JP2010164606A - ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易いズームレンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、正、負、正、正の屈折力をもつ第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は広がり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は狭まり、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は変動し、第１レンズ群Ｇ１は、負レンズと正レンズの２枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分を最も物体側に有し、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正レンズと負レンズの２枚のレンズからなり、第４レンズ群Ｇ４は、１つの正レンズ成分からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置に関するものである。
近年では、銀塩フィルムカメラに代わり、ＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが主流となっている。更にそれは業務用高機能タイプからコンパクトな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。本発明においては、特にコンパクトな普及タイプのカテゴリーに注目している。
このような普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく持ち運びが便利な、厚み方向のサイズが薄型であるタイプのデジタルカメラが好まれるようになっており、撮影レンズ系にも、より一層の小型化が要望されている。また多様な撮影シーンに対応できるように、高い変倍比と、広角端での画角を確保したズームレンズが求められている。
比較的高変倍比を維持しやすいズームレンズとして、物体側より正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群を備え、各レンズ群の間の各間隔の長さを変化させることでズーミングをおこなうタイプのズームレンズが以下の特許文献により知られている。
特開２００８−１０２１６５号公報 特開２００８−１０２１６５号公報
しかしながら、文献１、２に記載されている発明はズームレンズをカメラ本体に収納した際の薄型化には適しているものの、いずれも広角端での対角方向の画角が６５°程度に止るものである。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易いズームレンズの提供を目的とするものである。また、製造コストも抑えやすいズームレンズの提供を目的とするものである。さらに、そのようなズームレンズを備えた撮像装置の提供を目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正屈折力をもつ第１レンズ群と、負屈折力をもつ第２レンズ群と、正屈折力をもつ第３レンズ群と、正屈折力をもつ第４レンズ群と、を有し、前記第２レンズ群よりも像側且つ前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面よりも物体側に配置された明るさ絞りを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変動する。
このような、正・負・正・正のレンズ群配置を含むタイプのズームレンズは、変倍比の確保に有利である。また、射出に瞳を像面から離しやすく、電子撮像素子を用いた場合に良好な画像の確保に有利となる。
また、明るさ絞りを上述の位置に配置することで、第３レンズ群の小径化に有利としている。第３レンズ群へ入射する光線の高さが小さいと収差補正上も有利となる。
そして、本発明のズームレンズでは、さらに、第１レンズ群を負レンズと正レンズの２枚のレンズからなる構成としている。それによって、第１レンズ群の厚さ方向や径方向の小型化に有利としつつ、それぞれのレンズ同士が収差をキャンセルしあうことで第１レンズ群での諸収差の補正に有利とし、広画角化、高変倍比化した際の収差変動を抑えやすくしている。
そして、第２レンズ群は、物体側に凸面をもち像側に凹面をもつ負メニスカスレンズ成分を最も物体側に有している。加えて、第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの２枚のレンズで構成する。なお、レンズ成分は、光軸上にて空気と接する屈折面が物体側屈折面と像側屈折面の２つのみレンズ体と定義する。
沈胴時の小型のためにはレンズ枚数の低減が効果的である。本発明のズームレンズにおいては、第３レンズ群を上述の構成とすることで、第３レンズ群の小型化に有利とし、第３レンズ群の主点を第２レンズ群側よりにして、変倍比の確保に有利としている。
そして、第２レンズ群に十分な負の屈折力の確保しつつ、広画角化にともなう軸外収差の発生を抑えるために、第２レンズ群中のレンズ成分のうち最も物体側のレンズ成分を上述の負メニスカスレンズ成分としている。それにより、広画角化した際に、広角端付近にてこの負レンズ成分に入射する軸外光線の入射角を抑えやすくなり、軸外収差の低減に有利となる。
そして、第４レンズ群を１つの正レンズ成分で構成することで、沈胴時の小型化にいっそう有利となる。
上述の発明にて、さらに、以下の構成、条件式のいずれか１つもしくは複数を同時に満足することがより好ましい。
第１レンズ群は、広角端よりも望遠端にて 物体側に位置することが好ましい。
それにより、第２レンズ群による変倍機能を確保しやすくなる。
第１レンズ群中の負レンズが第１レンズ群中の正レンズよりも物体側に位置し、第１レンズ群中の負レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもち、第１レンズ群中の正レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも大きい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもつことが好ましい。
第１レンズ群の光軸上での厚みを抑えつつ、収差低減を行うことに有利となる。さらには、第１レンズ群中の負レンズと正レンズが、ともに物体側に凸面を持つメニスカスレンズであることがより好ましい。
広角端付近における第１レンズ群中の各レンズ面での軸外光線の入射角を低減でき広画角化時の収差低減に有利となる。
正レンズと負レンズとの相対的な偏心を低減するために、この正レンズと負レンズとを接合させることがより好ましい。
第２レンズ群は、負メニスカスレンズ成分よりも像側に配置された正レンズと負レンズを有することが好ましい。
第２レンズ群の収差を低減しつつ負の屈折力を十分に確保しやすくなり、広画角化に有利となる。加えて、第２レンズ群の屈折力を確保することで、第３レンズ群の変倍負担を抑えやすくなり、変倍時の収差変動の低減に有利となる。
小型化のためには、第２レンズ群が負メニスカスレンズ成分と前述の負レンズ及び正レンズとからなる構成とすることがより好ましい。
また、第２レンズ群は、負メニスカスレンズ成分と、その負メニスカスレンズ成分よりも像側に配置され且つ正屈折力を有する後側レンズ群とからなり、後側レンズ群は前述の正レンズと負レンズとを有することがより好ましい。
第２レンズ群の主点を物体側よりにでき、第２レンズ群の径方向の小型化に有利となる。つまり、広画角化した際のサイズの低減に有利となる。
加えて、広角端付近にて、第１レンズ群と第２レンズ群の合成系が、正屈折力（第１レンズ群）、負屈折力（負メニスカスレンズ成分）、正屈折力（後側レンズ群）の対称的な配置となる。一方の望遠端付近にて、第２レンズ群と第３レンズ群の合成系が、負屈折力（負メニスカスレンズ成分）、正屈折力（後側レンズ群）、正屈折力（第３レンズ群中の正レンズ）、負屈折力（第３レンズ群中の負レンズ）の対称的な配置となる。
このように、広角端付近、望遠端付近ともに、収差補正上都合のよい対称的な屈折力配置となる。
広角端付近では第１レンズ群と第２レンズ群の合成系内で、ペッツバール和、コマ収差、倍率の色収差を互いに打ち消し合い、画角の確保と性能の確保に有利となる。また、望遠端付近では、第２レンズ群と第３レンズ群の合成系内で、ペッツバール和、コマ収差、倍率の色収差を互いに打ち消し合い、高変倍比化した際の光学性能の確保に有利となる。
また、第２レンズ群は、負メニスカスレンズ成分の像側に配置された非球面を有する負レンズを有することが好ましい。
この負レンズのレンズ面に非球面を用いることで、軸上収差と軸外収差のバランスをとりつつ、第２レンズ群の厚さを抑えやすくなり、広画角化や変倍比の確保に有利となる。
また、第２レンズ群中の前記負レンズは非球面プラスチックレンズであることが好ましい。
第２レンズ群中に２つめの負レンズを配置することで、負メニスカスレンズ成分と共に、軸上収差と軸外収差のバランスをとりつつ第２レンズ群の負の屈折力の確保に有利となる。
さらに、後群中の負レンズが非球面をもつことで、第２レンズ群の厚さを抑えつつ広角端付近での軸外収差の補正にいっそう有利となる。非球面レンズの材料をプラスチックとすることで、非球面レンズの製造が容易となる。
第３レンズ群は、広角端よりも望遠端にて 物体側に位置することが好ましい。
それにより、第３レンズ群による変倍機能を確保しやすくなる。
このとき、明るさ絞りが第３レンズ群と一体で移動することが好ましい。
明るさ絞りが広角端よりも望遠端にて物体側に移動することで、第３レンズ群の移動範囲を確保しやすくなる。また、広角端、望遠端ともに明るさ絞りが第３レンズ群の近くとなるので、第３レンズ群の小径化や薄型化に有利となる。
第３レンズ群中の正レンズは両凸形状であり、負レンズは物体側面が凸面で像側面が凹面のメニスカス形状であることが好ましい。
第３レンズ群の主点を物体側に位置させやすくなり、望遠端にて第３レンズ群の主点を負屈折力の第２レンズ群に近づけやすくなり、変倍比を確保することに有利となる。また、正レンズの両面の凸面と負成分レンズの物体側面の凸面が光軸に沿って連続して位置することで、第２レンズ群から発散される軸上光束を収斂し第３レンズ群の径方向の小型化にいっそう有利となる。そして、負レンズの凹面にて、第３レンズ群の各凸面で発生した収差をキャンセルさせたり、軸外光束を光軸から離れる方向に屈折させて第４レンズ群へ入射する光線高を確保してズームレンズの像側へのテレセントリック性を良好とする機能を持たせやすくなる。
第３レンズ群中の正レンズの物体側面と像側面が共に非球面であることが好ましい。
球面収差とコマ収差の補正に有利となり、第３レンズ群中のレンズ枚数を２枚としても光学性能の確保に有利となる。
第３レンズ群中の負レンズの像側面が非球面であることが好ましい。
第３レンズ群中の最も像側面を非球面とすることで軸外収差を良好にすることができる。
第４レンズ群が物体側に移動して、遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うことが好ましい。
第４レンズ群は、軽量化しやすく且つピント感度を小さくしやすいので、このレンズ群をフォーカシング時に移動させることでフォーカシング精度の確保ができ、好ましい。
また、第４レンズ群は、主に射出瞳を調整する機能をもたせる程度でよいので、正の屈折力を低減できる。そのため、第４レンズ群を正レンズ１枚の構成とすることで、小型、低コスト化に有利となる。
このとき、この正レンズを非球面を持つメニスカスレンズとすることで、軸外収差の補正に有利となる。特に、第４レンズ群が最も像側のレンズ群である場合に効果的である。
また、ズームレンズ中に含まれるレンズ群が第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群の４つのみとすることで、小型化に有利となる。
もしくは、第４レンズ群の像側に配置され、且つ、曲面の屈折面を持つ第５レンズ群を有するようにしてもよい。像面湾曲の補正もしくはテレセントリック性の確保に有利となる。
さらに、第５レンズ群は広角端から望遠端への変倍の際に固定とすると、メカ構成を簡易にしやすくなる。
さらに、ズームレンズ中に含まれるレンズ群が第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群の５つのみとすると小型化に有利となる。
上述の各発明のズームレンズにて、より好ましい数値条件を以下に示す。
第１レンズ群は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
