JP2006337592A

JP2006337592A - ズームレンズおよび情報装置

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Publication number: JP2006337592A
Application number: JP2005160531A
Authority: JP
Inventors: Kazuyasu Ohashi; 和泰大橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP4732006B2

Abstract

【課題】広角端での半画角が３８度以上で変倍比４．５倍以上を有し、小型で４００万〜８００万画素以上の撮像素子対応の解像力を持つズームレンズの実現を可能ならしめる。
【解決手段】物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｉ、負の屈折力を有する第２レンズ群ＩＩ、正の屈折力を有する第３レンズ群ＩＩＩ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＩＶを有し、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、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも第１レンズ群および第３レンズ群が物体側へ移動するズームレンズであって、第１レンズ群は１枚の負レンズと２枚の正レンズを有し、第４レンズ群が１枚の正レンズで構成され、広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、第４レンズ群を構成する正レンズの物体側面の曲率半径：ｒ４Ｆが、条件：（１）１．６＜ｒ４Ｆ／ｆｗ＜４．０を満足する。
【選択図】図１

Description

この発明はズームレンズおよび情報装置に関する。
この発明のズームレンズは、デジタルカメラに好適に使用できるほか、ビデオカメラや銀塩カメラに使用することができる。この発明の情報装置はデジタルカメラやビデオカメラ、銀塩カメラ等として実施でき、さらには携帯情報端末装置として実施することができる。

近来、デジタルカメラや「撮影機能を持つ携帯情報端末装置」が広く普及しつつあり、、これらの装置に対するユーザの要望も多岐にわたるが、撮影画像の高画質化と装置本体の小型化は常にユーザの欲するところであり、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（高解像力・広画角・高変倍比の実現）と小型化の両立が求められている。

ズームレンズの小型化という面では、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であり、また、各レンズ群の厚みを短縮して、収納時の全長を抑えることも重要である。

ズームレンズの高性能化という面では、解像力の面から、少なくとも４００万画素、望ましくは８００万画素以上の撮像素子に対応した高解像力を「全ズーム域」にわたって有することが求められる。

また、広画角化に関しては「広角端における半画角：３８度以上」が望ましい。半画角：３８度は「３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離」で２８ｍｍに相当する。

さらに、高変倍比化に関しては、３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜１３５ｍｍ相当程度（約４．８倍）のズームレンズであれば、一般的な撮影の殆どをこなすことが可能であると考えられる。

従来、４群構成のズームレンズとして「物体側より順に、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、開口絞り、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を配設し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群および第３レンズ群が物体側へ単調に移動し、第２レンズ群が固定で、第４レンズ群が移動するズームレンズ」が特許文献１に開示されている。

また、上記と同様の４群構成で、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群および第３レンズ群が物体側へ単調に移動し、第２レンズ群が像側へ単調に移動し、第４レンズ群が移動するズームレンズが特許文献２に開示されている。

さらに、上記と同様の４群構成で、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群および第３レンズ群が物体側へ単調に移動し、第２レンズ群が一旦像側へ移動した後に物体側に移動するズームレンズが特許文献３〜６に開示されている。

特許文献１、２に開示されたズームレンズは、広角端における半画角が２５〜３２度程度に止まっており、広画角化の面でなお改良の余地がある。
特許文献３〜６に開示されたズームレンズのうちには、広角端における半画角：３４〜３７度程度のもが提案されているが、変倍比の面では、大きなものでも４倍強に留まっており、高変倍化の面でなお改良の余地がある。

特開平０４−１９０２１１号公報特開平０４−２９６８０９号公報特開２００３−３１５６７６特開２００４−２１２６１６特開２００４−２１２６１８特開２００４−２２６６４５

この発明は上述した事情に鑑み、広角端における半画角が３８度以上と十分に広画角でありながら４．５倍以上の変倍比を有し、小型でかつ４００万〜８００万画素以上の撮像素子に対応した高解像力を有するズームレンズの実現を可能ならしめるとともに、かかる高性能のズームレンズを撮影用光学系として有する「撮影機能を有する情報装置」の実現を課題とする。

この発明のズームレンズは「物体側より順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも第１レンズ群および第３レンズ群が物体側へ移動するズームレンズ」である。

請求項１記載のズームレンズは以下の点を特徴とする。
即ち、第１レンズ群は１枚の負レンズと２枚の正レンズを有し、第４レンズ群が１枚の正レンズで構成される。そして、広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、第４レンズ群を構成する正レンズの物体側面の曲率半径：ｒ４Ｆが、条件：
（１）１．６＜ｒ４Ｆ／ｆｗ＜４．０
を満足する。

請求項２記載のズームレンズは以下の点を特徴とする。
即ち、第４レンズ群が「両面を非球面とする１枚の正レンズ」で構成され、広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、第４レンズ群を構成する正レンズの物体側面の曲率半径：ｒ４Ｆが、上記の条件（１）を満足する。

請求項２記載のズームレンズは、第４レンズ群を構成する正レンズの屈折率：Ｎ４、上記正レンズの物体側非球面における最大光線有効高さの８割における非球面量：Ｘ_４Ｏ(Ｈ０．８)、上記正レンズの像側非球面における最大光線有効高さの８割における非球面量：Ｘ_４Ｉ(Ｈ_０．８)、最大像高：Ｙ’ｍａｘが、条件：
（２） −０．００８０＜(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)／Ｙ’ｍａｘ＜０．０
（３） −０．００１０＜{(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)
＋(１−Ｎ４)Ｘ_４Ｉ(Ｈ_０．８)}／Ｙ’ｍａｘ＜０．００１０
を満足することが好ましい（請求項３）。

