JP2009163222A

JP2009163222A - ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置

Info

Publication number: JP2009163222A
Application number: JP2008295624A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Ichikawa; 啓介市川; Kiyohito Ohashi; 聖仁大橋; Masato Miyata; 正人宮田
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2028-11-19
Also published as: JP5308785B2; CN101458391B; CN101458391A

Abstract

【課題】小型化，広角化，高変倍化でき、画質も良好であり、製造も容易なズームレンズを提供すること。
【解決手段】物体側から、負の第１群、正の第２群、正の第３群、第４群を備え、広角端から望遠端への変倍時、第１群と第２群の間が狭くなり第２群と第３群の間が広くなり、第１群の最も像側のレンズと第２群の最も像側のレンズとの間に第２群と一体的に移動する絞りを有し、第１群が、物体側から、負レンズと正レンズとからなり、以下の条件式を満足する。
０．１５＜ φ_1MF／φ_1MR ＜１．０
−３．０＜ φ_1PF／φ_1PR ＜ −１．０
但し、φ_1MFは負レンズの物体側の面のパワー、φ_1MRは負レンズの像側の面のパワー、φ_1PFは正レンズの物体側の面のパワー、φ_1PRは正レンズの像側の面のパワーである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置に関する。

近年、銀塩フィルムカメラに代わり、ＣＣＤ（ Charge Coupled Device ）やＣＭＯＳ（ Complementary Metal-Oxide Semiconductor ）のような固体撮像素子を備えたデジタルカメラが主流となっており、それらのデジタルカメラには、業務用高機能タイプのものからコンパクトな普及タイプのものまで様々な種類のものがある。

そして、それらのうち、コンパクトな普及タイプのデジタルカメラは、手軽に撮影を楽しみたいというユーザーの要望もあって、小型化のほかに、服やカバンのポケット等への収納性が良くて持ち運びに便利なように薄型化も図られるようになってきている。

そのため、そのようなコンパクトな普及タイプのデジタルカメラに採用されるズームレンズには、より一層の小型化が要求されていると同時に、明るく、３倍を超える高い変倍比を有していて、対角方向の画角が７０°を超えるような特性を持つことも要求されている。

そして、下記の特許文献１，２には、コンパクトな普及タイプのデジタルカメラに採用可能なズームレンズであって、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群と、第４レンズ群とからなるものが記載されている。

特開２００４−３１８１０７号公報特開２００２−３６５５４３号公報

しかし、特許文献１、２に記載されているズームレンズは、小型化には適しているが、変倍比は３倍程度、対角方向の画角は６５°程度しかなく、さらなる高変倍化や広角化を達成しようとすると、負パワーの第１レンズ群の径方向と光軸に沿う方向の大きさが増大してしまい、結局は光学系全体が大型化してしまうという問題があった。

また、特許文献１、２に記載されているズームレンズは、高変倍化を達成しつつ小型化をするために各レンズのパワーを強めると、第１レンズ群を構成するレンズのうち最も物体側の負パワーのレンズの像側の面の曲率半径が小さくなり、中心肉厚とコバ厚との差（変肉差）が大きくなってしまうため、レンズの加工が難しくなり、また、第１レンズ群を構成するレンズの組み立てによるばらつきを原因とする高次の軸上コマ収差が増大してしまうため、良好な生産性や十分な光学性能の確保が難しくなってしまうという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化，広角化，高変倍化に有利であり、撮影画像の画質も良好であり、製造も容易なズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群と、第４レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が狭くなるとともに前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が広くなり、前記第１レンズ群の最も像側のレンズと前記第２レンズ群の最も像側のレンズとの間に前記第２レンズ群と一体的に移動する明るさ絞りを有し、前記第１レンズ群が、物体側に配置された負パワーの第１レンズと像側に配置された正パワーの第２レンズとにより構成されており、以下の条件式（１），（２）を満足することを特徴とする。
０．１５＜ φ_1MF／φ_1MR ＜１．０・・・（１）
−３．０＜ φ_1PF／φ_1PR ＜ −１．０・・・（２）
但し、φ_1MFは前記第１レンズ群の負パワーの第１レンズの物体側の面のパワー、φ_1MRは前記第１レンズ群の負パワーの第１レンズの像側の面のパワー、φ_1PFは前記第１レンズ群の正パワーの第２レンズの物体側の面のパワー、φ_1PRは前記第１レンズ群の正パワーの第２レンズの像側の面のパワーである。

なお、本発明のズームレンズは、条件式（１），（２）を満足するように構成されている場合、前記第１レンズ群の負パワーの第１レンズの両面が、非球面であることが好ましい。

また、上記の目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群と、第４レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が狭くなるとともに前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が広くなり、前記第１レンズ群の最も像側のレンズと前記第２レンズ群の最も像側のレンズとの間に前記第２レンズ群と一体的に移動する明るさ絞りを有し、前記第１レンズ群が、物体側に配置された負パワーの第１レンズと像側に配置された正パワーの第２レンズとにより構成されており、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成されていることを特徴とする。

なお、本発明のズームレンズは、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成されている場合、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
１５＜（φ３／φ４）＜３２０・・・（３）
但し、φ₃は前記第３レンズ群のパワー、φ₄は前記第４レンズ群のパワーである。

また、本発明のズームレンズは、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成されている場合、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
−１０＜（Ｒ_3r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_3r−Ｒ_4f）＜０・・・（４）
但し、Ｒ_3rは前記第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面の近軸曲率半径、Ｒ_4fは前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面の近軸曲率半径である。

また、本発明のズームレンズは、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成されている場合、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
１＜ｄｓ／ｄｔ＜１．５・・・（５）
但し、ｄｓは広角端において光軸と平行であって撮像面上の最大像高位置を通る線が前記第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面に交わる点と前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面に交わる点との間隔、ｄｔは広角端において第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面と前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面との光軸上の間隔である。

また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
６ ≦ Ｎ ≦ ９・・・（６）
但し、Ｎは前記ズームレンズのレンズの総枚数である。

また、本発明のズームレンズは、前記第２レンズ群が、３枚以下のレンズにより構成されていることが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、前記第２レンズ群が、正パワーのレンズと、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズとにより構成されていることが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、前記第２レンズ群が、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズを備え、前記接合レンズの負パワーのレンズは前記接合レンズの正パワーのレンズよりもアッベ数が小さいことが好ましい。

なお、本発明のズームレンズは、第２レンズ群が、正パワーのレンズと、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズとにより構成されている場合、以下の条件式（７），（８）を満足することが好ましい。
ｎ_2pave ≧ １．５９・・・（７）
ν_2n ≦ ３５・・・（８）
但し、ｎ_2paveは前記第２レンズ群に含まれる全ての正パワーのレンズの屈折率の平均値、ν_2nは前記第２レンズ群に含まれる負パワーのレンズのアッベ数である。

また、本発明のズームレンズは、第２レンズ群が、正パワーのレンズと、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズとにより構成されている場合、前記第２レンズ群を構成するレンズ間の間隔が、前記第２レンズ群に含まれる負パワーのレンズの中心肉厚よりも小さいことが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（９），（１０）を満足することが好ましい。
ｎ_3ave ≧ １．４８・・・（９）
ν_3ave ≧ ６０・・・（１０）
但し、ｎ_3aveは第３レンズ群を構成する全てのレンズの屈折率の平均値、ν_3aveは第３レンズ群を構成する全てのレンズのアッベ数の平均値である。