−３＜（Ｒ1f＋Ｒ1r）／（Ｒ1f−Ｒ1r）＜−１ ・・・（１）
ただし、
Ｒ1fは、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ1rは、前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。
条件式（１）は、第１レンズ群の好ましい形状を特定するものである。条件式（１）の下限を下回らず、上限を上回らないようにすることで、広画角化に伴う像面湾曲のオーバーもしくはアンダーを抑えやすくなる。加えて、望遠端での倍率の色収差の補正に有利となる。
第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１＜（Ｒ2nf＋Ｒ2nr）／（Ｒ2nf−Ｒ2nr）＜１．４ ・・・（２）
ただし、
Ｒ2nfは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ2nrは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
条件式（２）は、第２レンズ群の最も物体側の負メニスカスレンズ成分の好ましい形状を特定するものである。条件式（２）の上限を上回らないようにして、物体側面を凸面とすることで、広角端付近にてこの負メニスカスレンズ成分に入射する軸外光束の入射角度を抑えやすくなり、広角側での収差補正に有利となる。条件式（２）の下限を下回らないようにして、負メニスカスレンズ成分の像側面の曲率を抑えることで、望遠端付近における球面収差の補正に有利となる。
第１レンズ群と、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分とは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
−０．３＜ｆ2n／ｆ1＜−０．１５ ・・・（３）
ただし、
ｆ2nは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズの焦点距離、
ｆ1は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
条件式（３）は、第１レンズ群と第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分との好ましい屈折力の比を特定するものである。条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、第１レンズ群と負メニスカスレンズとの合成系の負屈折力を十分に確保でき、小型化と画角の確保の両立に有利となる。条件式（３）の上限を上回らないようにして第１レンズ群の正屈折力を確保することで、像面湾曲の補正に有利となる。
第３レンズ群中の負レンズは、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
１＜（Ｒ3nf＋Ｒ3nr）／（Ｒ3nf−Ｒ3nr）＜６ ・・・（４）
ただし、
Ｒ3nfは、第３レンズ群中の負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ3nrは、第３レンズ群中の負レンズの像側面の近軸曲率半径
である。
条件式（４）は、第３レンズ群中の負レンズの好ましい形状を特定するものである。条件式（４）の下限を下回らないようにして、負レンズ群の物体側面を正の屈折力とすることで、第３レンズ群の主点を物体よりにする効果、第３レンズ群の正屈折力を分担する効果を確保でき、小型化や高変倍比化に有利となる。また、像側面の負の屈折力を確保して第３レンズ群における収差をキャンセルさせやすくなる。また、条件式（４）の上限を上回らないようにして、負レンズの像側面の負屈折力が強くなりすぎるのを避けることで、コマ収差や非点収差を抑えやすくなる。
第３レンズ群中の負レンズは、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
１５＜ν3n＜３５ ・・・（５）
ただし、ν3nは、第３レンズ群中の負レンズのアッベ数
である。
条件式（５）は、第３レンズ群中の負レンズの材料の好ましいアッベ数を特定するものである。条件式（５）の下限を下回らないようにすることで、負レンズの材料の異常分散性の増大を抑え、色収差の補正機能の過剰を抑えやすくなる。また、条件式（５）の上限を上回らないようにして、負レンズの分散を確保することで、第３レンズ群内での色収差の補正に有利となる。
第３レンズ群中の正レンズと負レンズは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
５＜ν3p−ν3n＜７０ ・・・（６）
ただし、
ν3pは、第３レンズ群中の正レンズのアッベ数、
ν3nは、第３レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
条件式（６）は、第３レンズ群中の正レンズと負レンズの好ましいアッベ数の差を特定するものである。条件式（６）の下限を下回らないようにして、２つのレンズのアッベ数差を確保することで、第３レンズ群での色収差の発生を抑えやすくなり、全変倍域での色収差の発生を抑えやすくなる。また、条件式（６）の上限を上回らないようにすることで、使用するレンズ材料の低コスト化やレンズ加工の容易さを確保しやすくなる。
ズームレンズが以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
４＜ｆｔ／ｆｗ ・・・（７）
ただし、
ｆｗは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
ｆｔは、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離
である。
条件式（７）はズームレンズ全系の好ましいズーム比を特定するものである。条件式（７）の下限を下回らないようにして、変倍比を確保することで、種々の撮影シーンに対応でき好ましい。
また、本発明に係る撮像装置は、ズームレンズと、その像側に配置された撮像面をもち且つズームレンズにより形成された撮像面上の光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、ズームレンズを上述のいずれかのズームレンズとするものである。
これにより、コンパクトでありながらズーム比や画角の確保、光学性能の確保に有利なズームレンズを備えた撮像装置を提供できる。
また、撮像素子にて撮像して得られた画像データを加工して形状を変化させた画像データとして出力する信号処理回路を備え、そのズームレンズが、広角端且つ最も遠距離に合焦した状態にて、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．７＜ｙ07／（ｆw・ｔａｎω07w）＜０．９９ ・・・（８）
ただし、
ｆｗは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離であり、
撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をｙ10としたとき、
ｙ07＝０．７×ｙ10で定義され、
有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、ｙ10はとり得る値の最大値とし、
ω07wは、広角端における撮像面上の中心から像高がｙ07となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角
である。
本発明のようなズームレンズの場合、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点に着目して、歪曲収差の発生をある程度許容して、本発明のズームレンズを用いる撮像装置に含まれ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。この件について、以下詳述する。
ここで、無限遠物体を仮に歪曲収差がない光学系で結像したとする。この場合、結像した像に歪曲がないので、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω （Ａ）
が成立する。
ただし、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、光学系に広角端近傍の状態のときのみ樽型歪曲収差を許容した場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω （Ｂ）
となる。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は長くてよいこととなり、その分、収差（特に、非点収差）を抑えた設計を行いやすくなる。
そこで、本発明の撮像装置では、撮像素子にて得られた画像データを、画像処理により加工している。この加工では、樽型の歪曲収差を補正するように、画像データ（画像の形状）を変化させる。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。よって、こ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よい。
このような画像データの補正を行う場合、広角端における有効撮像領域は樽型となる。そして樽型の有効撮像領域の画像データをほぼ矩形の画像データに変更する。
条件式（８）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（８）を満足することで、無理なく非点収差の補正が可能となる。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。しかしながら、樽型に歪んだ画像データは、電子撮像装置の信号処理系である画像処理手段にて、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、最終的に画像処理手段から出力された画像データを表示装置にて再生したとしても、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。
ここで、条件式（８）の下限を下回らないようにズームレンズによる歪曲収差の発生を抑えることで、ズームレンズの歪曲収差による画像歪みを信号処理回路で補正した場合に修正後の画像の周辺部の放射方向への引き伸ばし率を抑え、画像周辺部の鮮鋭度の劣化を抑えやすくなる。
また、条件式（８）の上限を上回らないようにしてズームレンズの歪曲収差を許容することで、ズームレンズの非点収差の補正に有利となり、ズームレンズの薄型化に有利となる。
なお、歪曲収差を完全に補正するように広角端での有効撮像領域を定めてもよいが、パースペクティブの影響や周辺の画像劣化を考慮して−３％前後、もしくは−５％前後など、適度に樽型の歪曲収差を残して画像データの変更を行ってもよい。
また、各色信号（例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））ごとに歪曲収差の補正量を調整すれば、倍率の色収差の補正も可能となる。
上述のズームレンズがフォーカシング機能を有する場合、上述の各構成は、最も遠距離の物体に合焦した状態での値とする。
また、上述の各発明の複数を任意に同時に満足することが好ましい。
また、上述の各条件を以下のように変更すると、その効果をより確実にでき好ましい。
条件式（１）の下限値を−２、更には−１．７とすることがより好ましい。また、条件式（１）の上限値を−１．１、−１．２更には−１．３とすることがより好ましい。
条件式（２）の下限値を１．０５、更には１．１とすることがより好ましい。また、条件式（２）の上限値を１．３、更には１．２とすることがより好ましい。
条件式（３）の下限値を−０．２５、更には−０．２２とすることがより好ましい。また、条件式（３）の上限値を−０．１５、更には−０．１７とすることがより好ましい。
条件式（４）の下限値を１．５、更には２とすることがより好ましい。また、条件式（４）の上限値を５．５、更には５とすることがより好ましい。
条件式（５）の下限値を１５．５、更には１６とすることがより好ましい。また、条件式（５）の上限値を３０、更には２５とすることがより好ましい。
条件式（６）の下限値を１５、４０、更には５５とすることがより好ましい。また、条件式（６）の上限値を６８、更には６６とすることがより好ましい。
条件式（７）の下限値を５、更には６とするとより好ましい。また、条件式（７）の上限値を設け、１０以上にならないようにすることで、全長の小型化や収差の変動が抑えられ好ましい。
条件式（８）の下限値を０．７、更には０．７５とすることがより好ましい。また、条件式（８）の上限値を０．９８、０．９５更には０．９２とすることがより好ましい。
