JP2013160981A - ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広画角で高い変倍比を有しながらも、収差変動を抑えつつ、光軸方向の空間を効率良く使うことができるズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供すること。
【解決手段】物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、を有し、変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の相対間隔を変えるように、第１レンズ群と第２レンズ群とが移動し、最も像側に、物体側に凹面を向け、変倍時および合焦時に移動しないフィールドレンズが配置され、フィールドレンズは少なくとも物体側面に非球面を有し、フィールドレンズの直前に、正の屈折力のレンズ群が位置し、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．１０＜Ｒ_3Gr／Ｒ_flf＜０．４２ （１）
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置に関するものである。

近年では、銀塩フィルムカメラに代わり、ＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが主流となっている。更に、そのようなデジタルカメラは、業務用高機能タイプからコンパクトな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。

普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく持ち運びが便利な、薄型タイプのデジタルカメラが好まれるようになっており、撮影レンズ系もより一層の小型化が要望されている。
また、撮影領域について広角な画角特性が求められている一方、変倍比が５倍を越える高い光学性能を得られる、安価な構成のズームレンズを有する撮像装置が求められている。

比較的広角かつ少ないレンズ枚数で、高い変倍比のズームレンズを構成した先行技術としては、物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を有するタイプが知られている（特許文献１）。

特許文献１に開示されているズームレンズは、広画角でありながら、変倍比が５倍以上のズームレンズである。このような光学性能を実現するため、このズームレンズでは、最も像側に存在するフィールドレンズで、被写体距離の変動による収差変動を抑えている。具体的には、このフィールドレンズで、光軸から離れた周辺画像部での像面補正、特に像面湾曲などの補正を行なっている。この補正のために、特許文献１のズームレンズでは、フィールドレンズの曲率半径を小さくしている。

特開２０１０−０６０９０３号公報

しかしながら、フィールドレンズの曲率半径が小さくなると、フィールドレンズが占有する空間の長さ、特に、光軸方向における空間の長さが長くなるため、沈胴時の鏡枠内のフィールドレンズの占める割合が大きくなり、撮像装置の薄型化が困難になる。このように、特許文献１のズームレンズでは、光軸方向の空間を効率良く使うことが難しい。また、フィールドレンズの曲率および屈折力が強い場合、フィールドレンズの偏心により低次からの非点収差が変化するなど、光学性能の影響を受けやすくなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、広画角で高い変倍比を有しながらも、収差変動を抑えつつ、光軸方向の空間を効率良く使うことができるズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のズームレンズは、
物体側から順に、
負の屈折力の第１レンズ群と、
正の屈折力の第２レンズ群と、を有し、
変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の相対間隔を変えるように、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが移動し、
最も像側に、物体側に凹面を向け、変倍時および合焦時に移動しないフィールドレンズが配置され、
前記フィールドレンズは少なくとも物体側面に非球面を有し、
前記フィールドレンズの直前に、正の屈折力のレンズ群が位置し、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．１０＜Ｒ_3Gr／Ｒ_flf＜０．４２ （１）
但し、
Ｒ_3Grは前記正の屈折力のレンズ群の最も像側のレンズの像側面の曲率半径、
Ｒ_flfは前記フィールドレンズの物体側面の曲率半径、
である。

また、本発明の撮像装置は、前記ズームレンズと撮像素子とを含み、
前記フィールドレンズと前記撮像素子が一体となって駆動できる機構を有することを特徴とする。

本発明によれば、広画角で高い変倍比を有しながらも、収差変動を抑えつつ、光軸方向の空間を効率良く使うことができるズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた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３の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例４の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例５の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。 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。 歪曲収差の補正を説明する図である。 本発明のズームレンズを用い、撮像素子として小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳなどを用いた撮像装置としてのコンパクトカメラの断面図である。 撮像装置としてのデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 撮像装置としてのデジタルカメラの外観を示す後方斜視図である。 デジタルカメラの主要部の内部回路を示すブロック図である。

以下に、本発明にかかるズームレンズ及び撮像装置の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本実施形態のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、を有し、変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の相対間隔を変えるように、第１レンズ群と第２レンズ群とが移動し、最も像側に、物体側に凹面を向け、変倍時および合焦時に移動しないフィールドレンズが配置され、フィールドレンズは少なくとも物体側面に非球面を有し、フィールドレンズの直前に、正の屈折力のレンズ群が位置し、以下の条件式（１）を満足する。
０．１０＜Ｒ_3Gr／Ｒ_flf＜０．４２ （１）
但し、
Ｒ_3Grは正の屈折力のレンズ群の最も像側のレンズの像側面の曲率半径、
Ｒ_flfはフィールドレンズの物体側面の曲率半径、
である。