また、本発明のズームレンズは、前記第３レンズ群が、少なくとも１つ以上の非球面を有する１枚のレンズにより構成されていることが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、前記第３レンズ群は、少なくとも１枚の樹脂レンズにより構成されていることが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、前記第４レンズ群が、１枚のレンズにより構成されており、以下の条件式（１１），（１２）を満足することが好ましい。
ｎ₄ ≧ １．４８・・・（１１）
ν₄ ≧ ６０・・・（１２）
但し、ｎ₄は前記第４レンズ群を構成する１枚のレンズの屈折率、ν₄は前記第４レンズ群を構成する１枚のレンズのアッベ数である。

また、本発明のズームレンズは、前記第４レンズ群が、少なくとも１つ以上の非球面を有する１枚のレンズにより構成されていることが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、前記第４レンズ群が、樹脂製の１枚のレンズにより構成されていることが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、前記第４レンズ群が、変倍時に動かないことが好ましい。

また、本発明の電子撮像装置は、ズームレンズと、前記ズームレンズの結像位置近傍に配置された電子撮像素子と、画像処理手段と、記録手段とを有し、前記電子撮像素子で得られた画像データを前記画像処理手段が加工して形状を変化させ、前記記録手段に記録させるようにした電子撮像装置において、前記ズームレンズが、上記のいずれかに記載のズームレンズであり、ほぼ無限遠物点合焦時に、以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする。
０．７＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．５・・・（１３）
但し、電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀としたとき、ｙ₀₇＝０．７ｙ₁₀で表され、ω_07wは広角端における撮像面上の中心からｙ₀₇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である。

本発明によれば、小型化，広角化，高変倍化に有利であり、撮影画像の画質も良好であり、製造も容易なズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置を提供することができる。

本発明のズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置の実施例の説明に先立ち、本発明のズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置の構成による作用効果を説明する。

本発明のズームレンズは、基本構成として、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群と、第４レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が狭くなるとともに第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が広くなるように構成している。

このような構成を採用している本発明のズームレンズでは、第１レンズ群が負のパワーを有するため、広角化や径方向の小型化を達成するとともに、構成するレンズ群の数を少なくすることができ、また、レンズ群の数を少なくすることができるため、必要なレンズの枚数も少なくすることが可能になり、結果として鏡枠の薄型化とコストの削減を達成することができる。また、第２レンズ群は、第１レンズ群との距離を変えることによってバリエーターの役割を果たすとともに、広角端から望遠端への変倍時に、像側から物体側へ移動して増倍を行えるようにするため正のパワーを有するようにしている。また、第３レンズ群が正のパワーを有するため、レンズ全長を短くした際の性能の確保がしやすくなり、小型化が可能となる。また、従来は、第２群で発生する非点収差や像面湾曲などの収差を主に第１レンズ群で補正していたが、最終群である第４レンズ群で補正することができるため、第１レンズ群で必要以上に非点収差や像面湾曲などの収差を補正する必要がなくなり、高変倍化によって増加する球面収差やコマ収差を十分に補正することができる。

また、本発明のズームレンズは、基本構成として、第１レンズ群の最も像側のレンズと第２レンズ群の最も像側のレンズとの間に前記第２レンズ群と一体的に移動する明るさ絞りを有している。

このような構成を採用している本発明のズームレンズでは、コンパクトさを維持しつつ、広角端における性能を確保しやすくなっている。また、明るさ絞りが第２レンズ群と一体的に移動することにより、駆動機構を簡略化することができる。なお、明るさ絞りが第２レンズ群と一体的に移動せず、広角端においてこのような構成よりも物体側となるような構成にした場合には、第２レンズ群における周辺光束の光線高が高くなるため、第２レンズ群を構成する各レンズの径方向の大型化を招いてしまう。さらに、第２レンズ群は、レンズ系全体の結像作用の主な部分を担うため、第２レンズ群を構成するレンズも比較的強いパワーを有することが要求されるが、明るさ絞りの位置がそのような位置となる場合には、パワーを確保するためにレンズ枚数を増やさねばならず、鏡枠の薄型化や球面収差とコマ収差のバランスをとることが難しくなってしまう。また、明るさ絞りが第２レンズ群よりも像側となるような構成にした場合には、広角端における軸外光束の光線高が高くなるため、第１レンズ群を大きしなければならず、広角化や小型化が難しくなってしまう。

そして、本発明のズームレンズは、基本構成に加え、第１レンズ群が、物体側に配置された負パワーの第１レンズと像側に配置された正パワーの第２レンズとにより構成されており、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成している。
０．１５＜ φ_1MF／φ_1MR ＜１．０・・・（１）
−３．０＜ φ_1PF／φ_1PR ＜ −１．０・・・（２）
但し、φ_1MFは第１レンズ群の負パワーの第１レンズの物体側の面のパワー、φ_1MRは第１レンズ群の負パワーの第１レンズの像側の面のパワー、φ_1PFは第１レンズ群の正パワーの第２レンズの物体側の面のパワー、φ_1PRは第１レンズ群の正パワーの第２レンズの像側の面のパワーである。

第１レンズ群を、負パワーの第１レンズと正パワーの第２レンズとにより構成した場合、従来は、第１レンズの負パワーの大半をその物体側の面に集中させるとともに第２レンズの正パワーの大半をその像側の面に集中させることにより、球面収差や像面湾曲などの収差を補正していた。しかし、そのようにパワーを集中させると、高次の球面収差が発生してしまうため、高変倍化を達成することが難しかった。また、組み立て時のばらつきを原因とする高次の収差の影響が大きくなってしまい、十分な光学性能の確保が難しかった。さらに、第１レンズのパワー配分がアンバランスとなるため、レンズが偏肉の大きい形状となり、広角化を達成するためにはさらに球欠の深いレンズ形状としなければならず、レンズの加工が難しくなり、設計が制限されてしまっていた。

そこで、本発明のズームレンズは、第１レンズ群を構成する各レンズの最適なパワー配分を示す条件式（１），（２）を満足するような構成とした。本発明のズームレンズは、この条件式（１），（２）を満足しているため、変倍比を４倍程度まで上げても十分な光学性能を確保することができ、また、良好な生産性を確保することができる。

条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群の第１レンズにおいて発生する高次の球面収差が増大し、全ズーム領域にわたる球面収差の補正が難しくなる。また、第１レンズ群の第１レンズの形状が偏肉の大きい形状となり、レンズの加工性により設計が制限される。一方、条件式（１）の上限を上回ると、変倍時に変動する球面収差、像面湾曲の補正が難しくなり、同様に全ズーム領域にわたる十分な光学性能の確保ができなくなる。

なお、条件式（１）に代わり、次の条件式（１）’，（１）’’のいずれかを満足するように構成するとさらに好ましい。
０．２＜ φ_1MF／φ_1MR ＜０．８・・・（１）’
０．３５＜ φ_1MF／φ_1MR ＜０．７・・・（１）’’
また、条件式（１）’の上限値又は下限値を、条件式（１），（１）’’の上限値又は下限値としても良いし、条件式（１）’’の上限値又は下限値を、条件式（１），（１）’の上限値又は下限値としても良い。