請求項２または３記載のズームレンズにおける「第１レンズ群」は、１枚の負レンズと２枚の正レンズを有する構成とすることができる（請求項４）。

請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍における第１レンズ群の総移動量：Ｘ１、望遠端における全系の焦点距離：ｆＴが、条件：
（４）０．３０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
満足することが好ましい（請求項５）。

請求項１〜５の任意の１に記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の総移動量：Ｘ３、望遠端における全系の焦点距離：ｆＴが、条件：
（５）０．１５＜Ｘ３／ｆＴ＜０．５０
を満足することが好ましい（請求項６）。

請求項１〜６の任意の１に記載のズームレンズは、第２レンズ群の焦点距離：ｆ２、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３が、条件：
（６）０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０
を満足することが好ましい（請求項７）。

請求項１〜７の任意の１に記載のズームレンズは、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、広角端における全系の焦点距離：ｆＷが、条件：
（７）６．０＜ｆ１／ｆＷ＜１２．０
を満足することが好ましい（請求項８）。

請求項１〜８の任意の１に記載のズームレンズは、第３レンズ群の最も像側に「像側に強い凹面を向けた負レンズ」を配置し、この負レンズの像側面の曲率半径：ｒ３Ｒが、条件：
（８）０．７＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜１．３
を満足するように構成することが好ましい（請求項９）。

請求項１〜９の任意の１に記載のズームレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを有することができ、この開口絞りが、隣接するレンズ群（第２レンズ群・第３レンズ群）とは独立に移動する構成とすることができる（請求項１０）。この場合、開口絞りと第３レンズ群との間隔が「広角端において望遠端よりも広くなる」ことが好ましく（請求項１１）、広角端における開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔：ｄｓｗが、条件：
（９）０．０８＜ｄｓｗ／ｆＴ＜０．２０
を満足することが好ましい（請求項１２）。

請求項１〜１２の任意の１に記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際して第４レンズ群が固定され、第１、第３レンズ群が物体側へ移動し、第２レンズ群が像側へ凸の曲線に沿って移動（一旦像側へ移動した後に物体側に移動）する構成とすることができる（請求項１３）。

請求項１〜１２の任意の１に記載のズームレンズはまた、広角端から望遠端への変倍に際して第２レンズ群が固定され、第１、第３レンズ群が物体側へ移動し、第４レンズ群が像側へ移動する構成とすることができる（請求項１４）。この場合においては、第４レンズ群が「望遠端において、広角端よりも像側に位置する」ことが好ましく（請求項１５）、さらに、望遠端における第４レンズ群の結像倍率：ｍ４Ｔが、条件：
（１０）０．６０＜ｍ４Ｔ＜０．８５
を満足することが好ましく（請求項１６）、また、結像倍率：ｍ４Ｔ、広角端における第４レンズ群の結像倍率：ｍ４Ｗが、条件：
（１１）１．０＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．３
を満足することが好ましい（請求項１７）。

この発明の情報装置は請求項１〜１７の任意の１に記載のズームレンズを「撮影用光学系として有する」ことを特徴とする撮影機能を有する情報装置である（請求項１８）。この情報装置は「ズームレンズによる物体像が撮像素子の受光面上に結像される」ものであることができ（請求項１９）、この場合、撮像素子の画素数が４００万〜８００万画素以上であることができる（請求項２０）。
前述の如く、情報装置はデジタルカメラやビデオカメラ、銀塩カメラ等として実施できるが「携帯情報端末装置」として好適に実施できる（請求項２１）。

説明を補足すると、本発明のような「正・負・正・正のパワー配置を持つ４レンズ群で構成されるズームレンズ」は、一般には、第２レンズ群が主要な変倍作用を負担する所謂バリエータとして構成される。このようなズームレンズで、広角化・高変倍化を実現しようとすると収差補正が極めて困難になるが、この発明においては「第３レンズ群にも変倍作用を分担させる」ことにより第２レンズ群の負担を軽くして、広角化・高変倍化を実現するための「収差補正の自由度」を確保している。

また、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群を物体側へ大きく移動させる構成、即ち「広角端における第１レンズ群の位置が、望遠端におけるよりも像側に位置する構成」とすることにより「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、広画角化に伴う第１レンズ群の大型化を抑制しつつ、望遠端では「第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を大きく確保」して長焦点化を達成可能としている。

広角端から望遠端への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は小さくなって、第２レンズ群・第３レンズ群の倍率はどちらも増加し、変倍作用を互いに分担する。

請求項１記載のズームレンズにおいては、第１レンズ群が１枚の負レンズと２枚の正レンズを有する構成とするとともに、第４レンズ群を１枚の正レンズで構成している。

高変倍化、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レンズ群の合成倍率を大きくする必要があり、それに応じて第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、高変倍化を進めるには「第１レンズ群で発生する収差量を十分に小さく抑える必要」があり、そのためには第１レンズ群を上記構成とするのがよい。また、第４レンズ群を最小限の枚数で構成することは「レンズ系の小型化」に大きく寄与する。