本発明によれば、小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易いズームレンズを提供できる。また、製造コストも抑えやすいズームレンズを提供できる。さらに、そのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供できる。
本発明のズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例２の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例３の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例４の図１と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例５の図１と同様の図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。 歪曲収差の補正を示す図である。 本発明によるデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 図１２のデジタルカメラの後方斜視図である。 図１２のデジタルカメラの断面図である。 図１２のデジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
以下に示す本発明に基づくいずれの実施形態も、上述の各構成要件が関連しあうことで、７倍程度のズーム比の確保し、広画角でありながら、構成レンズ枚数が少なく、沈胴時のコンパクト化にも有利であり、且つ光学性能も確保しやすいズームレンズとなっている。
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜実施例５について説明する。実施例１〜実施例５の（ａ）無限遠物点合焦時の広角端、（ｂ）中間状態、（ｃ）望遠端でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図５に示す。
各図中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、明るさ絞りはＳ、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、ＩＲカットコート付き光学的ローパスフィルターはＦ、電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスはＣ、ＣＣＤの像面はＩで示してある。なお、ＩＲカットコートについては、例えば光学的ローパスフィルターＦに直接コートを施こしてもよく、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置してもよい。
各実施例何れも第４レンズ群Ｇ４を繰り出して遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行う。
また、明るさ絞りＳは、開口サイズが固定であり、第３レンズ群Ｇ３の物体側面である凸面が明るさ絞りＳの開口部に挿入される。
さらに、撮影時の露光量調整は、第３レンズ群Ｇ３の像側直後に第３レンズ群Ｇ３と一体で移動する光量調整フィルター（不図示）の光路中への挿入、離脱及びメカシャッター（不図示）を用いて行う。
また、プラスチックレンズは、実施例１、２では第４レンズ群Ｇ４に用いられ、実施例３、４では第２レンズ群Ｇ２中の両凹レンズと第４レンズ群Ｇ４に用いられ、実施例５では第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５に用いられる。
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、明るさ絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第１レンズ群Ｇ１は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。
第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第３レンズ群Ｇ３と明るさ絞りＳは、広角端から望遠端まで、第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら、物体側へ移動する。
第４レンズ群Ｇ４は、広角端から中間状態まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、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１枚からなる。
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズの物体側の面の６面に用いている。
実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、明るさ絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第１レンズ群Ｇ１は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。
第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第３レンズ群Ｇ３と明るさ絞りＳは、広角端から望遠端まで、第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら、物体側へ移動する。
第４レンズ群Ｇ４は、広角端から中間状態まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、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１枚からなる。
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の像側の負メニスカスレンズの像側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズの像側の面の５面に用いている。
実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、明るさ絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第１レンズ群Ｇ１は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。
第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第３レンズ群Ｇ３と明るさ絞りＳは、広角端から望遠端まで、第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら、物体側へ移動する。
第４レンズ群Ｇ４は、広角端から中間状態まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、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１枚からなる。
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの像側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズの像側の面の５面に用いている。
実施例４のズームレンズは、図４に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、明るさ絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第１レンズ群Ｇ１は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。
第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第３レンズ群Ｇ３と明るさ絞りＳは、広角端から望遠端まで、第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら、物体側へ移動する。
第４レンズ群Ｇ４は、広角端から中間状態まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、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１枚からなる。
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの像側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズの像側の面の５面に用いている。
実施例５のズームレンズは、図５に示すように、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、明るさ絞りＳ、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４、正屈折力の第５レンズ群Ｇ５から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第１レンズ群Ｇ１は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。
第２レンズ群Ｇ２は、広角端から中間状態まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第１レンズ群Ｇ１との間隔を広げ、第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第３レンズ群Ｇ３と明るさ絞りＳは、広角端から望遠端まで、第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭め、第４レンズ群Ｇ４との間隔を広げながら、物体側へ移動する。
第４レンズ群Ｇ４は、広角端から中間状態まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げ、像面Ｉとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第４レンズ群Ｇ４は、固定されている。
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズ１枚からなり、第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚からなる。
非球面は、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの物体側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズの物体側の面の７面に用いている。
以下、各実施例におけるレンズの数値データを示す。
各実施例におけるレンズの数値データにおいては、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズの肉厚または間隔、ｎｄは各レンズのｄ線における屈折率、νｄは各レンズの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、E±Nは×１０±Nをそれぞれ示している。全長は、レンズの入射面から射出面までの光軸上の距離にバックフォーカスＢＦを加えたものである。全長及びバックフォーカスＢＦは、空気換算長で示している。各実施形態での条件式対応値は無限遠物点に合焦した状態での値である。
なお、各実施例は、ズームレンズ全系の焦点距離によらず、像高を一定にした場合の画角変化と、電気的に歪曲収差を補正した場合の画角変化、像高変化の値も記載している。広角端付近にて発生する樽型の歪曲収差（ディストーション）を電気的に補正するために、広角端での有効撮像領域を樽型にしているため、像高が中間状態と望遠端での像高よりも小さい値となっている。
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。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／[１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2]
＋A4×Ｙ4＋A6×Ｙ6＋A8×Ｙ8＋A10×Ｙ10
ただし、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
数値実施例１
単位 ｍｍ