条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズ群の第１レンズと第２レンズとの間に形成される空気レンズのパワーが小さくなり、広角化に伴って発生するアンダーの像面湾曲を十分に補正できない。一方、条件式（２）の上限を上回ると、第１レンズ群の第１レンズと第２レンズとの間に形成される空気レンズのパワーが大きくなり、広角端の像面湾曲がオーバーになり十分な光学性能の確保ができない。また、広角化に伴い、第１レンズ群の第１レンズと第２レンズの縁における間隔が縮小するため、これらのレンズの間隔が増大し、第１レンズ群の光軸に沿う方向の厚みが増大する。

なお、条件式（２）に代わり、次の条件式（２）’，（２）’’のいずれかを満足するように構成するとさらに好ましい。
−２．５＜ φ_1PF／φ_1PR ＜ −１．７・・・（２）’
−２．０＜ φ_1PF／φ_1PR ＜ −１．８・・・（２）’’
また、条件式（２）’の上限値又は下限値を、条件式（２），（２）’’の上限値又は下限値としても良いし、条件式（２）’’の上限値又は下限値を、条件式（２），（２）’の上限値又は下限値としても良い。

なお、本発明のズームレンズは、基本構成に加え、条件式（１），（２）を満足するように構成されている場合には、第１レンズ群の負パワーの第１レンズの両面が、非球面であることが好ましい。

第１レンズ群の第１レンズの両面を非球面とすることにより、球面収差、像面湾曲、歪曲収差の発生を抑えることができる。

また、本発明のズームレンズは、基本構成に加え、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群を、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成している。

このような構成を採用している本発明のズームレンズでは、第２レンズ群によってズーム全域に発生するマイナス方向の像面湾曲を補正し、第１レンズ群の像面湾曲補正の負担を減らして適切なパワー配置をとりやすくなる。その結果、広角化、高変倍に伴い発生する収差を補正しやすくなる。また、広角端から望遠端への変倍時に、第３レンズ群と第４レンズ群の物体側の面への軸外光束の入射角が大きくなるため、広角端と望遠端との光路長差が大きくなり、周辺部分における変倍による高次の像面湾曲の変動を抑えることができる。

なお、本発明のズームレンズは、基本構成に加え、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成されている場合、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
１５＜（φ３／φ４）＜３２０・・・（３）
但し、φ₃は前記第３レンズ群のパワー、φ₄は前記第４レンズ群のパワーである。

条件式（３）は像面湾曲の補正作用を適切にする規定する条件式である。条件式（３）の下限を下回ると、像面湾曲、非点較差がオーバーとなる。また、上限を上回ると、像面湾曲を補正する効果が弱まり、第１レンズ群での負担が増えて適切なパワー配置が出来なくなり、高変倍化が難しくなる。

また、本発明のズームレンズは、基本構成に加え、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成されている場合、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
−１０＜（Ｒ_3r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_3r−Ｒ_4f）＜０・・・（４）
但し、Ｒ_3rは前記第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面の近軸曲率半径、Ｒ_4fは前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面の近軸曲率半径である。

条件式（４）はレンズの形状を適切にする規定する条件式である。第３レンズ群の最も像側の面の近軸曲率半径と前記第４レンズ群の最も物体側の面の近軸曲率半径を、条件式（４）の上下限内となるように形成すると、効率良くスペースを利用することができるので、ズームレンズをコンパクトな構成とすることができるようになる。

また、本発明のズームレンズは、基本構成に加え、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成されている場合、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
１＜ｄｓ／ｄｔ＜１．５・・・（５）
但し、ｄｓは広角端において光軸と平行であって撮像面上の最大像高位置を通る線が前記第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面に交わる点と前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面に交わる点との間隔、ｄｔは広角端において第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面と前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面との光軸上の間隔である。

条件式（５）はレンズの形状を適切にする規定する条件式である。第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を、条件式（５）の上下限内となるように構成すると、効率良くスペースを利用することができるので、ズームレンズをコンパクトな構成とすることができるようになる。

また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
６ ≦ Ｎ ≦ ９・・・（６）
但し、Ｎはズームレンズのレンズの総枚数である。

条件式（６）の下限を下回らないようにすると、ズームレンズの各レンズ群に配置するパワーをバランス良くすることができ、収差の発生を抑えやすい。また、条件式（６）の上限を上回らないようにすると、構成枚数を少なくすることができる。

また、本発明のズームレンズは、第２レンズ群が、３枚以下のレンズにより構成されていることが好ましい。

第２レンズ群を３枚のレンズによって構成することにより、光学系全体をコンパクトな構成となる。

また、本発明のズームレンズは、第２レンズ群が、正パワーのレンズと、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズとにより構成されていることが好ましい。

第２レンズ群を、正パワーのレンズと、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズとによって構成することにより、高倍率化、広角化した際の収差を補正しやすい構成となる。

さらに、本発明のズームレンズは、第２レンズ群が、正パワーのレンズと、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズとにより構成されている場合、第２レンズ群が、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズを備え、接合レンズの負パワーのレンズは前記接合レンズの正パワーのレンズよりもアッベ数が小さいことが好ましい。

第２レンズ群を、正パワーのレンズと、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズとによって構成した場合に、正パワーのレンズよりも負パワーのレンズのアッベ数を小さくすることにより、色収差、像面湾曲を補正しやすい構成となる。

条件式（７）の下限を下回らないようにすると、非点収差を補正しやすい。また、条件式（８）の上限を上回らないようにすると、色収差を補正しやすい。

また、本発明のズームレンズは、第２レンズ群を構成するレンズ間の間隔が、第２レンズ群に含まれる負パワーのレンズの中心肉厚よりも小さいことが好ましい。

このような構成とすると、小型化しやすい。

本発明により小型化したズームレンズの場合、至近撮影の際、第３レンズ群では、非点収差を補正しづらい。そこで、第３レンズ群は、できるだけ高屈折率低分散にしておくことが望ましい。そのため、条件式（９），（１０）の下限を下回ると、非点収差、色収差を補正することが難しくなる。

なお、条件式（９）に代わり、次の条件式（９）’，（９）’’のいずれかを、条件式（１０）に代わり、次の条件式（１０）’，（１０）’’のいずれかを満足するように構成するとさらに好ましい。
ｎ_3ave ≧ １．５０・・・（９）’
ｎ_3ave ≧ １．５２・・・（９）’’
ν_3ave ≧ ５８・・・（１０）’
ν_3ave ≧ ５５・・・（１０）’’

また、本発明のズームレンズは、第３レンズ群が、少なくとも１つ以上の非球面を有する１枚のレンズにより構成されていることが好ましい。

本発明により小型化したズームレンズの場合、至近撮影の際、第３レンズ群では、非点収差を補正しづらい。そこで、第３レンズ群を片面又は両面が非球面であるレンズにより構成することが好ましい。なお、そのレンズは、物体側の面よりも像側の面の方が強い曲率を持つ形状のレンズであるとさらに好ましい。