以下、このような構成をとった理由と作用を説明する。本実施形態のズームレンズでは、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群を有する構成を採用している。このように、屈折力が物体側から順に負・正となる構成は、レトロフォーカスと呼ばれる。このレトロフォーカスの構成を採用することで、本実施形態のズームレンズでは、広画角でありながら、ある程度の長さ（所望の長さ）のバックフォーカスを確保することができる。

そして、本実施形態のズームレンズでは、さらに、最も像側にフィールドレンズを配置している。このフィールドレンズは、物体側に凹面を向け、変倍時および合焦時に移動しない（静止している）。また、このフィールドレンズは、物体側面に非球面を有する。このようなフィールドレンズを備えることにより、被写体距離の変化に伴う収差変動を効率的に抑えることができる。

そして、本実施形態のズームレンズでは、フィールドレンズの直前に、正の屈折力のレンズ群が位置し、以下の条件式（１）を満足する。
０．１０＜Ｒ_3Gr／Ｒ_flf＜０．４２ （１）
但し、
Ｒ_3Grは正の屈折力のレンズ群の最も像側のレンズの像側面の曲率半径、
Ｒ_flfはフィールドレンズの物体側面の曲率半径、
である。

条件式（１）は、正の屈折力のレンズ群の最も像側のレンズの像側面の曲率半径と、フィールドレンズの物体側面の曲率半径の比について規定したものである。ここで、正の屈折力のレンズ群は、例えば、４群構成のズームレンズでは第３レンズ群であり、５群構成のズームレンズでは第４レンズ群である。

条件式（１）の下限を下回ると、フィールドレンズの物体側面の曲率半径が大きくなりすぎてしまう。その結果、像面補正の効果、特に周辺部における像面湾曲の補正の効果が低下する。よって、条件式（１）の下限を下回ることは好ましくない。

条件式（１）の上限を上回ると、フィールドレンズの物体側面の曲率半径が小さくなりすぎてしまう。その結果、沈胴時にフィールドレンズの占める空間が大きくなるために小型化に不利な構成となる。また、フィールドレンズが偏心した際に、光学性能への影響（光学性能の低下）が大きくなる。このようなことから、条件式（１）の上限を上回ることは、好ましくない。

また、本実施形態のズームレンズは、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
ｆ_t／ｄ_fl＞３２ （２）
但し、
ｆ_tはズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
ｄ_flはフィールドレンズの中心部の厚み、
である。

条件式（２）はフィールドレンズの中心部の厚みと、ズームレンズ全系における望遠端の焦点距離の比について規定したものである。なお、中心部の厚みとは、光軸上での厚みである。

条件式（２）の下限を下回る場合、ｆ_tの値が相対的に小さくなるので、高い変倍比を得ることができない。また、ｄ_flが相対的に大きくなるため、フィールドレンズの厚みが厚くなり、その結果、光学系の小型化に向かない構成となる。

また、本実施形態のズームレンズは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
ＡＳＰ_fl／ｄ_fl＜−０．４０ （３）
但し、
ＡＳＰ_flは望遠端において最外主光線がフィールドレンズの物体側面を通過する位置での非球面偏倚量、
ｄ_flはフィールドレンズの中心部の厚み、
である。

条件式（３）はフィールドレンズの物体側面の非球面偏倚量と、フィールドレンズの厚みの比について規定したものである。

条件式（３）の上限を上回ると、主に望遠端でのフィールドレンズによる像面補正の効果が低下する。また、レンズ周辺部における像面補正の効果も低下する。この効果の低下をフィールドレンズで補おうとすると、フィールドレンズのレンズ面の曲率半径が小さくなりやすい。そのため、光軸方向の空間を効率良く使うことが難しくなる。

また、条件式（３）の上限を上回ると、広角端から望遠端への変倍の際、像面変動が大きくなるので、光学性能の維持が困難になる。さらに、無限遠物体から至近物体（近距離物体）へのフォーカシングを正の屈折力のレンズ群で行なうと、像面変動が増大するので、光学性能の維持が困難になる。

ここで、正の屈折力のレンズ群で像面変動の増大を抑えようとすると、正の屈折力のレンズ群における像面補正の負担が増大する。そうすると、例えば、正の屈折力のレンズ群におけるレンズ枚数を増加させなくてはならない。その結果、ズームレンズの構成が複雑になってしまう。このようなことから、条件式（３）の上限を上回ることは好ましくない。