面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 17.791 0.81 1.84666 23.78
2 12.005 3.08 1.77250 49.60
3 86.709 可変
4 66.506 0.75 1.88300 40.76
5 4.480 2.46
6（非球面） -31.306 0.65 1.58313 59.38
7（非球面） 13.781 0.10
8 12.506 1.29 1.92286 18.90
9 315.181 可変
10（絞り） ∞ -0.40
11（非球面） 4.358 2.44 1.49700 81.61
12（非球面） -12.005 0.10
13 7.191 1.31 2.10225 16.80
14（非球面） 4.388 可変
15（非球面） 9.676 1.58 1.52542 55.78
16 45.813 可変
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第６面
K=0.000,A4=-8.08347E-04,A6=3.75656E-05,A8=-8.70154E-07,A10=-2.10000E-08
第７面
K=0.000,A4=-1.28371E-03,A6=4.25827E-05,A8=-2.31366E-06
第１１面
K=-0.740,A4=3.67824E-04,A6=-2.24188E-05,A8=1.19854E-06
第１２面
K=-5.083,A4=1.16962E-03,A6=-2.27613E-04,A8=1.88604E-05
第１４面
K=-3.443,A4=5.43899E-03,A6=1.19187E-04
第１５面
K=0.361,A4=-1.48739E-04,A6=3.33684E-06,A8=-1.10231E-07,A10=-3.35750E-10