また、本発明のズームレンズは、第３レンズ群は、少なくとも１枚の樹脂レンズにより構成されていることが好ましい。

第３レンズ群を少なくとも１枚の樹脂レンズによって構成すると、コストを抑えることができ、また、レンズ成型もしやすい。

また、本発明のズームレンズは、第４レンズ群が、１枚のレンズにより構成されており、以下の条件式（１１），（１２）を満足することが好ましい。
ｎ₄ ≧ １．４８・・・（１１）
ν₄ ≧ ６０・・・（１２）
但し、ｎ₄は第４レンズ群を構成する１枚のレンズの屈折率、ν₄は第４レンズ群を構成する１枚のレンズのアッベ数である。

本発明により小型化したズームレンズの場合、至近撮影の際、第４レンズ群では、非点収差を補正しづらい。そこで、第４レンズ群は、できるだけ高屈折率低分散にしておくことが望ましい。そのため、条件式（１１），（１２）の下限を下回ると、非点収差、色収差を補正することが難しくなる。

なお、条件式（１１）に代わり、次の条件式（１１）’，（１１）’’のいずれかを、条件式（１２）に代わり、次の条件式（１２）’，（１２）’’のいずれかを満足するように構成するとさらに好ましい。
ｎ₄ ≧ １．５０・・・（１１）’
ｎ₄ ≧ １．５２・・・（１１）’’
ν₄ ≧ ５８・・・（１２）’
ν₄ ≧ ５５・・・（１２）’’

また、本発明のズームレンズは、第４レンズ群が、少なくとも１つ以上の非球面を有する１枚のレンズにより構成されていることが好ましい。

本発明により小型化したズームレンズの場合、至近撮影の際、第４レンズ群では、非点収差を補正しづらい。そこで、４レンズ群が、少なくとも１つ以上の非球面を有する１枚のレンズにより構成することが好ましい。なお、そのレンズは、物体側の面よりも像側の面の方が強い曲率を持つ形状のレンズであるとさらに好ましい。

また、本発明のズームレンズは、第４レンズ群が、樹脂製の１枚のレンズにより構成されていることが好ましい。

第４レンズ群を少なくとも１枚の樹脂レンズによって構成すると、コストを抑えることができ、また、レンズ成型もしやすい。

また、本発明のズームレンズは、第４レンズ群が、変倍時に移動しないことが好ましい。

第４レンズ群を変倍時に移動しないようにすることにより、駆動部機構が簡略化でき、小型化がしやすくなる。

また、本発明の電子撮像装置は、ズームレンズと、前記ズームレンズの結像位置近傍に配置された電子撮像素子と、画像処理手段と、記録手段とを有し、前記電子撮像素子で得られた画像データを前記画像処理手段が加工して形状を変化させ、前記記録手段に記録させるようにした電子撮像装置において、ズームレンズが、上記のいずれかのズームレンズであり、ほぼ無限遠物点合焦時に、以下の条件式（１３）を満足するように構成している。
０．７＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．５・・・（１３）
但し、電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀としたとき、ｙ₀₇＝０．７ｙ₁₀で表され、ω_07wは広角端における撮像面上の中心からｙ₀₇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である。

本発明により小型化したズームレンズの場合、本発明のように、小型化をした場合、非点収差補正と樽型歪曲補正とがトレードオフの関係になりやすい。そのため、歪曲収差の発生をある程度許容すれば、電子撮像装置の備える画像処理機能によって画像形状の歪みを補正することができる。そこで、そのような補正方法について説明する。

例えば、無限遠物体を歪曲収差がない光学系で結像したとする。この場合、結像した像には歪曲がないため、以下の条件式（１４）が成立する。
ｆ＝ｙ／ｔａｎω ・・・（１４）
但し、ｙは像点の光軸からの高さ、ｆは結像系の焦点距離、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である。

一方、光学系が広角端近傍の状態のときにのみ樽型歪曲収差を許容した場合は、以下の条件式（１５）が成立する。
ｆ＞ｙ／ｔａｎω ・・・（１５）
但し、ｙは像点の光軸からの高さ、ｆは結像系の焦点距離、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である。

つまり、ωとｙとを一定の値とするならば、広角端の焦点距離ｆは長くても良いこととなり、その分、収差を補正しやすくなる。また、本発明のズームレンズの第１レンズ群に相当するレンズ群が、通常、２つ以上の成分により構成されている理由は、歪曲収差の補正と非点収差の補正を両立させるためであるが、歪曲収差をある程度許容するのならば、それらを両立させる必要がなくなり、非点収差を補正しやすくなる。

そこで、本発明の電子撮像装置では、電子撮像素子で得られた画像データを、電子撮像装置の信号処理系である画像処理手段で、樽型の歪曲収差を補正するように、電気的に、像の形状変化に相当する加工が施される。

このようにすれば、最終的に得られた画像データは、物体とほぼ相似の形状を持つ画像データとなる。従って、その画像データに基づいて、物体の画像をＣＲＴやプリンターに出力すれば良い。

また、条件式（１３）は広角端における樽型歪曲の度合いを規定したものである。条件式（１３）を満足すれば、無理なく非点収差を補正することができ、光学系の薄型化が可能となる。なお、樽型に歪んだ像は撮像素子にて光電変換されて、樽型に歪んだ画像データとなる。しかし、樽型に歪んだ画像データは、画像処理手段にて、像の形状変化に相当する加工が施される。このようにすれば、最終的画像データを再生したとしても、歪曲が補正されて被写体形状にほぼ相似した画像が得られる。

条件式（１３）の上限値を上回る場合であって、特に、１に近い値をとる場合、歪曲収差が光学的に良く補正されたことに相当する一方で、非点収差を補正しづらくなる。一方、条件式（１３）の下限値を下回ると、光学系の歪曲収差による画像歪みを画像処理手段で補正した場合に、画角周辺部の放射方向への引き伸ばし率が高くなりすぎる。その結果、画像周辺部の鮮鋭度の劣化が目立つようになってしまう。

なお、条件式（１３）に代わり、次の条件式（１３）’，（１３）’’のいずれかを満足するように構成するとさらに好ましい。
０．７５＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．３・・・（１３）’
０．８０＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．１・・・（１３）’’
また、条件式（１３）’の上限値又は下限値を、条件式（１３），（１３）’’の上限値又は下限値としても良いし、条件式（１３）’’の上限値又は下限値を、条件式（１３），（１３）’の上限値又は下限値としても良い。

以下に、本発明の実施例１〜４について図面を参照して説明する。

図面中、光学系断面図におけるｒ₁，ｒ₂，・・・・・・及びｄ₁，ｄ₂，・・・・・・において下付き文字として示した数字は、数値データにおける面番号１，２，・・・に対応している。また、収差曲線図において、非点収差におけるΔＭはメリジオナル面の非点収差，ΔＳはサジタル面の非点収差を示している。なお、メリジオナル面とは、光学系の光軸と主光線を含む面（紙面に平行な面）であり、サジタル面とは、光学系の光軸と主光線を含む面に垂直な面（紙面に垂直な面）を意味している。

また、以下の各実施例におけるレンズの数値データにおいては、Ｒは各面の曲率半径、Ｄは面間隔、Ｎｄはｄ線における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀は非球面係数をそれぞれ示している。

また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて以下の式で表される。但し、光軸に沿う方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ₄Ｙ⁴＋Ａ₆Ｙ⁶＋Ａ₈Ｙ⁸＋Ａ₁₀Ｙ¹⁰＋・・・