請求項１の条件（１）は、第４レンズ群を構成する正レンズの「物体側面の曲率」の最適な範囲を規定する条件であり、パラメータ：ｒ４Ｆ／ｆｗが１．６より小さいと、第４レンズ群の物体側面の正の屈折力が強くなりすぎて「像面がマイナス側に倒れる」と共に「コマ収差」も悪化してしまう。逆に、パラメータ：ｒ４Ｆ／ｆｗが４．０より大きくなると「像面がプラス側に倒れる」と共に「逆方向のコマ収差」が発生し性能が劣化してしまう。

なお、パラメータ：ｒ４Ｆ／ｆｗは、条件（１）よりも若干狭い、以下の条件（１Ａ）を満足するのがより好ましい。
（１Ａ）２．１＜ｒ４Ｆ／ｆｗ＜３．５
請求項２記載のズームレンズのように、第４レンズ群を構成する１枚の正レンズの両面を非球面とし、上記の条件（１）、より好ましくは条件（１Ａ）を満足させることによっても、請求項１と同様の効果を得ることができる。

請求項２のズームレンズのように、第４レンズ群を構成する１枚の正レンズの両面を非球面とすることにより「両面が球面、もしくは片面のみが非球面」の場合に比して、ズーム全域にわたり「軸外収差を高度にバランスさせる」ことができ、広角化・高変倍化の達成が容易となる。

条件（２）、（３）は、請求項２のように第４レンズ群を構成する１枚の正レンズの両面を非球面形状とする場合に、良好な性能を実現するために好ましい条件である。

これらの条件における非球面量：Ｘ(Ｈ)は「非球面の近軸曲率で定義される球面と実際の非球面との光軸からの高さ：Ｈにおけるサグ量の差」であり、物体側から像側に向かう方向を正として定義される。

第４レンズ群を構成する正レンズの物体側面は、少なくとも最大光線有効高さの８割以上の部分においては「光軸から離れるに従って正の屈折力が弱まる形状の非球面」であることが望ましく、また像側面は、少なくとも最大光線有効高さの８割以上の部分においては「光軸から離れるに従って正の屈折力が強まる形状の非球面」であることが望ましい。

条件（２）におけるパラメータ：(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)／Ｙ’ｍａｘは、非球面量：Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)が「光軸から離れるに従って正の屈折力が弱まる形状の非球面」となるように「負の値」をとる。従って、条件（２）の上限値は０．０である。

条件（２）のパラメータ：(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)／Ｙ’ｍａｘが、下限値の−０．００８０より小さくなると、第４レンズ群の周辺部における非球面量が負の側に大きくなりすぎ、例えば、フォーカシングに従って第４レンズ群を通過する光線の高さが変わる際、収差の変動が大きくなって近距離の被写体に対する性能の保証が困難となる。

条件（３）のパラメータ：｛（Ｎ４−１）Ｘ_４Ｏ（Ｈ_０．８）＋(１−Ｎ４)Ｘ_４Ｉ(Ｈ_０．８)｝／Ｙ’ｍａｘが下限値の−０．００１０より小さいと、第４レンズ群の「周辺部で正の屈折力」が弱くなりすぎて像面がプラス方向に倒れたり、広角端の歪曲収差が陣笠形状になったりする不具合が出やすくなる。逆に、上限値の０．００１０より大きいと、第４レンズ群の「周辺部で正の屈折力」が強くなりすぎて像面がマイナス方向に倒れたり、広角端の歪曲収差がマイナス（樽型）で大きくなったりして好ましくない。

より良好な収差補正のためには、第４レンズ群の物体側に隣接する第３レンズ群の最も像側に「像側に強い凹面を向けた負レンズ」を配設すると共に、この負レンズの像側面の曲率半径：ｒ３Ｒが条件（８）を満足するのがよい。

条件（８）のパラメータ：｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗが下限値の０．７より小さいと、球面収差が補正過剰となりやすく、上限値の１．３より大きいと、逆に球面収差が補正不足となりやすい。さらに、条件（８）の範囲外では球面収差と同様、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やすくなる。

条件（４）は、広角化・長焦点化のために重要な「第１レンズ群の移動量」を規制し、十分な収差補正を可能とするための条件であり、パラメータ：Ｘ１／ｆＴが下限値の０．３０より小さくなると、第１レンズ群の移動量が小さくなり「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、あるいは、第１レンズ群・第２レンズ群の屈折力を強めねばならなくなり、いずれにしても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加し、第１レンズ群の大型化を招く。

パラメータ：Ｘ１／ｆＴが上限値の０．８５より大きくなると、広角端での全長が短くなり過ぎるか、望遠端での全長が長くなり過ぎる。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。また、望遠端での全長が長くなりすぎると、全長方向の小型化の妨げになるのみならず、望遠端での周辺光量確保のために径方向が大型化したり、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も招来しやすい。

パラメータ：Ｘ１／ｆＴは、より好ましくは条件（４）よりも若干狭い、条件：
（４Ａ）０．４０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．７５
を満足するのがよい。

条件（５）は、収差補正・コンパクト化の面から「変倍に伴う第３レンズ群の移動量」を規制するものである。
パラメータ：Ｘ３／ｆＴが、下限値の０．１５より小さくなると変倍に伴う第３レンズ群の移動量が小さいため、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、あるいは第３レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなり、いずれにせよ各種収差の悪化を招来する。逆に、パラメータ：Ｘ３／ｆＴが上限値の０．５０より大きくなると、第３レンズ群の移動量が大きすぎて、広角端におけるレンズ全長が長くなり、第１レンズ群を通過する光線高さが増加して第１レンズ群の大型化を招来する。