ズームデータ（像高 3.83で一定の場合）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.87 34.28
Ｆナンバー 3.11 4.03 6.05
画角 81.57 33.35 12.50

d3 0.30 6.25 11.70
d9 11.13 3.86 0.70
d14 5.45 6.59 18.30
d16 2.65 5.99 3.78

ＢＦ 4.19 7.54 5.35
レンズ全長 35.24 38.40 50.21

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.89
2 4 -6.08
3 11 8.95
4 15 23.00

ズームデータ（ディストーション電気補正時）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.87 34.28
Ｆナンバー 3.11 4.03 6.05
画角 75.77 33.35 12.50
像高 3.51 3.83 3.83
数値実施例２
単位 ｍｍ

面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 18.084 0.81 1.84666 23.78
2 11.051 3.10 1.81600 46.62
3 75.670 可変
4 57.210 0.75 1.81600 46.62
5 4.021 2.19
6 -59.513 1.21 1.93067 19.09
7 -10.809 0.37
8 -7.550 0.70 1.58313 59.38
9（非球面） -84.807 可変
10（絞り） ∞ -0.30
11（非球面） 4.636 2.56 1.49700 81.61
12（非球面） -8.016 0.10
13 6.444 1.18 2.10225 16.80
14（非球面） 4.080 可変
15 9.893 1.60 1.52542 55.78
16（非球面） 52.976 可変
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第９面
K=516.240,A4=-9.02519E-04,A6=-2.11145E-05
第１１面
K=-3.042,A4=2.08503E-03,A6=-1.44832E-04
第１２面
K=1.146,A4=9.60208E-04,A6=-9.14080E-05
第１４面
K=-0.544,A4=1.26081E-03,A6=1.76501E-04,A8=5.49600E-07
第１６面
K=0.000,A4=6.63364E-05,A6=-1.83062E-06

ズームデータ（像高 3.83で一定の場合）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.06 12.84 34.18
Ｆナンバー 3.08 4.02 6.04
画角 81.97 33.35 12.57

d3 0.30 6.18 11.70
d9 8.93 2.97 0.60
d14 5.30 5.92 18.08
d16 2.60 6.44 3.80

ＢＦ 4.11 7.97 5.33
レンズ全長 32.90 37.31 49.98

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.12
2 4 -5.36
3 11 8.11
4 15 22.86

ズームデータ（ディストーション電気補正時）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.06 12.84 34.18
Ｆナンバー 3.08 4.02 6.04
画角 75.98 33.35 12.57
像高 3.50 3.83 3.83
数値実施例３
単位 ｍｍ

面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 20.001 0.81 1.84666 23.78
2 12.364 3.07 1.81600 46.62
3 124.634 可変
4 94.246 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.36
6 -34.701 0.70 1.52542 55.78
7（非球面） 12.915 0.10
8 9.855 1.24 1.94595 17.98
9 31.445 可変
10（絞り） ∞ -0.30
11（非球面） 4.101 2.21 1.49700 81.61
12（非球面） -10.543 0.30
13 9.216 1.34 2.00170 19.30
14（非球面） 4.773 可変
15 9.600 1.59 1.52542 55.78
16（非球面） 44.033 可変
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第７面
K=0.095,A4=-4.32632E-04,A6=-2.55053E-06,A8=-1.11152E-06
第１１面
K=-1.078,A4=1.00474E-03,A6=-5.56504E-05
第１２面
K=0.000,A4=1.45394E-03,A6=-2.47470E-04,A8=1.52715E-05
第１４面
K=-1.142,A4=2.30205E-03,A6=3.35770E-04
第１６面
K=0.000,A4=1.16219E-04,A6=-5.73103E-06,A8=1.27697E-07

ズームデータ（像高 3.83で一定の場合）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.08 12.86 34.21
Ｆナンバー 3.10 4.05 6.04
画角 81.47 33.09 12.53

d3 0.30 6.22 11.70
d9 10.48 3.72 0.70
d14 5.36 6.57 17.85
d16 2.47 5.82 3.93

ＢＦ 4.00 7.35 5.46
レンズ全長 34.30 38.02 49.87

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.49
2 4 -5.89
3 11 8.62
4 15 23.00

ズームデータ（ディストーション電気補正時）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.08 12.86 34.21
Ｆナンバー 3.10 4.05 6.04
画角 75.69 33.09 12.53
像高 3.51 3.83 3.83
数値実施例４
単位 ｍｍ

面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 19.436 0.81 1.84666 23.78
2 12.179 3.01 1.80400 46.57
3 120.343 可変
4 91.118 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.36
6 -22.299 0.70 1.52542 55.78
7（非球面） 16.643 0.10
8 11.204 1.24 1.94595 17.98
9 51.000 可変
10（絞り） ∞ -0.30
11（非球面） 4.082 2.12 1.49700 81.61
12（非球面） -9.935 0.30
13 11.164 1.43 1.92287 20.80
14（非球面） 4.922 可変
15 9.605 1.59 1.52542 55.78
16（非球面） 44.252 可変
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第７面
K=2.468,A4=-5.09398E-04,A6=1.08408E-07,A8=-1.20478E-06
第１１面
K=-1.082,A4=1.03781E-03,A6=-5.80705E-05
第１２面
K=0.000,A4=1.63732E-03,A6=-2.60167E-04,A8=1.54732E-05
第１４面
K=-1.174,A4=2.25831E-03,A6=3.49404E-04
第１６面
K=0.000,A4=1.14861E-04,A6=-5.05049E-06,A8=1.15219E-07