図１は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図２は、図１に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。

まず、図１を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群Ｇ₁、正パワーの第２レンズ群Ｇ₂、正パワーの第３レンズ群Ｇ₃、第４レンズ群Ｇ₄が配置されている。また、第１レンズ群Ｇ₁と第２レンズ群Ｇ₂との間には明るさ絞りＳが配置されている。なお、第４レンズ群Ｇ₄の像側には、物体側から順に、ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。

第１レンズ群Ｇ₁は、物体側から順に、両面が非球面の両凹レンズであり負パワーの第１レンズＬ₁₁と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり正パワーの第２レンズＬ₁₂とにより構成されている。

第２レンズ群Ｇ₂は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正パワーのレンズＬ₂₁と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり正パワーのレンズＬ₂₂と物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負パワーのレンズＬ₂₃との接合レンズとにより構成されている。

第３レンズ群Ｇ₃は、樹脂により成形されており像側の面が非球面であって像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負パワーのレンズＬ₃のみにより構成されている。

第４レンズ群Ｇ₄は、像側の面が非球面の像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負パワーのレンズＬ₄のみにより構成されている。

また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ₁は、まず像側に移動した後に物体側に移動するようにして光軸Ｌｃ上を往復運動する。第２レンズ群Ｇ₂は、明るさ絞りＳとともに第１レンズ群Ｇ₁との間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ₃は、第２レンズ群Ｇ₂との間隔を広げつつまず像側に移動した後に物体側に移動するようにして光軸Ｌｃ上を往復運動する。なお、この際、第４レンズ群Ｇ₃は移動しない。

次に、本実施例に係る各光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。なお、単位はｍｍである。

面データ
面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
ＲＤＮｄ νｄ
1 （非球面） -18.266 0.80 1.80495 40.90
2 （非球面） 8.644 1.37
3 9.690 1.27 1.92286 18.90
4 18.017 Ｄ４
5 （絞り） ∞ 0.80
6 （非球面） 4.835 1.60 1.58233 59.40
7 （非球面） -15.484 0.10
8 6.661 1.12 1.78800 47.37
9 15.282 1.07 1.80518 25.42
10 3.094 Ｄ１０
11 -31.473 1.89 1.53113 55.80
12 （非球面） -6.040 Ｄ１２
13 -9.992 0.80 1.53113 55.80
14 （非球面） -9.837 Ｄ１４
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
17 ∞ 0.50 1.51633 64.14
18 ∞ 0.37
19 （撮像面） ∞

非球面データ
面番号曲率半径円錐係数非球面係数
ＲＫＡ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
1 -18.266 0.000 6.27173e-04 -8.77224e-06 6.13508e-08
2 8.644 0.991 2.94057e-04 -1.24382e-06 -1.99268e-07 -2.62692e-09
6 4.835 -0.531 -4.89810e-04 8.71213e-06 -2.15842e-06
7 -15.484 0.000 5.46267e-04 1.85378e-06 -2.19878e-06
12 -6.040 0.000 1.38066e-03 -4.48702e-05 1.46604e-06
14 -9.837 0.000 -4.56396e-04 1.08446e-04 -3.42005e-06

各種データ
ズーム比 3.88
広角中間望遠
焦点距離 4.72 8.69 18.29
Ｆナンバー 4.65 3.73 6.05
画角 83.00 44.65 21.62
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 29.52 27.65 32.98
バックフォーカス 1.85 1.86 1.91
Ｄ４ 12.35 6.07 1.32
Ｄ１０ 2.16 7.28 17.07
Ｄ１２ 2.39 1.66 1.91
Ｄ１４ 0.30 0.30 0.30

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -11.55
2 6 8.84
3 11 13.73
4 13 428.00

上記条件式に係るデータ
条件式（１）０．１５＜φ_1MF／φ_1MR＜１．０：０．４７３
条件式（２） −３．０＜φ_1PF／φ_1PR＜−１．０： −１．８５９
条件式（３）１５＜（φ３／φ４）＜３２０：３１．１７２６０８
条件式（４） −１０＜（Ｒ_3r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_3r−Ｒ_4f）＜０： −４．０５７３９５
条件式（５）１＜ｄｓ／ｄｔ＜１．５：１．１４３５５５５
条件式（６）６≦Ｎ≦９：７
条件式（７）ｎ_2pave≧１．５９：１．６８５
条件式（８） ν_2n≦３５：５３．３８５
条件式（９）ｎ_3ave≧１．４８：１．５３１
条件式（１０） ν_3ave≧６０：５５．８
条件式（１１）ｎ₄≧１．４８：１．５３１
条件式（１２） ν₄≧６０：５５．８
条件式（１３）０．７＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．５：０．９２０

図３は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図４は、図３に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。

まず、図３を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群Ｇ₁、正パワーの第２レンズ群Ｇ₂、正パワーの第３レンズ群Ｇ₃、第４レンズ群Ｇ₄が配置されている。また、第１レンズ群Ｇ₁と第２レンズ群Ｇ₂との間には明るさ絞りＳが配置されておいる。なお、第４レンズ群Ｇ₄の像側には、物体側から順に、平面平板状のローパスフィルターＬＦ、平面平板状のＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。

面データ
面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
ＲＤＮｄ νｄ
1 （非球面） -20.071 0.80 1.80495 40.90
2 （非球面） 8.468 1.44
3 9.629 1.36 1.92286 18.90
4 17.446 Ｄ４
5 （絞り） ∞ 0.00
6 （非球面） 4.896 1.53 1.58233 59.40
7 （非球面） -17.427 0.10
8 6.420 1.26 1.78800 47.37
9 14.974 0.96 1.80518 25.42
10 3.092 Ｄ１０
11 -34.250 1.89 1.53113 55.80
12 （非球面） -6.163 Ｄ１２
13 -8.132 0.80 1.52542 55.78
14 （非球面） -8.082 Ｄ１４
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
17 ∞ 0.50 1.51633 64.14
18 ∞ 0.37
19 （撮像面） ∞

非球面データ
面番号曲率半径円錐係数非球面係数
ＲＫＡ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
1 -20.071 0.000 5.44046e-04 -5.33453e-06 1.41179e-08
2 8.468 0.769 2.69602e-04 -3.19445e-06 2.88056e-07 -1.37906e-08
6 4.896 -0.274 -5.60755e-04 -5.91754e-06 3.57413e-06
7 -17.427 0.000 6.46385e-04 1.43732e-06 3.83621e-06
12 -6.163 0.000 1.42015e-03 -5.14081e-05 1.54981e-06
14 -8.082 0.000 -8.92351e-04 1.35650e-04 -3.80333e-06

各種データ
ズーム比 3.87
広角中間望遠
焦点距離 4.77 8.57 18.44
Ｆナンバー 2.61 3.66 6.07
画角 81.79 45.38 21.47
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 29.67 27.88 33.23
バックフォーカス 1.85 1.87 1.89
Ｄ４ 13.12 7.05 2.11
Ｄ１０ 2.00 6.99 17.10
Ｄ１２ 2.55 1.82 1.98
Ｄ１４ 0.30 0.30 0.30

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -11.70
2 6 8.94
3 11 13.83
4 13 384.02