パラメータ：Ｘ３／ｆＴは、より好ましくは、条件（５）よりも若干狭い条件：
（５Ａ）０．２０＜Ｘ３／ｆＴ＜０．４５
を満足するのが良い。

条件（６）、（７）は「より良好な収差補正」を実現するための条件である。
条件（６）のパラメータ：｜ｆ２｜／ｆ３が、下限値の０．６より小さいと第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、上限値の１．０より大きいと第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、いずれにしろ「変倍に際しての収差変動」が大きくなり易い。

条件（７）のパラメータ：ｆ１／ｆＷが下限値の６．０より小さいと、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るため「高変倍化には有利」であるが、第１レンズ群の各レンズに大きな屈折力が必要になり、特に「望遠端での色収差」が悪化する等の弊害があるのみならず、第１レンズ群が厚肉化・大口径化して特に「収納状態での小型化」に不利となる。

パラメータ：ｆ１／ｆＷが上限値の１２．０よりも大きいと、第１レンズ群の移動量が大きいため、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなり、高変倍化が難しくなる。

請求項１０のように、第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを配し、この開口絞りを隣接する第２レンズ群・第３レンズ群と独立に移動させることにより、４．５倍以上という大きな変倍領域のどの変倍ポジションにおいても「より適正な光線経路」の選択が可能となり、特にコマ収差や像面湾曲等の補正の自由度が向上し、軸外性能の向上を達成できる。

請求項１１のように、開口絞りと第３レンズ群との間隔を「広角端において望遠端よりも広くなる」ようにすることで、広角端において開口絞りを第１レンズ群に近づけ「第１レンズ群を通過する光線高さをより低くする」ことが可能となり、第１レンズ群のさらなる小型化を実現できる。

請求項１２の条件（９）は、この場合の、第１レンズ群の小型化・性能確保の面から、広角端における開口絞りと第３レンズ群との位置関係を規定するものである。
パラメータ：ｄｓｗ／ｆＴが下限値の０．０８よりも小さくなると、広角端において第１レンズ群を通過する光線高さが大きくなりすぎて第１レンズ群の大型化を招来するほか、「変倍領域における収差のバランス」が取りにくくなって軸外性能の確保に関して不利となる。

パラメータ：ｄｓｗ／ｆＴが上限値の０．２０より大きくなると、広角端において第３レンズ群を通過する光線高さが大きくなりすぎて像面がオーバー側に倒れたり「樽型の歪曲収差」が大きくなったりし、特に「広角域における性能確保」が困難になる。

開口絞りと第３レンズ群との間隔は「広角端において最も広く、望遠端において最も狭くなる」ことが好ましい。開口絞りと第３レンズ群との間隔が「広角端以外で最も広くなる」ようにすると、第３レンズ群を通過する光線高さがそのポジションで最も大きくなるため、変倍領域全体における軸外収差のバランスを取りにくくなる。また、開口絞りと第３レンズ群との間隔が「望遠端以外で最も狭くなる」ようにすると、望遠端において第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を十分に小さくすることができず、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難しくなる。

また請求項１５のように、第４レンズ群を「望遠端で広角端よりも像側に位置するように移動させる」と、広角端よりも望遠端で「第４レンズ群の周辺部を光束が通過する」ようになるので、広角端と望遠端とで非球面の効果をある程度異ならせて「新たな設計の自由度」を得ることができ、加えて、広角端から望遠端への変倍において「第４レンズ群の倍率も増加する方向」となるため、第４レンズ群も変倍作用を負担でき、限られたスペースの中で有効に変倍が行えるようになる。

条件（１０）、（１１）は、目的とする「広角化（広角端での半画角：３８度以上）と高変倍化（４．５倍以上）」を達成の上で、より高度な収差補正を可能とする条件である。
条件（１０）のパラメータ：ｍ４Ｔが下限値の０．６０より小さいと、第３レンズ群を射出する光束がアフォーカルに近付き、第３レンズ群による有効な変倍負担が困難になり、結果的に第２レンズ群の変倍負担が増加し、「広角化に伴って増大する像面湾曲や非点収差」を補正することが難しくなる。

また、パラメータ：ｍ４Ｔが上限値の０．８５より大きいと、第４レンズ群が像面に近付きすぎて必要なバックフォーカスが確保できなくなったり、第４レンズ群の屈折力が小さくなり過ぎてしまったりする。第４レンズ群の屈折力が小さくなりすぎると、射出瞳が像面に近づき、受光素子周辺部への光線入射角が大きくなって周辺部の光量不足を招きやすくなる。

パラメータ：ｍ４Ｔは、より好ましくは条件（１０）より若干せまい条件：
（１０Ａ）０．６５＜ｍ４Ｔ＜０．８０
を満足するのがよい。

条件（１１）のパラメータ：ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗが、下限値の１．０より小さいと、第４レンズ群が変倍に寄与しなくなり、第２レンズ群・第３レンズ群の変倍負担が増加して変倍に際して「像面のバランス」を取ることが難しくなる。逆に、パラメータ：ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗが上限値の１．３より大きいと、第４レンズ群の変倍負担が大きくなりすぎて、第４レンズ群を「正レンズ１枚という簡単な構成」のままでは収差補正が困難となる。

パラメータ：ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗは、より好ましくは条件（１１）より若干せまい条件：
（１１Ａ）１．０５＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．２
を満足するのがよい。

