンズ）
Ｇ３ 第３レンズ群（正）
Ｌ３１ 第１レンズ（第１正レンズ）
Ｌ３２ 第２レンズ（第２正レンズ）
Ｌ３３ 第３レンズ（負レンズ）
Ｇ４ 第４レンズ群（正）
Ｌ４０ 単一正レンズ
ＡＰ 非球面部
ＡＤ 開口絞り
ＦＧ 各種フィルタ
１０１ 撮影レンズ
１０２ シャッタボタン
１０３ ズームレバー
１０４ ファインダ
１０５ ストロボ
１０６ 液晶モニタ
１０７ 操作ボタン
１０８ 電源スイッチ
１０９ メモリカードスロット
１１０ 通信カードスロット
１１１ 受光素子（エリアセンサ）
１１２ 信号処理装置
１１３ 画像処理装置
１１４ 中央演算装置（ＣＰＵ）
１１５ 半導体メモリ
１１６ 通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６７】
【特許文献１】特開２０１０−１０２０９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−９１８８１号公報
【特許文献３】特開２００８−２０３４５３号公報
【特許文献４】特開２００１−３１８３１２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から、順次、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レンズ群とを配置してなり、
広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が漸次増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が漸次減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群がいずれも望遠端で広角端におけるよりもより物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズとを配置するとともに、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの分散をνｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの焦点距離をｆ３１、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、且つ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、
ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦおよびｎＣとして、
Ｐｇ，Ｆ ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
であらわされるとき、
前記第３レンズ群内の先頭の両凸形状の前記正レンズが、
条件式：
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第３レンズ群は、
該第３レンズ群内における前記負レンズと、その物体側に隣接して位置する前記正レンズとが互いに接合されてなることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第３レンズ群は、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズが少なくとも１面の非球面を有してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの像側面の曲率半径をｒ３Ｒ、そして広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズが、
条件式：
〔５〕 １．５＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜４．０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、
条件式：
〔６〕 ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜８．０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、そして望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
〔７〕 ０．１０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．３５
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第３レンズ群の総移動量をＸ３、そして望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
〔８〕 ０．１０＜Ｘ３／ｆＴ＜０．３０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、
条件式：
〔９〕 ０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８５
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
撮像用光学系として、請求項１〜請求項８のいずれか１項のズームレンズを具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
撮像機能を有し、撮像用光学系として、請求項１〜請求項８のいずれか１項のズームレンズを具備することを特徴とする情報装置。
【請求項１】
物体側から、順次、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レンズ群とを配置してなり、
広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が漸次増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が漸次減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群がいずれも望遠端で広角端におけるよりもより物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を有する正レンズと、像側に凹面を有する負レンズとを配置するとともに、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの分散をνｄｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐ、前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの焦点距離をｆ３１、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、且つ
部分分散比Ｐｇ，Ｆは、
ｇ線、Ｆ線およびＣ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦおよびｎＣとして、
Ｐｇ，Ｆ ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
であらわされるとき、
前記第３レンズ群内の先頭の両凸形状の前記正レンズが、
条件式：
〔１〕 １．５０＜Ｎｄｐ＜１．６５
〔２〕 ６０．０＜νｄｐ＜７５．０
〔３〕 ０．００７＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）
＜０．０２５
〔４〕 ０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第３レンズ群は、
該第３レンズ群内における前記負レンズと、その物体側に隣接して位置する前記正レンズとが互いに接合されてなることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第３レンズ群は、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズが少なくとも１面の非球面を有してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズの像側面の曲率半径をｒ３Ｒ、そして広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、
前記第３レンズ群内の先頭の前記正レンズが、
条件式：
〔５〕 １．５＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜４．０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、
条件式：
〔６〕 ５．０＜ｆ１／ｆｗ＜８．０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、そして望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
〔７〕 ０．１０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．３５
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第３レンズ群の総移動量をＸ３、そして望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
〔８〕 ０．１０＜Ｘ３／ｆＴ＜０．３０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、そして前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、
条件式：
〔９〕 ０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．８５
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
撮像用光学系として、請求項１〜請求項８のいずれか１項のズームレンズを具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
撮像機能を有し、撮像用光学系として、請求項１〜請求項８のいずれか１項のズームレンズを具備することを特徴とする情報装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８８５８４（Ｐ２０１３−８８５８４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８３８６（Ｐ２０１１−２２８３８６）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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