ズームデータ（像高 3.83で一定の場合）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.85 34.21
Ｆナンバー 3.12 4.06 6.04
画角 81.60 33.14 12.53

d3 0.30 6.21 11.68
d9 10.92 3.86 0.70
d14 5.36 6.60 17.86
d16 2.57 5.90 4.05

ＢＦ 4.10 7.43 5.58
レンズ全長 34.78 38.20 49.92

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.40
2 4 -6.00
3 11 8.83
4 15 22.99

ズームデータ（ディストーション電気補正時）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.85 34.21
Ｆナンバー 3.12 4.06 6.04
画角 75.87 33.14 12.53
像高 3.51 3.83 3.83
数値実施例５
単位 ｍｍ

面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 17.912 0.80 1.84666 23.78
2 12.037 2.98 1.77250 49.60
3 85.075 可変
4 52.269 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.41
6（非球面） -30.820 0.60 1.58313 59.38
7（非球面） 14.570 0.10
8 10.821 1.24 1.94595 17.98
9 42.997 可変
10（絞り） ∞ -0.30
11（非球面） 4.174 1.89 1.49700 81.61
12（非球面） -12.814 0.10
13 6.462 1.35 2.10225 16.80
14（非球面） 3.994 可変
15（非球面） 15.000 1.48 1.52542 55.78
16 -60.061 可変
17（非球面） 15.000 0.80 1.52542 55.78
18 -14.474 0.10
19 ∞ 0.30 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第６面
K=7.548,A4=-7.20453E-04,A6=4.60250E-06
第７面
K=-19.224,A4=-3.45511E-04,A6=-1.38155E-05
第１１面
K=-0.986,A4=7.82686E-04,A6=-9.16230E-05
第１２面
K=-4.094,A4=1.33854E-04,A6=-1.75238E-04,A8=1.11412E-05
第１４面
K=-0.696,A4=2.85239E-03,A6=2.68798E-04
第１５面
K=0.000,A4=4.22970E-05,A6=-4.51175E-06
第１６面
K=0.000,A4=-5.73220E-04,A6=2.60520E-05

ズームデータ（像高 3.83で一定の場合）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.06 12.86 34.09
Ｆナンバー 3.14 4.03 6.04
画角 81.51 32.86 12.55

d3 0.25 6.34 11.70
d9 11.22 3.94 0.70
d14 5.53 6.01 16.90
d16 2.00 5.69 4.59

ＢＦ 1.59 1.63 1.63
レンズ全長 34.79 37.82 49.73

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 30.33
2 4 -5.99
3 11 8.60
4 15 23.00
5 17 515.19