第４レンズ群を構成する正レンズは、その材質のアッベ数：ν４が、条件：
（１３）５０＜ν４＜７５
を満足するのがよい。

ν４が５０より小さいと、第４レンズ群で発生する色収差が大きくなりすぎて「ズーム全域にわたって軸上色収差と倍率色収差のバランスを取る」ことが難しくなる。また、第４レンズ群を移動させて有限距離の被写体へのフォーカシングを行う場合には、フォーカシングによる色収差の変動が大きくなってしまう。ν４が７５より大きいと、色収差補正の点では有利であるが材料が高価であったり「両面を非球面とする加工」が困難であったりする。アッベ数：ν４は、より好ましくは、条件：
（１３Ａ）５０＜ν４＜６５
を満足するのがよい。

なお、第４レンズ群を構成する正レンズはプラスチック製とすることができる。上記のアッベ数：ν４に関する条件（１３）、（１３Ａ）式を満足するプラスチック材料としては日本ゼオン株式会社のゼオネックス（商品名）に代表されるようなポリオレフィン系樹脂を挙げることができる。

以下、小型化を妨げない範囲でより良好な収差補正を行うための条件を説明する。
第２レンズ群の構成は、物体側から順に、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズの３枚からなることが好ましい。

負の屈折力を有する変倍群を３枚で構成する場合、物体側から順に負レンズ・負レンズ・正レンズという配置のものが良く知られているが、この構成に比べて上記の負レンズ・正レンズ・負レンズという構成は「広角化に伴う倍率色収差の補正能力」に優れている。

この場合、物体側から２番目の「像側に曲率の大きな面を向けた正レンズ」と３番目の「物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズ」とは接合しても良い。

このような構成における第２レンズ群の各レンズは、以下の条件を満足することが好ましい。

１．７５＜Ｎ２１＜１．９０，３５＜ν２１＜５０
１．６５＜Ｎ２２＜１．９０，２０＜ν２２＜３５
１．７５＜Ｎ２３＜１．９０，３５＜ν２３＜５０
上記において、Ｎ２ｉ、ν２ｉ（ｉ＝１〜３）はそれぞれ、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、アッベ数を表す。

このような硝種を選択することにより「色収差のより良好な補正」が可能となる。

第１レンズ群は、請求項１においては「１枚の負レンズと２枚の正レンズ」とを有するが、請求項２等において、物体側より「少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズを有する構成」であることが好ましい。より具体的には、請求項１の場合も含めて、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に強い凸面を向けた正レンズの２枚で構成するか、または、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に強い凸面を向けた正レンズ、物体側に強い凸面を向けた正レンズの３枚で構成するのが良い。
第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズ・正レンズ・負レンズの３枚で構成することが好ましく、物体側から２番目の正レンズと３番目の負レンズは接合しても良い。

有限距離へのフォーカシングの際は、第４レンズ群のみを移動させる方法が「移動させるべき物体の重量が最も小さく」て良い。第４レンズ群は変倍に際する移動量が小さく、変倍のための移動機構とフォーカシングのための移動機構を兼用できるメリットもある。

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採用が不可欠であり、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ことが好ましく、特に第２レンズ群において「最も物体側の面と最も像側の面の双方を非球面とする」ことにより、広角化に伴って増大しかちな歪曲収差・非点収差等の補正に高い効果が得られる。

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成型したもの（ガラスモールド非球面、プラスチックモールド非球面）や、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を形成し、その表面を非球面としたもの（ハイブリッド非球面、レプリカ非球面等と称される）等を使用できる。勿論「ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を形成し、その表面を非球面としたもの」は、非球面を形成された樹脂層と、この樹脂層を形成されたガラスレンズとを合わせて「１枚のレンズ」として数える。

絞りの開放径は「変倍に係わらず一定とする」のが機構上簡略となって良いが、長焦点端の開放径短焦点端に比べて大きくすることにより変倍に伴うＦナンバの変化を小さくすることもできる。像面に到達する光量を減少させる必要があるときは、絞りを小径化しても良いが「絞り径を大きく変えることなくＮＤフィルタ等の挿入により光量を減少」させる方が回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。

上記の如く、この発明のズームレンズは上記の如き構成により「広角端の半画角が３８度以上と十分に広画角でありながら４．５倍以上の変倍比を有し、小型でかつ４００万〜８００万画素以上の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズ」として実現可能である。また、この発明の情報装置は、この発明のズームレンズを「撮影用光学系として有する」ことにより小型で、性能の良い撮影機能を実現できる。

以下、この発明のズームレンズの実施の形態として具体的な実施例を４例挙げる。
全実施例において最大像高は３．７０ｍｍである。
各実施例において、第４レンズ群の像面側に配設される「各種フィルタ（図１〜図４の図中に符号Ｆで示す。）」は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、ＣＣＤセンサ等の撮像素子の「カバーガラス（シールガラス）」を想定している。

「長さの次元を持つ量」の単位は特に断らない限り「ｍｍ」である。
実施例４は「変倍に際して第４レンズ群を固定」した例であり、他の実施例は変倍に際して第２レンズ群を固定としている。なお、第２レンズ群の変位は、広角端から望遠端に向かって単調に像側へ移動しても良いし、実施例４のように「変倍途上での移動軌跡が像側に凸となる曲線を描く」ようにしても良い。

レンズの材質は、実施例１〜３の第１０レンズ（いずれも第４レンズ群）が光学プラスチックである他は全て光学ガラスとなっている。各実施例とも収差は十分に補正され、４００万〜８００万画素以上の受光素子に対応することが可能となっている。