上記条件式に係るデータ
条件式（１）０．１５＜φ_1MF／φ_1MR＜１．０：０．４２１
条件式（２） −３．０＜φ_1PF／φ_1PR＜−１．０： −１．７９２
条件式（３）１５＜（φ３／φ４）＜３２０：２７．７７６０７７
条件式（４） −１０＜（Ｒ_3r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_3r−Ｒ_4f）＜０： −７．２５７２６３
条件式（５）１＜ｄｓ／ｄｔ＜１．５：１．０５８９０４１
条件式（６）６≦Ｎ≦９：７
条件式（７）ｎ_2pave≧１．５９：１．６８５
条件式（８） ν_2n≦３５：５３．３８５
条件式（９）ｎ_3ave≧１．４８：１．５３１
条件式（１０） ν_3ave≧６０：５５．８
条件式（１１）ｎ₄≧１．４８：１．５２５
条件式（１２） ν₄≧６０：５５．７８
条件式（１３）０．７＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．５：０．９２１

図５は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図６は、図５に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。

まず、図５を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群Ｇ₁、正パワーの第２レンズ群Ｇ₂、正パワーの第３レンズ群Ｇ₃、第４レンズ群Ｇ₄が配置されている。また、第１レンズ群Ｇ₁と第２レンズ群Ｇ₂との間には明るさ絞りＳが配置されている。なお、第４レンズ群Ｇ₄の像側には、物体側から順に、平面平板状のローパスフィルターＬＦ、平面平板状のＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。

第２レンズ群Ｇ₂は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正パワーのレンズＬ₂₁と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負パワーのレンズＬ₂₂とにより構成されている。

第４レンズ群Ｇ₄は、物体側の面が非球面であって像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負パワーのレンズＬ₄のみにより構成されている。

面データ
面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
ＲＤＮｄ νｄ
1 （非球面） -19.567 0.80 1.80495 40.90
2 （非球面） 8.000 2.19
3 12.182 1.29 1.92286 18.90
4 27.565 Ｄ４
5 （絞り） ∞ 0.00
6 （非球面） 4.526 1.69 1.58233 59.40
7 （非球面） -13.187 0.10
8 6.856 2.01 1.94595 17.98
9 3.056 Ｄ９
10 -107.403 1.66 1.53113 55.80
11 （非球面） -6.945 Ｄ１１
12 （非球面） -10.000 0.80 1.52542 55.78
13 -9.543 Ｄ１３
14 ∞ 0.50 1.51633 64.14
15 ∞ 0.50
16 ∞ 0.50 1.51633 64.14
17 ∞ 0.50
18 （撮像面） ∞

非球面データ
面番号曲率半径円錐係数非球面係数
ＲＫＡ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
1 -19.567 0.000 5.62061e-04 -1.00515e-05 1.16591e-07
2 8.000 1.377 -7.67201e-05 -7.71670e-06 -2.51189e-07 -1.70497e-08
6 4.526 -2.585 1.78371e-03 -2.61312e-06 -9.35148e-06
7 -13.187 0.000 2.94482e-04 7.50654e-05 -1.41852e-05
11 -6.945 0.000 9.49811e-04 -3.25098e-05 1.17945e-06
12 -10.000 0.000 -2.12060e-04 -4.25320e-05 2.06801e-06 1.36129e-08

各種データ
ズーム比 3.88
広角中間望遠
焦点距離 4.71 9.33 18.28
Ｆナンバー 2.63 3.90 6.12
画角 82.60 41.87 21.82
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 29.47 27.55 33.29
バックフォーカス 1.96 1.96 1.96
Ｄ４ 12.18 5.16 1.00
Ｄ９ 2.82 8.49 17.89
Ｄ１１ 1.97 1.40 1.90
Ｄ１３ 0.30 0.30 0.30

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -11.34
2 6 8.89
3 10 13.90
4 12 247.91

上記条件式に係るデータ
条件式（１）０．１５＜φ_1MF／φ_1MR＜１．０：０．４１１
条件式（２） −３．０＜φ_1PF／φ_1PR＜−１．０： −２．２６２
条件式（３）１５＜（φ３／φ４）＜３２０：１７．８３４０３３
条件式（４） −１０＜（Ｒ_3r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_3r−Ｒ_4f）＜０： −５．５４７３８６
条件式（５）１＜ｄｓ／ｄｔ＜１．５：１．０７５２６６５
条件式（６）６≦Ｎ≦９：６
条件式（７）ｎ_2pave≧１．５９：１．５８２
条件式（８） ν_2n≦３５：５９．４
条件式（９）ｎ_3ave≧１．４８：１．５３１
条件式（１０） ν_3ave≧６０：５５．８
条件式（１１）ｎ₄≧１．４８：１．５２５
条件式（１２） ν₄≧６０：５５．７８
条件式（１３）０．７＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．５：０．９３２

図７は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図８は、図７に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。

まず、図７を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群Ｇ₁、正パワーの第２レンズ群Ｇ₂、正パワーの第３レンズ群Ｇ₃、第４レンズ群Ｇ₄が配置されている。また、第１レンズ群Ｇ₁と第２レンズ群Ｇ₂との間には明るさ絞りＳが配置されている。なお、第４レンズ群Ｇ₄の像側には、物体側から順に、平面平板状のローパスフィルターＬＦ、平面平板状のＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。

第４レンズ群Ｇ₄は、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり正パワーのレンズＬ₄のみにより構成されている。

また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ₁は、まず像側に移動した後に物体側に移動するようにして光軸Ｌｃ上を往復運動する。第２レンズ群Ｇ₂は、明るさ絞りＳとともに第１レンズ群Ｇ₁との間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ₃は、第２レンズ群Ｇ₂との間隔を広げつつまず像側に移動した後に物体側に移動するようにして光軸Ｌｃ上を往復運動する。第４レンズ群Ｇ₄は、第３レンズ群との間隔を広げつつ広角端から中間状態に変倍する際にのみ像側へ移動する。

面データ
面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
ＲＤＮｄ νｄ
1 （非球面） -18.382 0.80 1.80495 40.90
2 （非球面） 8.000 2.06
3 12.082 1.30 1.92286 18.90
4 28.964 Ｄ４
5 （絞り） ∞ 0.00
6 （非球面） 4.600 1.71 1.58233 59.40
7 （非球面） -18.823 0.10
8 6.209 1.24 1.81600 46.62
9 11.409 0.75 1.84666 23.78
10 3.060 Ｄ１０
11 -44.690 1.60 1.55402 60.71
12 （非球面） -6.539 Ｄ１２
13 -10.000 0.80 1.52542 55.78
14 -10.230 Ｄ１４
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
17 ∞ 0.50 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 （撮像面） ∞

非球面データ
面番号曲率半径円錐係数非球面係数
ＲＫＡ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
1 -18.382 0.000 6.00929e-04 -7.12017e-06 3.76422e-08
2 8.000 1.188 1.61098e-05 -6.02778e-06 1.59902e-07 -2.52743e-08
6 4.600 -2.062 2.11507e-03 -6.05020e-05 2.05939e-05
7 -18.823 0.000 1.34109e-03 -3.83688e-05 2.47046e-05
12 -6.539 0.000 1.08021e-03 -1.48062e-05 4.34895e-07