また、本実施形態のズームレンズは、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
｜ｆ_fl／ｆ_w｜＞１０ （４）
但し、
ｆ_flはフィールドレンズの焦点距離、
ｆ_wはズームレンズ全系の広角端での焦点距離、
である。

条件式（４）はフィールドレンズの屈折力を、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離で規格化したものである。

条件式（４）の下限を下回ると、フィールドレンズの屈折力が大きくなりすぎてしまう。この場合、光軸近傍の像面補正が過剰となるため、偏心時の光学性能への影響が大きくなる。よって、条件式（４）の下限を下回るとは好ましくない。

また、本実施形態のズームレンズは、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
ｆ_t／ｆ_w＞４．５ （５）
但し
ｆ_tはズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
ｆ_wはズームレンズ全系の広角端での焦点距離、
である。

また、本実施形態の撮像装置は、上記のズームレンズと撮像素子とを含み、フィールドレンズと撮像素子が一体となって駆動できる機構を有することを特徴とする。

このようにすることで、ズームレンズにおいて余計なレンズを減らせるので、ズームレンズ部分の小型化が容易となる。また、ゴーストの影響を低下させることができる。

また、本実施形態の撮像装置は、上記のズームレンズと撮像素子とを含み、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする。
ｆ_t／Ｌ_fl＞１０．５ （６）
但し、
Ｌ_flはフィールドレンズの物体側面から撮像素子の撮像面までの距離、
ｆ_tはズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
である。

条件式（６）は、フィールドレンズの物体側面から撮像素子の撮像面までの距離について規定した式である。

条件式（６）の下限を下回ると、ｆ_tの値が相対的に小さくなるため、高い変倍比を得ることができない。

また、機能（作用効果）をより確実にする上で、上述の各条件式は上限値、下限値を以下のようにすることが、好ましい。
条件式（１）について、
下限値を０．１２とすることがより好ましい。
上限値を０．３０とすることがより好ましい。
条件式（２）について、
下限値を３５、更には４０とすることがより好ましい。
条件式（３）について、
上限値を−０．４５とすることがより好ましい。
条件式（４）について、
下限値を１５とすることがより好ましい。
条件式（５）について、
下限値を５．０とすることがより好ましい。
条件式（６）について、
下限値を１１．０とすることがより好ましい。

なお、上述のズームレンズは、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好なズームレンズ、及び撮像装置を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜５について説明する。実施例１〜５の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図５に示す。図１〜図５中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、第５レンズ群はＧ５、明るさ（開口）絞りはＳ、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面はＩで示してある。なお、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。平行平板Ｆは、ローバスフィルターの機能を持たないようにしてもよい。また、フィルターＦが図示されていない実施例については、カバーガラスＣがフィルターＦの機能をあわせ持っている。

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Ｓ以外にフレア絞りを配置してもかまわない。フレア絞りを配置する場所は、第１レンズ群Ｇ１の物体側、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間、のいずれでも良い。加えて、ズームレンズが４つのレンズ群で構成されている場合、フレア絞りを配置する場所は、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉの間のいずれでも良い。また、ズームレンズが５つのレンズ群で構成されている場合、フレア絞りを配置する場所は、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉの間のいずれでも良い。

また、枠部材により不要光をカットするように構成しても良いし、別の部材を用いて不要光をカットする構成にしても良い。また、不要光をカットするパターンを、直接、光学系（光学面）に印刷、あるいは塗装しても良い。また、不要光をカットするシールなどを、光学系に接着（貼付）してもかまわない。

また、フレア絞りや、不要光をカットする部材・パターンにおいて、不要光をカットする領域の形状は、円形、楕円形、矩形、多角形、所定の曲線で囲んだ形状等、いかなる形状でもかまわない。また、これらを使って、不要光（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原因となる光束をカットしても良い。なお、所定の曲線は関数で表された曲線であっても良い。

また、各レンズ群のレンズには反射防止コートを施し、ゴースト、フレアを軽減してもかまわない。反射防止コートをマルチコートにすれば、効果的にゴースト、フレアを軽減できる。また、赤外カットコートをレンズ面、カバーガラス等に施してもかまわない。

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、接合面の反射率は、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、あえて接合面に反射防止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・フレアを軽減できるので、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ているが、高屈折率硝材は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。しかしながら、高屈折率硝材を接合レンズに用いた場合、接合面での反射が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。