ズームデータ（ディストーション電気補正時）
広角 中間 望遠
焦点距離 5.08 12.86 34.09
Ｆナンバー 3.14 4.03 6.04
画角 75.88 32.86 12.55
像高 3.52 3.83 3.83
以上の実施例１〜５の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図６〜図１０に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収差ＳＡ、非点収差ＡＳ、歪曲収差ＤＴ、倍率色収差ＣＣを示す。また、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角を示す。
次に、上記各実施例における条件値及び条件式（１）〜（７）並びにｙ07、ｆｗ、ω07wの値を示す。
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
（１） -1.516 -1.628 -1.382 -1.385 -1.533
（２） 1.144 1.151 1.1 1.104 1.188
（３） -0.183 -0.183 -0.182 -0.183 -0.185
（４） 4.131 4.453 3.149 2.577 4.235
（５） 16.8 16.8 19.3 20.8 16.8
（６） 64.81 64.81 62.31 60.81 64.81
（７） 6.757 6.76 6.732 6.753 6.730
（８） 0.983 0.930 0.929 0.927 0.935
ｙ07 2.43 2.55 2.55 2.55 2.68
ｆｗ 5.07 5.06 5.08 5.07 5.06
ω07w 28.24 29.67 29.57 29.69 29.5
各実施例にて、以下の構成としてもよい。
本実施例のズームレンズは矩形の光電変換面上に広角端では樽型の歪曲収差が発生する。一方、中間焦点距離状態付近や望遠端では歪曲収差の発生が抑えられる。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像領域は、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離状態や望遠端では矩形の形状となるようにすると良い。そして、あらかじめ設定した有効撮像領域を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。広角端での像高ＩHｗは、中間焦点距離状態の像高ＩＨｓや望遠端での像高ＩＨｔよりも小さくなるようにしている。
図１１に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円周上（像高）での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正する。
例えば、図１１において、半径Ｒの円の内側に位置する任意の半径ｒ1（ω）の円周上の点Ｐ1は、円の中心に向けて補正すべき半径ｒ1'（ω）円周上の点Ｐ2に移動させる。また、半径Ｒの円の外側に位置する任意の半径ｒ2（ω）円周上の点Ｑ1は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径ｒ2'（ω）円周上の点Ｑ2に移動させる。ここで、ｒ'（ω）は次のように表わすことができる。
ｒ'（ω）＝αｆtanω （０≦α≦１）
ただし、ωは被写体半画角、ｆは結像光学系（本発明では、ズームレンズ）の焦点距離である。
ここで、前記半径ｒの円上（像高）に対応する理想像高をＹとすると、
α＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／ｆtanω
となる。
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円の円周上（像高）の倍率を固定して、それ以外の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。
ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で（サンプリングのため）連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Ｒの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素（Ｘi，Ｙj）毎に、移動先の座標（Ｘ'i，Ｙ'j）を決める方法を用いるのがよい。なお、座標（Ｘ'i，Ｙ'j）に（Ｘi，Ｙj）の２点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標（Ｘ'i，Ｙ'j）の値を用いて補間すればよい。
このような方法は、特にズームレンズが有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Ｒの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。
本発明の電子撮像装置では、補正量ｒ'（ω）−ｒ（ω）を計算するために、ｒ（ω）すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高ｒと理想像高ｒ'／αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Ｒが、次の条件式を満足するのがよい。
０≦Ｒ≦０．６Ｌs
ただし、Ｌsは有効撮像面の短辺の長さである。
好ましくは、前記半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
０．３Ｌs≦Ｒ≦０．６Ｌs
さらには、前記半径Ｒは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径Ｒ＝０の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画素数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略
ｒ'（ω）＝αｆtanω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した１つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。そして、前記分割されたゾーン内の望遠鏡近傍で略
ｒ'（ω）＝αｆtanω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
ｆ＝ｙ／tanω
が成立する。ただし、ｙは像点の光軸からの高さ（像高）、ｆは結像系（本発明ではズームレンズ）の焦点距離、ωは撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度（被写体半画角）である。
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／tanω
となる。つまり、結像系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
また、ズームレンズにより撮影された画像の電気信号を、画像処理により倍率色収差による色のずれを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することが好ましい。ズームレンズの倍率色収差を電気的に補正することで、より良好な画像を得ることができるようになる。
一般に、電子スチルカメラにおいては被写体の像を、第１原色、第２原色、第３原色の３原色の像に分解して、それぞれの出力信号を演算により重ね合わせることによりカラー画像を再現するようにしている。ズームレンズに倍率色収差がある場合、第１原色の光による像を基準にして考えると、第２原色と第３原色の光による像が結像される位置は第１原色の像が結像される位置からずれることになる。電子的に画像の倍率色収差を補正するためには、第１原色に対する第２原色、第３原色の光の結像位置のずれの量をズームレンズの収差情報に基づいて撮像素子の各画素について予め求めておく。そして、撮影画像の各画素ごとに、第１原色とのズレ量だけ補正するよう座標変換を行ってやればよい。
例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の出力信号からなる画像について説明すれば、Ｇに対するＲとＢの結像位置ずれを各画素について求めておき、Ｇとのずれがなくなるように撮影画像の座標変換を行い、その後にＲとＢの信号を出力してやればよい。
倍率色収差はズーム、フォーカス、絞り値によって変化するが、各レンズポジション（ズーム、フォーカス、絞り値）ごとに、この第１原色からの第２原色及び第３原色のずれ量を補正データとして記憶保持装置に記憶させておくとよい。ズームポジションに応じて、この補正データを参照することで、第１原色信号に対する第２及び第３原色のずれを補正した第２及び第３原色信号とを出力することができる。
またゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもかまわない。
第１レンズ群の物体側、第１、２レンズ群間、第２、３レンズ群間、第３、４レンズ群間、第４、５レンズ群間、最も像面側の群から像面間のいずれの場所に配置しても良い。枠部材によりフレア光線をカットするように構成しても良いし、別の部材を構成しても良い。また光学系に直接印刷しても塗装してもシールなどを接着してもかまわない。またその形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもかまわない。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットしても良い。
また、各レンズには反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減してもかまわない。マルチコートであれば効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。また赤外カットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもかまわない。
また、画像周辺部の明るさのかげり（シェーディング）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低下量を補正しても良い。
ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことは一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面では接着材の屈折率が空気の屈折率よりも十分高い。そのためもともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多く、あえてコートを施すことは少ない。しかしながら、接合面にも積極的に反射防止コートを施せばさらにゴースト・フレアを軽減でき、なお良好な画像を得ることができるようになる。
特に、最近では高屈折率硝材が普及し収差補正効果が高いためカメラ光学系に多用されるようになってきているが、高屈折率硝材を接合レンズとして用いた場合、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのような場合、接合面に反射防止コートを施しておくことは特に効果的である。
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、特開2001-324676号、特開2005-92115号、USP7116482等に開示されている。
使用するコート材としては、基盤となるレンズの屈折率と接着材の屈折率に応じて、比較的高屈折率なＴａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、ＣｅＯ2、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、Ｙ2Ｏ3などのコート材、比較的低屈折率なＭｇＦ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などのコート材、などを適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い。
当然のことながら、レンズの空気接触面へのコーティング同様、接合面コートをマルチコートとしても良い。２層あるいはそれ以上の膜数のコート材や膜厚を適宜組み合わせることで、更なる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロールなどを行うことが可能となる。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。
図１２〜図１４は、以上のようなズームレンズを撮影光学系４１に組み込んだ本発明によるデジタルカメラの構成の概念図を示す。図１２はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１３は同後方正面図、図１４はデジタルカメラ４０の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図１２と図１４においては、撮影光学系４１の非沈胴時を示している。
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４上に位置するファインダー光学系４３、シャッターボタン４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７、焦点距離変更ボタン６１、設定変更スイッチ６２等を含み、撮影光学系４１の沈胴時には、カバー６０をスライドすることにより、撮影光学系４１とファインダー光学系４３とフラッシュ４６はそのカバー６０で覆われる。そして、カバー６０を開いてカメラ４０を撮影状態に設定すると、撮影光学系４１は図２０の非沈胴状態になり、カメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１のズームレンズを通して撮影が行われ、撮影光学系４１によって形成された物体像が、波長域制限コートを施したローパスフィルターＦとカバーガラスＣを介してＣＣＤ４９の撮像面（光電変換面）上に形成される。
このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる、なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピーディスク（登録商標）やメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。ファインダー用対物光学系５３は、複数のレンズ群（図の場合は３群）と正立プリズム５５ａ、５５ｂ、５５ｃからなる正立プリズム系５５とから構成され、撮影光学系４１のズームレンズに連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム系５５の視野枠５７上に形成される。この正立プリズム系５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、接眼光学系５９の射出側にカバー部材５０が配置されている。
図１５は、上記デジタルカメラ４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段５１は例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一次記憶メモリ１７、画像処理部１８等からなり、記憶手段５２は例えば記憶媒体部１９等からなる。
図１５に示すように、デジタルカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一次記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。
上記の一次記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１はバス２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。
操作部１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。
制御部１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ４０全体を制御する回路である。
ＣＣＤ４９は、本発明による撮影光学系４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ４９は、撮影駆動回路１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。
ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時メモリ１７に出力する回路である。
一次記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一次記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一次記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
表示部２０は、液晶表示モニター４７を備え、その液晶表示モニター４７に画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
本発明は、以上のような一般的な被写体を撮影する所謂コンパクトデジタルカメラだけではなく、広い画角が必要な監視カメラや、レンズ交換式のカメラに適用してもよい。
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
Ｇ５…第５レンズ群
Ｓ…明るさ絞り
Ｆ…光学的ローパスフィルター
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
１２…操作部
１３…制御部
１４、１５…バス
１６…撮像駆動回路
１７…一次記憶メモリ
１８…画像処理部
１９…記憶媒体部
２０…表示部
２１…設定情報記憶メモリ部
２２…バス
２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッターボタン
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…正立プリズム系
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、…正立プリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
６０…カバー
６１…焦点距離変更ボタン
６２…設定変更スイッチ

Claims (29)