各種データ
ズーム比 3.88
広角中間望遠
焦点距離 4.71 9.33 18.27
Ｆナンバー 2.62 3.87 6.09
画角 82.60 42.08 21.87
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 29.35 27.50 33.29
バックフォーカス 2.94 1.96 1.95
Ｄ４ 12.05 5.08 1.00
Ｄ１０ 2.79 8.53 18.07
Ｄ１２ 1.20 1.57 1.90
Ｄ１４ 1.28 0.30 0.30

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
1 1 -11.30
2 6 8.94
3 11 13.62
4 13 4266.54

上記条件式に係るデータ
条件式（１）０．１５＜φ_1MF／φ_1MR＜１．０：０．４３５
条件式（２） −３．０＜φ_1PF／φ_1PR＜−１．０： −２．３９７
条件式（３）１５＜（φ３／φ４）＜３２０：３１３．２０６８３
条件式（４） −１０＜（Ｒ_3r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_3r−Ｒ_4f）＜０： −４．７７８５６５
条件式（５）１＜ｄｓ／ｄｔ＜１．５：１．２０６８８４
条件式（６）６≦Ｎ≦９：７
条件式（７）ｎ_2pave≧１．５９：１．６９９
条件式（８） ν_2n≦３５：５３．０１
条件式（９）ｎ_3ave≧１．４８：１．５５４
条件式（１０） ν_3ave≧６０：６０．７１
条件式（１１）ｎ₄≧１．４８：１．５２５
条件式（１２） ν₄≧６０：５５．７８
条件式（１３）０．７＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．５：０．９３０

なお、上記の各実施例において、開口絞りＳは、第２レンズ群の物体側に配置されているが、第２レンズ群と一体的に移動するのであれば、例えば、第２レンズ群を構成するレンズの間に配置しても構わない。また、上記各実施例において、ズームレンズは、４つのレンズ群からなる構成となっているが、本発明はそのような構成に限定されず、第４レンズ群の像側にさらにレンズ群を配置するようにしても良い。

また、本発明のズームレンズは、以下のように構成しても良い。

本発明のズームレンズは、ゴースト・フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置しても良い。なお、フレア絞りの配置位置は、第１レンズ群の物体側，第１レンズ群と第２レンズ群との間，第２レンズ群と第３レンズ群との間，第３レンズ群と第４レンズ群との間，第４レンズ群と撮像面の間のいずれの位置でも良い。また、フレア絞りは、枠部材を用いて構成しても良いし、別の部材を用いて構成しても良い。さらに、フレア絞りは、光学部材に直接印刷で構成しても良いし、塗料や接着シール等を用いて構成しても良い。また、フレア絞りの形状は、円形，楕円形，矩形，多角形，関数曲線で囲まれる形等、いかなる形状でもかまわない。また、フレア絞りは、有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットするようにしても良い。

また、本発明のズームレンズの各レンズには、反射防止コートを施し、ゴースト・フレアを軽減するようにしても良い。その場合、さらに、効果的にゴースト・フレアを軽減するためには、施す反射防止コートを、マルチコートとすることが望ましい。また、赤外カットコートを、ローパスフィルターにではなく、各レンズのレンズ面やカバーガラス等に施しても良い。

なお、ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことが一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面における接着剤の屈折率は空気の屈折率よりも十分高い。そのため、接合レンズの接合面は、もともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多いので、あえてコートを施すことは少ない。しかし、接合レンズの接合面にも積極的に反射防止コートを施せば、さらにゴースト・フレアを軽減することができ、さらに良好な画像を得ることができるようになる。

特に、最近では、収差補正効果が高い高屈折率硝材が普及し、カメラ用光学系にも多用されるようになってきているが、高屈折率硝材を接合レンズとして用いた場合には、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのような場合、接合面に反射防止コートを施しておくことは特に効果的である。

このような接合面コートの効果的な使用法に関しては、特開平２−２７３０１号公報，特開２００１−３２４６７６号公報，特開２００５−９２１１５号公報，ＵＳＰ第７１１６４８２号明細書等に開示されている。使用するコート材としては、基材となるレンズの屈折率と接着剤の屈折率に応じて、比較的高屈折率なＴａ₂Ｏ₅，ＴｉＯ₂，Ｎｂ₂Ｏ₅，ＺｒＯ₂，ＨｆＯ₂，ＣｅＯ₂，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，Ｙ₂Ｏ₃などのコート材、比較的低屈折率なＭｇＦ₂，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃などのコート材等を適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い。

また、当然のことながら、レンズの空気接触面へのコーティング同様、接合面コートをマルチコートとしても良い。２層又はそれ以上の膜数のコート材や膜厚を適宜組み合わせることにより、さらなる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロール等を行うことが可能となる。また、第１レンズ群以外のレンズ接合面についても、同様の思想に基づいて接合面コートを行うことが効果的なのは言うまでもない。

また、本発明のズームレンズの場合には、ピント調節を行うためのフォーカシングを第３レンズ群で行うことが好ましいが、第１レンズ群，第２レンズ群，第４レンズ群のいずれかのレンズ群で行っても良いし、複数のレンズ群で行っても良い。また、そのフォーカシングは、ズームレンズ全体を移動させて行っても良いし、一部のレンズを移動させて行っても良い。

また、本発明のズームレンズは、画像周辺部の明るさの低下を、ＣＣＤのマイクロレンズをシフトすることにより軽減しても良い。例えば、各像高における光線の入射角に合わせてＣＣＤのマイクロレンズの設計を変えても良い。また、画像処理により画像周辺部の明るさの低下量を補正しても良い。

以上のような本発明によるズームレンズは、ズームレンズにより形成された物体像をＣＣＤ等の撮像素子に結像させることによって撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下にその具体例を例示する。

図９、図１０及び図１１は、本発明を用いたデジタルカメラの構成を示す概念図であって、図９は、デジタルカメラの外観を示す前方斜視図であり、図１０は同後方正面図であり、図１１はデジタルカメラの構成を模式的に示した透視平面図である。ただし、図９と図１１は、ズームレンズの非沈胴時を示したものである。

デジタルカメラ１０は、撮影用光路１２上に配置されたズームレンズ１１、ファインダー用光路１４上に配置されたファインダー光学系１３、シャッターボタン１５、フラッシュ発光部６、液晶表示モニター１７、焦点距離変更ボタン２７、設定変更スイッチ２８等を備えている。また、ズームレンズ１１の沈胴時には、カバー２６がスライドし、ズームレンズ１１とファインダー光学系１３とを覆うように構成されている。

カバー２６を開きデジタルカメラ１０を撮影状態に設定すると、ズームレンズ１１は図９に示す非沈胴状態になる。その状態でデジタルカメラ１０の上部に配置されたシャッターボタン１５を押圧すると、それに連動してズームレンズ１１、例えば本発明の実施例１に記載されているようなズームレンズを通して撮影が行われる。物体像は、ズームレンズ１１，ローパスフィルターＬＦ，カバーガラスＣＧを介して固体撮像素子であるＣＣＤ１８の結像面上に形成される。このＣＣＤ１８の結像面上に結像された物体像の画像情報は、処理手段２０を介して記録手段２１に記録される。また、記録された画像情報は、処理手段２０によって取り出され、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１７に表示することもできる。