実施例における記号の意味は以下の通りである。
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ
ω：半画角
Ｒ：曲率半径（非球面にあっては近軸曲率半径）
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
Ａ12：１２次の非球面係数
Ａ14：１４次の非球面係数
Ａ16：１６次の非球面係数
Ａ18：１８次の非球面係数。

非球面形状は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）：Ｃ、光軸からの高さ：Ｈ、円錐定数：Ｋ、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をＸとして、周知の式：
Ｘ＝ＣＨ^２/［１＋√｛１−（１＋Ｋ）Ｃ^２Ｈ^２｝］
＋Ａ4・Ｈ^４＋Ａ6・Ｈ^６＋Ａ8・Ｈ^８＋Ａ10・Ｈ^１０＋Ａ12・Ｈ^１２＋Ａ14・Ｈ^１４
＋Ａ16・Ｈ^１６＋Ａ18・Ｈ^１８
で表されるものであり、近軸曲率半径と円錐定数、非球面係数を与えて形状を特定する。

最初に挙げる実施例１は、請求項１記載のズームレンズの実施例である。

ｆ＝４．７４〜３２．０１，Ｆ＝３．４６〜４．９５，ω＝３９．１６〜６．４９
面番号ＲＤＮｄ νｄ備考
０１４２．２２３１．００１．９２２８６１８．９０第１レンズ
０２２８．０２５３．３０１．７７２５０４９．６０第２レンズ
０３２６４．３０２０．１０
０４２２．１３５２．５０１．４９７００８１．６０第３レンズ
０５４２．３９０可変（Ａ）
０６＊５１．７５３０．８４１．８０４００４６．６０第４レンズ
０７４．２７６１．９７
０８２０．４９４２．４５１．７６１８２２６．５０第５レンズ
０９ −７．３４３０．７４１．８３４８１４２．７０第６レンズ
１０＊８９．７４０可変（Ｂ）
１１絞り可変（Ｃ）
１２＊８．３３３３．１１１．５８９１３６１．１５第７レンズ
１３＊ −１０．００００．１０
１４１３．０１１２．５１１．８０４００４６．６０第８レンズ
１５ −６．８３５０．８０１．７１７３６２９．５０第９レンズ
１６５．０７３可変（Ｄ）
１７＊１２．５００２．１１１．５２４７０５６．２０第１０レンズ
１８ −３５．５８８可変（Ｅ）
１９ ∞ ０．９０１．５１６８０６４．２０各種フィルタ
２０ ∞
なお、上の表記に於いて「＊印」を付した面番号のレンズ面が非球面である。他の実施例においても同様である。

非球面
第６面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝９．２８２９９×１０^−５，Ａ６＝１．０３８５０×１０^−５，
Ａ８＝−２．１６４４６×１０^−６，Ａ１０＝１．６１２９５×１０^−７
Ａ１２＝−５．１１８４６×１０^−９，Ａ１４＝２．４７５１０×１０^−１１，
Ａ１６＝２．０９４３８×１０^−１２，Ａ１８＝−３．３５０４９×１０^−１４
第１０面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−５．３６６２１×１０^−４，Ａ６＝−２．０９７３２×１０^−５，
Ａ８＝１．５７５１７×１０^−６，Ａ１０＝−１．４０２９０×１０^−７
第１２面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−５．８３９５８×１０^−４，Ａ６＝−２．９４６４４×１０^−６，
Ａ８＝１．５６０９２×１０^−６，Ａ１０＝−１．２９０２３×１０^−７
第１３面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝３．９３２９８×１０^−４，Ａ６＝−９．４８８５０×１０^−６，
Ａ８＝２．０３６９２×１０^−６，Ａ１０＝−１．２１１１８×１０^−７
第１７面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−４．６２９６８×１０^−５，Ａ６＝１．１８４９１×１０^−５，
Ａ８＝−５．９９１５６×１０^−７，Ａ１０＝１．２６１６３×１０^−８。

可変間隔
短焦点端中間焦点距離長焦点端
ｆ＝４．７３７ｆ＝１２．３１３ｆ＝３２．０１２
Ａ０．６００１０．６８３１９．６２０
Ｂ６．９８０３．３５４１．２００
Ｃ４．３０２２．７５０１．０００
Ｄ２．０７７８．０３１１２．４２５
Ｅ３．８３４３．０２０２．４８１。

条件のパラメータの値
ｒ４Ｆ／ｆｗ＝２．６４
｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝１．０７
Ｘ１／ｆＴ＝０．５９１
Ｘ３／ｆＴ＝０．２８１
｜ｆ２｜／ｆ３＝０．７１３
ｆ１／ｆＷ＝８．５５
ｄｓｗ／ｆＴ＝０．１３４
ｍ４Ｔ＝０．７２５
ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＝１．１１６
図１に実施例１のズームレンズの広角端（上段図）、中間焦点距離（中段図）、望遠端（下段図）のレンズ群配置を示す。また、図５、図６、図７に順次、実施例１の短焦点端（広角端）、中間焦点距離、長焦点端（望遠端）における収差図を示す。なお、球面収差の図中の破線は正弦条件、非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルをそれぞれ表す。