  1. 物体側から像側へ順に、
    正屈折力をもつ第１レンズ群と、
    負屈折力をもつ第２レンズ群と、
    正屈折力をもつ第３レンズ群と、
    正屈折力をもつ第４レンズ群と、
    を有し、
    前記第２レンズ群よりも像側且つ前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面よりも物体側に配置された明るさ絞りを有し、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して、
    前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広がり、
    前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は狭まり、
    前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変動し、
    前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズの２枚のレンズからなり、
    前記第２レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分を最も物体側に有し、
    前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの２枚のレンズからなり、
    前記第４レンズ群は、１つの正レンズ成分からなる
    ことを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第１レンズ群は、広角端よりも望遠端にて物体側に位置する
    ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 前記第１レンズ群中の前記負レンズが前記第１レンズ群中の前記正レンズよりも物体側に位置し、
    前記第１レンズ群中の前記負レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもち、
    前記第１レンズ群中の前記正レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも大きい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもつ
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
  4. 前記第１レンズ群中の前記負レンズと前記正レンズは、いずれも物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のズームレンズ。
  5. 前記第１レンズ群中の前記負レンズと前記正レンズとが接合されている
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
  6. 前記第２レンズ群は、前記負メニスカスレンズ成分よりも像側に配置された正レンズと負レンズを有する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のズームレンズ。
  7. 前記第２レンズ群は、前記負メニスカスレンズ成分と、前記正レンズと、前記負レンズと、からなる
    ことを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
  8. 前記第２レンズ群は、前記負メニスカスレンズ成分と、前記負メニスカスレンズ成分よりも像側に配置され且つ正屈折力を有する後側レンズ群と、からなり、
    前記後側レンズ群は、正レンズと負レンズを有する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のズームレンズ。
  9. 前記第２レンズ群は、前記負メニスカスレンズ成分の像側に配置された非球面を有する負レンズを有する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のズームレンズ。
  10. 前記第２レンズ群中の前記負レンズは、非球面プラスチックレンズである
    ことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載のズームレンズ。
  11. 前記第３レンズ群は、広角端よりも望遠端にて物体側に位置する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のズームレンズ。
  12. 前記明るさ絞りが前記第３レンズ群と一体で移動する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかにに記載のズームレンズ。
  13. 前記第３レンズ群中の前記正レンズは両凸形状であり、前記負レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状である
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のズームレンズ。
  14. 前記第３レンズ群中の前記正レンズの物体側面と像側面が共に非球面である
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のズームレンズ。
  15. 前記第３レンズ群中の前記負レンズの像側面が非球面である
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載のズームレンズ。
  16. 前記第４レンズ群は、物体側に移動して、遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行う
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載のズームレンズ。
  17. 前記第４レンズ群は、1枚の正レンズからなる
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載のズームレンズ。
  18. 前記第４レンズ群は、非球面を持つメニスカスレンズからなる
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載のズームレンズ。
  19. 前記ズームレンズ中に含まれるレンズ群が前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群の４つのみである
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載のズームレンズ。
  20. 前記ズームレンズは、前記第４レンズ群の像側に配置され、且つ、曲面の屈折面を持つ第５レンズ群を有し、
    前記第５レンズ群は広角端から望遠端への変倍の際に固定であり、
    前記ズームレンズ中に含まれるレンズ群が前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群の５つのみである
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載のズームレンズ。
  21. 前記第１レンズ群は、以下の条件式（１）を満足する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項２０のいずれかに記載のズームレンズ。
    −３＜（Ｒ1f＋Ｒ1r）／（Ｒ1f−Ｒ1r）＜−１ ・・・（１）
    ただし、
    Ｒ1fは、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
    Ｒ1rは、前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
    である。
  22. 前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分は、以下の条件式（２）を満足する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項２１のいずれかに記載のズームレンズ。
    １＜（Ｒ2nf＋Ｒ2nr）／（Ｒ2nf−Ｒ2nr）＜１．４ ・・・（２）
    ただし、
    Ｒ2nfは、前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
    Ｒ2nrは、前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
    である。
  23. 前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分とは、以下の条件式（３）を満足する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項２２のいずれかに記載のズームレンズ。
    −０．３＜ｆ2n／ｆ1＜−０．１３ ・・・（３）
    ただし、
    ｆ2nは、前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズの焦点距離、
    ｆ1は、前記第１レンズ群の焦点距離、
    である。
  24. 前記第３レンズ群中の前記負レンズは、以下の条件式（４）を満足する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項２３のいずれかに記載のズームレンズ。
    １＜（Ｒ3nf＋Ｒ3nr）／（Ｒ3nf−Ｒ3nr）＜６ ・・・（４）
    ただし、
    Ｒ3nfは、前記第３レンズ群中の前記負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
    Ｒ3nrは、前記第３レンズ群中の前記負レンズの像側面の近軸曲率半径、
    である。
  25. 前記第３レンズ群中の前記負レンズは、以下の条件式（５）を満足する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項２４のいずれかに記載のズームレンズ。
    １５＜ν3n＜３５ ・・・（５）
    ただし、ν3nは、前記第３レンズ群中の前記負レンズのアッベ数である。
  26. 前記第３レンズ群中の前記正レンズと前記負レンズは、以下の条件式（６）を満足する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項２５のいずれかに記載のズームレンズ。
    ５＜ν3p−ν3n＜７０ ・・・（６）
    ただし、
    ν3pは、前記第３レンズ群中の前記正レンズのアッベ数、
    ν3nは、前記第３レンズ群中の前記負レンズのアッベ数、
    である。
  27. 以下の条件式（７）を満足する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項２６のいずれかに記載のズームレンズ。
    ４＜ｆｔ／ｆｗ ・・・（７）
    ただし、
    ｆｗは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    ｆｔは、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  28. ズームレンズと、
    その像側に配置された撮像面をもち前記ズームレンズにより形成された前記撮像面上の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
    を備え、
    前記ズームレンズが請求項１乃至請求項２７のいずれかに記載のズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
  29. 前記撮像素子にて撮像して得られた画像データを加工して形状を変化させた画像データとして出力する信号処理回路を備え、
    前記ズームレンズが広角端且つ最も遠距離に合焦した状態において、以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項２８に記載の撮像装置。
    ０．６５＜ｙ07／（ｆｗ・ｔａｎω07w）＜０．９９ ・・・（８）
    ただし、
    ｆｗは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離であり、
    撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をｙ10としたとき、
    ｙ07＝０．７×ｙ10で定義され、
    有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、ｙ10はとり得る値の最大値とし、
    ω07wは、広角端における撮像面上の中心から像高がｙ07となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角
    である。
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