接合面における反射防止コートの効果的な使用法に関しては、特開平２−２７３０１号公報、特開２００１−３２４６７６号公報、特開２００５−９２１１５号公報、米国特許第７１１６４８２号明細書等の文献に開示されている。これらの文献では、正先行型のズームレンズが開示され、反射防止コートについては、特に、第１レンズ群内の接合面の反射防止コートについて述べられている。

そこで、本発明のズームレンズにおいても、第１レンズ群Ｇ１内の接合レンズ面についても、これら文献に開示されているごとくコートを施せばよい。使用するコート材は、基盤となるレンズの屈折率と接着材の屈折率に応じて、適宜選択すればよい。例えば、比較的高屈折率なコート材として、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｙ_２Ｏ_３などを、比較的低屈折率なコート材として、ＭｇＦ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３などを適宜使用し、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、接合面への反射防止コートをマルチコートとしても良い。また、膜数（２層あるいはそれ以上）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、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Ｇ１以外のレンズ群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への反射防止コートを行うことが効果的なのは言うまでもない。

また、ピント調節を行うためのフォーカシングは、ズームレンズが４つのレンズ群で構成されている場合、第３レンズ群Ｇ３で行なうことが望ましく、また、ズームレンズが５つのレンズ群で構成されている場合、第３レンズ群Ｇ３、あるいは第４レンズ群Ｇ４で行なうことが望ましい。第３レンズ群Ｇ３はレンズの重量が軽量なため、この第３レンズ群Ｇ３でフォーカシングを行うと、モータにかかる負荷が少ない。なお、他のレンズ群でフォーカシングを行っても良い。また、複数のレンズ群を移動して、フォーカシングを行っても良い。また、レンズ系全体を繰り出してフォーカシングを行っても良いし、一部のレンズを繰り出し、もしくは繰り込みしてフォーカシングしても良い。

また、各実施例において、数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はｍｍ、角度の単位は°（度）である。さらに、ズームデータは広角端（広角）、中間焦点距離状態（中間）、望遠端（望遠）での値である。

実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を有する。ここで、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力のレンズ群、第４レンズ群Ｇ４がフィールドレンズである。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動した後に物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は像側に移動した後に物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と両凹負レンズＬ５の接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７からなる。

非球面は、正メニスカスレンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ６の像側面と、負メニスカスレンズＬ７の物体側面と、の６面に用いられている。

なお、明るさ絞りＳは、両凸正レンズＬ３の物体側面の面頂よりも、像側に位置している。ここで、図１では、明るさ絞りＳの光軸上における位置は示されていないため、ｄ４とｄ５の区別しづらくなっているが、次のとおりである。ｄ４は、正メニスカスレンズＬ２の像側面の面頂から、両凸正レンズＬ３の物体側面の面頂を通過し、明るさ絞りＳの光軸上における位置（不図示）までの距離（プラス）である。また、ｄ５は、明るさ絞りＳの光軸上における位置（不図示）から両凸正レンズＬ３の物体側面の面頂までの距離（マイナス）である。なお、実施例２〜５についても同様である。

実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を有する。ここで、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力のレンズ群、第４レンズ群Ｇ４がフィールドレンズである。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動した後に物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動した後に像側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５との接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７からなる。

非球面は、正メニスカスレンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ６の像側面と、正メニスカスレンズＬ７の物体側面と、の６面に用いられている。

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、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を有する。ここで、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力のレンズ群、第４レンズ群Ｇ４がフィールドレンズである。

広角端から望遠端への変倍時に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動した後に物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動した後に像側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、平凸正レンズＬ４と平凹負レンズＬ５の接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７からなる。

非球面は、正メニスカスレンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ６の像側面と、負メニスカスレンズＬ７の物体側面と、の６面に用いられている。
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、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口)絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を有する。ここで、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力のレンズ群、第４レンズ群Ｇ４がフィールドレンズである。

広角端から望遠端への変倍時に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動した後に物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は像側に移動した後に物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５の接合レンズと、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７からなる。

非球面は、正メニスカスレンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ６の像側面と、負メニスカスレンズＬ７の物体側面と、の６面に用いられている。
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、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ（開口）絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を有する。ここで、第４レンズ群Ｇ４が正の屈折力のレンズ群、第５レンズ群Ｇ５がフィールドレンズである。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側に移動した後に物体側に移動する。第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動した後に像側に移動する。第５レンズ群Ｇ５は固定されている。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。

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Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、からなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４の接合レンズと、両凸正レンズＬ５と、からなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凹負レンズＬ６からなる。第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ７からなる。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Ｌ８からなる。