さらに、ファインダー用光路１４上には、ファインダー用対物光学系２２が配置してある。ファインダー用対物光学系２２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、ズームレンズ１１に連動して焦点距離が変化する。このファインダー用対物光学系２２は、像正立部材である正立プリズム２３の視野枠２４上に物体像を形成する。そして、この正立プリズム２３の後方には、正立正像にされた像を観察者の眼球Ｅに導く接眼光学系２５が配置されている。なお、接眼光学系２５の射出側にはカバー部材１９が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ１０は、ズームレンズ１１が、高変倍比を有し小型であって、かつ沈胴収納が可能であるので、良好な性能を確保すると共にデジタルカメラ１０の小型化を実現することができる。

本発明の実施例１に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図１に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。本発明の実施例２に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図４に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。本発明の実施例３に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図５に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。本発明の実施例４に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図７に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。本発明の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９に示すデジタルカメラの後方正面図である。図９に示すデジタルカメラの構成を模式的に示した透視平面図である。

符号の説明

Ｇ₁ 第１レンズ群
Ｇ₂ 第２レンズ群
Ｇ₃ 第３レンズ群
Ｇ₄ 第４レンズ群
Ｌ₁₁，Ｌ₁₂，Ｌ₂₁，Ｌ₂₂，Ｌ₂₃，Ｌ₃，Ｌ₄ レンズ
Ｌｃ光軸
Ｓ明るさ絞り
ＬＦローパスフィルター
ＣＧカバーガラス
ＩＭ撮像面
Ｅ観察者の眼球
１０デジタルカメラ
１１撮影光学系
１２撮影用光路
１３ファインダー光学系
１４ファインダー用光路
１５シャッターボタン
１６フラッシュ発光部
１７液晶表示モニター
１８ＣＣＤ
１９カバー部材
２０処理手段
２１記録手段
２２ファインダー用対物光学系
２３正立プリズム
２４視野枠
２５接眼光学系
２６カバー
２７焦点距離変更ボタン
２８設定変更スイッチ

Claims

物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群と、第４レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が狭くなるとともに前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が広くなり、
前記第１レンズ群の最も像側のレンズと前記第２レンズ群の最も像側のレンズとの間に前記第２レンズ群と一体的に移動する明るさ絞りを有し、
前記第１レンズ群が、物体側に配置された負パワーの第１レンズと像側に配置された正パワーの第２レンズとにより構成されており、
以下の条件式（１），（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．１５＜ φ_1MF／φ_1MR ＜１．０・・・（１）
−３．０＜ φ_1PF／φ_1PR ＜ −１．０・・・（２）
但し、φ_1MFは前記第１レンズ群の負パワーの第１レンズの物体側の面のパワー、φ_1MRは前記第１レンズ群の負パワーの第１レンズの像側の面のパワー、φ_1PFは前記第１レンズ群の正パワーの第２レンズの物体側の面のパワー、φ_1PRは前記第１レンズ群の正パワーの第２レンズの像側の面のパワーである。
前記第１レンズ群の負パワーの第１レンズの両面が、非球面であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群と、第４レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が狭くなるとともに前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が広くなり、
前記第１レンズ群の最も像側のレンズと前記第２レンズ群の最も像側のレンズとの間に前記第２レンズ群と一体的に移動する明るさ絞りを有し、
前記第１レンズ群が、物体側に配置された負パワーの第１レンズと像側に配置された正パワーの第２レンズとにより構成されており、
前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が、それぞれ物体側に凹面を向けた１枚のメニスカスレンズのみにより構成されていることを特徴とするズームレンズ。
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
１５＜（φ３／φ４）＜３２０・・・（３）
但し、φ₃は前記第３レンズ群のパワー、φ₄は前記第４レンズ群のパワーである。
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項３又は４に記載のズームレンズ。
−１０＜（Ｒ_3r＋Ｒ_4f）／（Ｒ_3r−Ｒ_4f）＜０・・・（４）
但し、Ｒ_3rは前記第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面の近軸曲率半径、Ｒ_4fは前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面の近軸曲率半径である。
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
１＜ｄｓ／ｄｔ＜１．５・・・（５）
但し、ｄｓは広角端において光軸と平行であって撮像面上の最大像高位置を通る線が前記第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面に交わる点と前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面に交わる点との間隔、ｄｔは広角端において第３レンズ群を構成するメニスカスレンズの像側の面と前記第４レンズ群を構成するメニスカスレンズの物体側の面との光軸上の間隔である。
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
６ ≦ Ｎ ≦ ９・・・（６）
但し、Ｎは前記ズームレンズのレンズの総枚数である。
前記第２レンズ群が、３枚以下のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群が、正パワーのレンズと、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズとにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群が、正パワーのレンズと負パワーのレンズとを接合した接合レンズを備え、前記接合レンズの負パワーのレンズは前記接合レンズの正パワーのレンズよりもアッベ数が小さいことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
以下の条件式（７）、（８）を満足することを特徴とする請求項９又は１０に記載のズームレンズ。
ｎ_2pave ≧ １．５９・・・（７）
ν_2n ≦ ３５・・・（８）
但し、ｎ_2paveは前記第２レンズ群に含まれる全ての正パワーのレンズの屈折率の平均値、ν_2nは前記第２レンズ群に含まれる負パワーのレンズのアッベ数である。
前記第２レンズ群を構成するレンズ間の間隔が、前記第２レンズ群に含まれる負パワーのレンズの中心肉厚よりも小さいことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
以下の条件式（９），（１０）を満足することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ｎ_3ave ≧ １．４８・・・（９）
ν_3ave ≧ ６０・・・（１０）
但し、ｎ_3aveは第３レンズ群を構成する全てのレンズの屈折率の平均値、ν_3aveは第３レンズ群を構成する全てのレンズのアッベ数の平均値である。
前記第３レンズ群が、少なくとも１つ以上の非球面を有する１枚のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群は、少なくとも１枚の樹脂レンズにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群が、１枚のレンズにより構成されており、以下の条件式（１１），（１２）を満足することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ｎ₄ ≧ １．４８・・・（１１）
ν₄ ≧ ６０・・・（１２）
但し、ｎ₄は前記第４レンズ群を構成する１枚のレンズの屈折率、ν₄は前記第４レンズ群を構成する１枚のレンズのアッベ数である。
前記第４レンズ群が、少なくとも１つ以上の非球面を有する１枚のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群が、樹脂製の１枚のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群が、変倍時に移動しないことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ズームレンズと、前記ズームレンズの結像位置近傍に配置された電子撮像素子と、画像処理手段と、記録手段とを有し、前記電子撮像素子で得られた画像データを前記画像処理手段が加工して形状を変化させ、前記記録手段に記録させるようにした電子撮像装置において、
前記ズームレンズが、請求項１乃至１９のいずれか１項に記載のズームレンズであり、
ほぼ無限遠物点合焦時に、以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする電子撮像装置。
０．７＜ｙ₀₇／（ｆ_w・ｔａｎω_07w）＜１．５・・・（１３）
但し、前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀としたとき、ｙ₀₇＝０．７ｙ₁₀で表され、ω_07wは広角端における撮像面上の中心からｙ₀₇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である。