以下に挙げる実施例２〜４は何れも、請求項２、３記載のズームレンズの実施例である。また、実施例２、３は請求項４記載のズームレンズの実施例にもなっている。

ｆ＝４．７４〜３１．８８，Ｆ＝３．４９〜５．０２，ω＝３９．２０〜６．５０
面番号ＲＤＮｄ νｄ備考
０１３５．９５１１．００１．８４６６６２３．７８第１レンズ
０２２２．８３４３．４４１．４９７００８１．５４第２レンズ
０３９２．４０７０．１０
０４２６．５０７２．５８１．８０４００４６．５７第３レンズ
０５７９．５４１可変（Ａ）
０６＊３７．７２４０．８４１．８０４００４６．５７第４レンズ
０７４．３５５２．３１
０８４８．７９９２．５１１．７６１８２２６．５２第５レンズ
０９ −６．５６８０．７４１．８３４８１４２．７１第６レンズ
１０＊ −９６．３１７可変（Ｂ）
１１絞り可変（Ｃ）
１２＊７．７９６２．８５１．５８９１３６１．１５第７レンズ
１３＊ −１０．１９５０．１０
１４１１．７４６２．１６１．７７２５０４９．６０第８レンズ
１５ −８．４７９０．８０１．７１７３６２９．５２第９レンズ
１６４．８４９可変（Ｄ）
１７＊１３．６００２．２８１．５２４７０５６．２０第１０レンズ
１８＊ −２９．１２９可変（Ｅ）
１９ ∞ ０．８０１．５１６８０６４．２０各種フィルタ
２０ ∞ 。

非球面
第６面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝８．９９６８０×１０^−５，Ａ６＝１．１７３８５×１０^−５，
Ａ８＝−２．２８１７４×１０^−６，Ａ１０＝１．６１７９７×１０^−７
Ａ１２＝−４．８７８６９×１０^−９，Ａ１４＝２．４９０２３×１０^−１１，
Ａ１６＝１．６６８６５×１０^−１２，Ａ１８＝−２．５５１５３×１０^−１４
第１０面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−４．１７８１９×１０^−４，Ａ６＝−１．８５５１６×１０^−５，
Ａ８＝１．７３５３６×１０^−６，Ａ１０＝−１．０９８９８×１０^−７
第１２面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−６．５２１６１×１０^−４，Ａ６＝−１．６４７３１×１０^−５，
Ａ８＝５．０８３１６×１０^−６，Ａ１０＝−４．４７６０２×１０^−７
第１３面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝３．０４９３２×１０^−４，Ａ６＝−１．８４２８６×１０^−５，
Ａ８＝３．７５６３２×１０^−６，Ａ１０＝−２．６９０２７×１０^−７
第１７面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝６．３６１８１×１０^−５，Ａ６＝−２．０３６９１×１０^−５，
Ａ８＝−３．１４８７５×１０^−７，Ａ１０＝−７．８９９８３×１０^−９
第１８面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝２．６３１９５×１０^−４，Ａ６＝−４．０１８２９×１０^−５。

可変間隔
短焦点端中間焦点距離長焦点端
ｆ＝４．７４０ｆ＝１２．３１３ｆ＝３１．８８３
Ａ０．６００１０．８６１２１．２００
Ｂ７．９５５３．４２０１．１５０
Ｃ３．４００２．３７４０．７５０
Ｄ２．７４５９．２９１１３．５５４
Ｅ３．６９３２．７０６２．２８５。

条件のパラメータの値
ｒ４Ｆ／ｆｗ＝２．８６
｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝１．０２
（Ｎ４−１）Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)／Ｙ’ｍａｘ＝−０．００３３１
{(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ（Ｈ_０．８）＋（１−Ｎ４）Ｘ_４Ｉ(Ｈ_０．８)}／Ｙ’ｍａｘ
＝０．０００１
Ｘ１／ｆＴ＝０．６４６
Ｘ３／ｆＴ＝０．２９７
｜ｆ２｜／ｆ３＝０．７３３
ｆ１／ｆＷ＝９．０７
ｄｓｗ／ｆＴ＝０．１０７
ｍ４Ｔ＝０．７４２
ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＝１．１１８
図２に実施例２のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端のレンズ群配置を図１に倣って示す。また、図８、図９、図１０に順次、実施例２の短焦点端（広角端）、中間焦点距離、長焦点端（望遠端）における収差図を示す。

ｆ＝４．７４〜３１．９２，Ｆ＝３．４１〜４．９６，ω＝３９．２１〜６．５０
面番号ＲＤＮｄ νｄ備考
０１４１．８５５１．００１．９２２８６１８．９０第１レンズ
０２２５．７５３３．５６１．４９７００８１．５４第２レンズ
０３１９０．９８４０．１０
０４２６．２８６２．６０１．８０１００３４．９７第３レンズ
０５７９．４０７可変（Ａ）
０６＊４９．６９００．８４１．８０４００４６．５７第４レンズ
０７４．４２５２．１６
０８３１．４６１２．５６１．７６１８２２６．５２第５レンズ
０９ −６．７２９０．７４１．８３４８１４２．７１第６レンズ
１０＊ −１９２．９１９可変（Ｂ）
１１絞り可変（Ｃ）
１２＊８．３３３３．２４１．５８９１３６１．１５第７レンズ
１３＊ −９．７５００．１０
１４１２．８６６２．３０１．７７２５０４９．６０第８レンズ
１５ −６．８６００．９２１．６９８９５３０．１３第９レンズ
１６４．８８３可変（Ｄ）
１７＊１４．０００２．２４１．５２４７０５６．２０第１０レンズ
１８＊ −２７．４２９可変（Ｅ）
１９ ∞ ０．８０１．５１６８０６４．２０各種フィルタ
２０ ∞ 。