非球面は、負メニスカスレンズＬ１の両面と、正メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンＬ３の物体側面と、両凸正レンズＬ５の両面と、両凹負レンズＬ６の像側面と、両凸正レンズＬ７の像側面と、正メニスカスレンズＬ８の物体側面と、の１０面に用いられている。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ｆｂはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。ｆｂ（バックフォーカス）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。

また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式（Ｉ）で表される。
ここで、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ^２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）^２｝^１／２］＋Ａ_４×Ｙ^４＋Ａ_６×Ｙ^６＋Ａ_８×Ｙ^８＋Ａ_１０×Ｙ^１０＋Ａ_１２×Ｙ^１２ （Ｉ）
ここで、
ｒは近軸曲率半径、
Ｋは円錐係数、
Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀、Ａ₁₂はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。

数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 -379.807 0.50 1.72916 54.68
2 6.210 1.86
3* 12.036 1.87 1.63493 23.90
4* 29.757 可変
5(絞り) ∞ -0.10
6* 5.617 1.48 1.55880 62.55
7* -21.002 0.10
8 8.506 1.75 1.80400 46.57
9 -11.593 0.40 1.66680 33.05
10 3.618 可変
11 -83.333 1.89 1.53071 55.69
12* -9.361 可変
13* -75.000 0.50 1.53071 55.69
14 -131.563 0.40
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞

非球面データ
第３面
K=0.000
A4=-1.79257e-04,A6=1.25179e-05
第４面
K=0.000
A4=-5.37200e-04,A6=1.54835e-05,A8=-2.17403e-07,A10=-3.45431e-09
第６面
K=0.000
A4=-7.19399e-04,A6=-3.58883e-05,A8=2.19726e-06
第７面
K=0.000
A4=4.15763e-04,A6=-3.74428e-05,A8=3.19290e-06
第１２面
K=0.000
A4=3.65546e-04,A6=-6.06579e-06,A8=1.00058e-07
第１３面
K=0.000
A4=-1.50000e-03,A6=6.00000e-06

ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.73 11.00 26.87
ＦＮＯ． 3.39 5.23 6.73
画角２ω 83.06 37.00 15.35
fb (in air) 1.13 1.10 1.08
全長 (in air) 35.31 31.46 43.83

d4 16.56 5.70 0.60
d10 3.56 10.97 28.35
d12 3.80 3.45 3.56

群焦点距離
f1=-12.15 f2=10.17 f3=19.70 f4=-329.71

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 -191.555 0.50 1.72916 54.68
2 6.438 1.77
3* 10.607 1.71 1.63493 23.90
4* 21.971 可変
5(絞り) ∞ -0.20
6* 5.593 1.63 1.58313 59.38
7* -18.379 0.10
8 6.991 1.26 1.80610 40.92
9 63.116 0.56 1.74077 27.79
10 3.586 可変
11 -55.556 1.65 1.53071 55.69
12* -10.515 可変
13* -75.000 0.40 1.53071 55.69
14 -31.555 0.20
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞

非球面データ
第３面
K=0.000
A4=-1.14398e-04,A6=2.14045e-06
第４面
K=0.000
A4=-4.15289e-04,A6=7.39897e-06,A8=-2.62628e-07
第６面
K=0.000
A4=-8.06031e-04,A6=-1.73341e-05,A8=3.11630e-07,A10=-3.92018e-08
第７面
K=0.000
A4=1.80835e-04,A6=-1.02940e-05,A8=3.02081e-07
第１２面
K=0.000
A4=1.30588e-04
第１３面
K=0.000
A4=-3.30000e-03,A6=7.00000e-05

ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.76 11.09 27.53
ＦＮＯ． 3.47 5.12 6.78
画角２ω 85.12 36.45 14.89
fb (in air) 0.94 0.92 0.89
全長 (in air) 35.53 29.80 41.46

d4 17.52 5.41 0.70
d10 3.82 9.20 26.93
d12 3.88 4.90 3.58

群焦点距離
f1=-12.33 f2=9.92 f3=24.13 f4=102.32

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 -107.388 0.40 1.72916 54.68
2 6.785 1.78
3* 11.904 1.69 1.63493 23.90
4* 27.575 可変
5(絞り) ∞ -0.20
6* 5.467 1.71 1.58313 59.38
7* -20.023 0.12
8 7.621 1.35 1.77250 49.60
9 ∞ 0.40 1.68893 31.07
10 3.618 可変
11 -55.556 1.60 1.53071 55.69
12* -9.756 可変
13* -56.000 0.40 1.53071 55.69
14 -57.650 0.30
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞

非球面データ
第３面
K=0.000
A4=-1.10813e-04,A6=1.52043e-06
第４面
K=0.000
A4=-3.75650e-04,A6=1.62042e-06,A8=-1.43158e-08,A10=-2.87193e-09
第６面
K=0.000
A4=-6.66112e-04,A6=-2.17841e-05,A8=9.34287e-07,A10=-7.54418e-08
第７面
K=0.000
A4=3.58972e-04,A6=-8.61359e-06
第１２面
K=0.000
A4=1.07879e-04,A6=2.97445e-06
第１３面
K=0.000
A4=-3.00000e-03,A6=8.00000e-05

ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.52 10.21 28.74
ＦＮＯ． 3.27 4.79 6.94
画角２ω 89.83 40.07 14.53
fb (in air) 1.08 1.07 1.04
全長 (in air) 36.09 30.16 42.83

d4 18.47 6.37 0.81
d10 2.72 8.61 29.04
d12 4.56 4.87 2.69

群焦点距離
f1=-12.64 f2=10.30 f3=22.03 f4=-4025.08

数値実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 -130.017 0.50 1.72916 54.68
2 6.527 1.73
3* 11.342 1.74 1.63493 23.90
4* 26.958 可変
5(絞り) ∞ -0.20
6* 5.930 1.74 1.58313 59.38
7* -24.448 0.10
8 5.663 1.60 1.78800 40.00
9 166.127 0.40 1.75520 27.51
10 3.272 可変
11 -40.000 1.65 1.53071 55.69
12* -8.090 可変
13* -19.817 0.50 1.53071 55.69
14 -29.798 0.40
15 ∞ 0.30 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
17 ∞ 0.50 1.51633 64.14
18 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞

非球面データ
第３面
K=0.000
A4=-1.65275e-04,A6=5.38302e-06
第４面
K=0.000
A4=-4.10358e-04,A6=2.70625e-06,A8=7.19436e-08,A10=-5.57767e-09
第６面
K=0.000
A4=-2.83431e-04,A6=-1.67824e-05,A8=-9.22292e-08,A10=-4.51939e-08
第７面
K=0.000
A4=4.72792e-04,A6=-1.32704e-05,A8=-5.57160e-07
第１２面
K=0.000
A4=5.97426e-04,A6=-2.60730e-05,A8=1.63521e-06,A10=-3.78955e-08
第１３面
K=0.000
A4=-2.14427e-04

ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.69 11.54 26.98
ＦＮＯ． 3.35 5.29 6.68
画角２ω 87.87 36.44 15.89
fb (in air) 1.80 1.80 1.80
全長 (in air) 35.46 30.27 40.91

d4 17.71 5.67 0.70
d10 3.50 10.65 25.92
d12 2.68 2.38 2.72

群焦点距離
f1=-12.55 f2=9.85 f3=18.77 f4=-113.45

数値実施例５
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1* 290.650 0.45 1.74320 49.34
2* 4.462 1.30
3* 8.425 2.00 1.63493 23.90
4* 31.783 可変
5(絞り) ∞ 0.10
6* 4.583 1.99 1.74320 49.34
7 31.019 0.35 1.68893 31.07
8 3.996 0.51
9* 5.972 1.27 1.49700 81.54
10* -13.931 可変
11 -164.384 0.50 1.53071 55.69
12* 9.954 可変
13 68.341 1.80 1.53071 55.69
14* -10.335 可変
15* -25.000 0.60 1.51633 64.14
16 -25.000 0.35
17 ∞ 0.50 1.51633 64.14
18 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞

非球面データ
第１面
K=0.000
A4=6.91736e-05,A6=-9.82214e-06,A8=1.38631e-07,A10=-5.91818e-10
第２面
K=-0.761
A4=3.48404e-04,A6=-1.19235e-05,A8=-1.21454e-07
第３面
K=0.000
A4=2.88704e-04
第４面
K=0.000
A4=6.16666e-05,A6=2.32444e-06,A8=-6.29438e-07,A10=1.38917e-08
第６面
K=-0.373
A4=2.06263e-04,A6=-8.01337e-06,A8=9.59479e-07
第９面
K=-0.859
A4=-7.45192e-04,A6=5.56460e-05
第１０面
K=0.000
A4=-3.62399e-04,A6=2.08596e-05,A8=4.79844e-06
第１２面
K=0.000
A4=8.40737e-04,A6=-2.54416e-05
第１４面
K=0.000
A4=1.89960e-04,A6=-3.41510e-06,A8=4.60717e-08
第１５面
K=0.000
A4=-5.56690e-05,A6=-1.34100e-05,A8=-3.24840e-07

ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.37 11.88 25.10
ＦＮＯ． 2.60 3.95 6.63
画角２ω 88.83 34.62 16.71
fb (in air) 1.05 1.05 1.05
全長 (in air) 38.18 32.26 37.71

d4 17.75 4.06 0.50
d10 1.51 4.85 10.81
d12 2.30 5.43 11.49
d14 4.71 6.01 3.00

群焦点距離
f1=-10.15 f2=8.73 f3=-17.67 f4=17.05 f5=5924.72

以上の実施例１〜５の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図６〜図１０に示す。これらの収差図において、（ａ）〜（ｄ）は広角端、（ｅ）〜（ｈ）は中間焦点距離状態、（ｉ）〜（ｌ）は望遠端における、球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。各図中、 “ω”は半画角を示す。

次に、各実施例における条件式（１）〜（６）の値を掲げる。
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
(1) R_3Gr/R_flf 0.12 0.14 0.17 0.41 0.41
(2) f_t/d_fl 53.74 68.82 72.02 53.97 41.83
(3) ASP_fl/d_fl -0.51 -1.00 -0.85 - -
(4) |f_fl/f_w| 69.66 21.52 890.82 24.20 1356.61
(5) f_t/L_fl 5.68 5.78 6.36 5.75 5.74
(6) f_t/f_wl 16.44 20.61 19.65 11.75 15.21

（歪曲収差の補正）
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。

例えば、図１１に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円周上（像高）での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させることで歪曲を補正する。より具体的には、任意の半径ｒ（ω）が半径ｒ’（ω）となるように、各円周上の点を同心円状に移動させる。

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ｒ_１（ω）の円周上の点Ｐ_１は、円の中心に向けて補正すべき半径ｒ_１’（ω）の円周上の点Ｐ_２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ｒ_２（ω）の円周上の点Ｑ_１は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径ｒ_２’（ω）の円周上の点Ｑ_２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）＝α・ｆ・ｔａｎω
ここで、
ωは被写体半画角、
ｆは結像光学系（本発明では、ズームレンズ）の焦点距離、
αは０以上１以下、
である。

ここで、半径Ｒの円上（像高）に対応する理想像高をＹとすると、
α＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／（ｆ・ｔａｎω）、
となる。

光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であるため、歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円の円周上（像高）の倍率を固定して、それ以外の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点を略放射方向に移動させることで歪曲を補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。

ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で（サンプリングのため）連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる半径Ｒの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。

つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、倍率を固定できる円は存在しない。そこで、画素（Ｘｉ，Ｙｊ）毎に、移動先の座標（Ｘｉ’，Ｙｊ’）を決める方法を用いるのがよい。なお、座標（Ｘｉ’，Ｙｊ’）に（Ｘｉ，Ｙｊ）の２点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標（Ｘｉ’，Ｙｊ’）の値を用いて補間すればよい。

このような方法は、特にズームレンズを有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して像の歪みが著しく、光学像上に描かれる半径Ｒの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、このような方法は、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。

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、半径Ｒが、次の条件式を満足するのがよい。

０≦Ｒ≦０．６Ｌｓ
ここで、Ｌｓは有効撮像面の短辺の長さである。

好ましくは、半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
０．３Ｌｓ≦Ｒ≦０．６Ｌｓ
さらには、半径Ｒは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径Ｒ＝０の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、画質の面で若干の不利があるが、広画角化しても小型化にするための効果は確保できる。

なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略、
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。

ここで、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した１つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。

そして、分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
ｒ’（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。

ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω
が成立する。
ここで、ｙは像点の光軸からの高さ（像高）、ｆは結像系（本発明ではズームレンズ）の焦点距離、ωは撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度（被写体半画角）である。

結像光学系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω
となる。つまり、結像光学系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。

（デジタルカメラ）
図１２は、本発明のズームレンズを用い、撮像素子として小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳなどを用いた撮像装置としてのコンパクトカメラ１の断面図である。コンパクトカメラ１の鏡筒内には撮像レンズ系２が配置され、ボディには、撮像素子面４、バックモニタ５が配置されている。
ここで、鏡筒にマウント部を設けて、撮像レンズ系２を一眼ミラーレスカメラのボディに対して着脱可能とすることもできる。このマウント部は、例えばスクリュータイプやバヨネットタイプ等のマウントを用いる。
また、コンパクトカメラ１は、フィールドレンズと撮像素子４ａを一体に駆動する機構である駆動部６を有する。これにより、ズームレンズ部分の小型化が容易となる。また、ゴーストの影響を低下させることができる。

このような構成のコンパクトカメラ１の撮像レンズ系２として、例えば上記実施例１〜５に示した本発明のズームレンズが用いられる。

図１３、図１４は、ズームレンズを撮影光学系４１に組み込んだ、本発明に係る撮像装置の構成の概念図を示す。図１３は撮像装置としてのデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１４は同後方斜視図である。

この実施形態のデジタルカメラ４０は、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、シャッターボタン４５、液晶表示モニター４７等を含み、デジタルカメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、結像面近傍に設けられた撮像素子（光電変換面）上に形成される。この撮像素子で受光された物体像は、処理手段によって電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、撮影された電子画像は記録手段に記録することができる。

（内部回路）
図１５は、デジタルカメラ４０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部等で構成される。

図１５に示すように、デジタルカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１は、バス２２を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。

操作部１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１３に通知する。制御部１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、デジタルカメラ４０全体を制御する。

ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、撮像光学系４１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し、かつ、アナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力されるＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記録媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する。

表示部２０は、液晶表示モニター４７などにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、操作部１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。

このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１として本発明のズームレンズを採用することで、広画角で高い変倍比を有しながらも、収差変動を抑えつつ、光軸方向の空間を効率良く使うことができる撮像装置とすることが可能となる。

以上のように、本発明に係るズームレンズ及び撮像装置は、広画角で高い変倍比を有しながらも、収差変動を抑えつつ、光軸方向の空間を効率良く使うことができるズームレンズ、及び撮像装置に有用である。

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（開口）絞り
Ｆ…フィルター
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
１…コンパクトカメラ
２…撮像レンズ系
４…撮像素子面
４ａ…撮像素子
５…バックモニタ
６…駆動部
１２…操作部
１３…制御部
１４、１５…バス
１６…撮像駆動回路
１７…一時記憶メモリ
１８…画像処理部
１９…記憶媒体部
２０…表示部
２１…設定情報記憶メモリ部
２２…バス
２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４５…シャッターボタン
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ

Claims (7)

1. 物体側から順に、
   負の屈折力の第１レンズ群と、
   正の屈折力の第２レンズ群と、を有し、
   変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の相対間隔を変えるように、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが移動し、
   最も像側に、物体側に凹面を向け、変倍時および合焦時に移動しないフィールドレンズが配置され、
   前記フィールドレンズは少なくとも物体側面に非球面を有し、
   前記フィールドレンズの直前に、正の屈折力のレンズ群が位置し、
   以下の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   ０．１０＜Ｒ_3Gr／Ｒ_flf＜０．４２ （１）
   但し、
   Ｒ_3Grは前記正の屈折力のレンズ群の最も像側のレンズの像側面の曲率半径、
   Ｒ_flfは前記フィールドレンズの物体側面の曲率半径、
   である。
2. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
   ｆ_t／ｄ_fl＞３２ （２）
   但し、
   ｆ_tは前記ズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
   ｄ_flは前記フィールドレンズの中心部の厚み、
   である。
3. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
   ＡＳＰ_fl／ｄ_fl＜−０．４０ （３）
   但し、
   ＡＳＰ_flは望遠端において最外主光線が前記フィールドレンズの物体側面を通過する位置での非球面偏倚量、
   ｄ_flは前記フィールドレンズの中心部の厚み、
   である。
4. 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３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   ｜ｆ_fl／ｆ_w｜＞１０ （４）
   但し、
   ｆ_flは前記フィールドレンズの焦点距離、
   ｆ_wは前記ズームレンズ全系の広角端での焦点距離、
   である。
5. 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４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   ｆ_t／ｆ_w＞４．５ （５）
   但し、
   ｆ_tは前記ズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
   ｆ_wは前記ズームレンズ全系の広角端での焦点距離、
   である。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の前記ズームレンズと撮像素子とを含み、
   前記フィールドレンズと前記撮像素子が一体となって駆動できる機構を有することを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の前記ズームレンズと撮像素子とを含み、
   以下の条件式（６）を満足することを特徴とする撮像装置。
   ｆ_t／Ｌ_fl＞１０．５ （６）
   但し、
   Ｌ_flは前記フィールドレンズの物体側面から前記撮像素子の撮像面までの距離、
   ｆ_tは前記ズームレンズ全系の望遠端での焦点距離、
   である。

Images