非球面
第６面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝１．３５１０６×１０^−４，Ａ６＝７．１３５０９×１０^−６，
Ａ８＝−２．０３６８２×１０^−６，Ａ１０＝１．５８３２１×１０^−７
Ａ１２＝−４．９８９５７×１０^−９，Ａ１４＝２．２６５４５×１０^−１１，
Ａ１６＝１．９８６３０×１０^−１２，Ａ１８＝−３．０６８３６×１０^−１４
第１０面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−４．４０１８７×１０^−４，Ａ６＝−１．４８１４４×１０^−５，
Ａ８＝１．１８２７１×１０^−６，Ａ１０＝−９．１３７５７×１０^−８
第１２面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−７．３６３５７×１０^−４，Ａ６＝２．５６１３７×１０^−６，
Ａ８＝６．１０９３２×１０^−７，Ａ１０＝−１．１３５９６×１０^−７
第１３面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝２．２５２９４×１０^−４，Ａ６＝−９．５４５７４×１０^−７，
Ａ８＝６．２４３２２×１０^−７，Ａ１０＝−８．３３１８３×１０^−８
第１７面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝１．３２８０８×１０^−４，Ａ６＝−１．９３９６５×１０^−５，
Ａ８＝−１．１３１８２×１０^−７，Ａ１０＝−９．６８０４１×１０^−９
第１８面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝２．７６７２４×１０^−４，Ａ６＝−３．５４９８６×１０^−５。

可変間隔
短焦点端中間焦点距離長焦点端
ｆ＝４．７３８ｆ＝１２．３１６ｆ＝３１．９１７
Ａ０．６６７１１．１８５２１．２００
Ｂ７．７３９２．７８４１．１５０
Ｃ３．４４７２．９１４０．７５０
Ｄ２．０００８．４２４１３．１５２
Ｅ３．９８６３．０２８２．０７２。

条件のパラメータの値
ｒ４Ｆ／ｆｗ＝２．９５
｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝１．０３
（Ｎ４−１）Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)／Ｙ’ｍａｘ＝−０．００１６６
{(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ（Ｈ_０．８）＋（１−Ｎ４）Ｘ_４Ｉ(Ｈ_０．８)}／Ｙ’ｍａｘ
＝０．０００３２
Ｘ１／ｆＴ＝０．６４３
Ｘ３／ｆＴ＝０．２９１
｜ｆ２｜／ｆ３＝０．７４３
ｆ１／ｆＷ＝８．９８
ｄｓｗ／ｆＴ＝０．１０８
ｍ４Ｔ＝０．７５６
ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＝１．１６４
図３に実施例３のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端のレンズ群配置を図１に倣って示す。また、図１１、図１２、図１３に順次、実施例３の短焦点端（広角端）、中間焦点距離、長焦点端（望遠端）における収差図を示す。

ｆ＝４．７４〜２１．５３，Ｆ＝３．４４〜５．０３，ω＝３９．１５〜９．５７
面番号ＲＤＮｄ νｄ備考
０１２１．７５００．９０１．９２２８６２０．８８第１レンズ
０２１３．５６０４．０７１．７２３４２３７．９９第２レンズ
０３１３４．９２２可変（Ａ）
０４＊５９．８１２０．７９１．８３５００４２．９８第３レンズ
０５４．４０６２．０４
０６２１．０２６２．１８１．７６１８２２６．６１第４レンズ
０７ −８．２６１０．６４１．８３５００４２．９８第５レンズ
０８＊ −１７７８．２９０可変（Ｂ）
０９絞り可変（Ｃ）
１０＊７．０８６２．５８１．５８９１３６１．２５第６レンズ
１１＊ −９．８４３０．１０
１２１１．４８９２．１５１．７５５００５２．３２第７レンズ
１３ −７．０５００．８０１．６８８９３３１．１６第８レンズ
１４４．２８１可変（Ｄ）
１５＊１２．０００１．８７１．５８９１３６１．２５第９レンズ
１６＊ −５４．２８１可変（Ｅ）
１７ ∞ ０．９０１．５１６８０６４．２０各種フィルタ
１８ ∞ 。

非球面
第４面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝１．８０６０１×１０^−４，Ａ６＝−４．１５７７６×１０^−６，
Ａ８＝６．０７９４６×１０^−８，Ａ１０＝−５．５４８９５×１０^−１０
第８面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−４．６５５６７×１０^−４，Ａ６＝−１．０１３７１×１０^−５，
Ａ８＝−１．７６９８１×１０^−７，Ａ１０＝−４．２６６６８×１０^−８
第１０面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−８．５９１５７×１０^−４，Ａ６＝１．１４８６６×１０^−６，
Ａ８＝４．４３２３５×１０^−７，Ａ１０＝−１．５２１９４×１０^−７
第１１面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝３．４２６２７×１０^−４，Ａ６＝−８．２２６７１×１０^−６，
Ａ８＝１．６３７３３×１０^−６，Ａ１０＝−１．９７２９５×１０^−７
第１５面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝９．６４２２５×１０^−５，Ａ６＝−１．０２０７６×１０^−５，
Ａ８＝−４．４０２３９×１０^−８，Ａ１０＝−６．１６９５５×１０^−９
第１６面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝２．１６７３０×１０^−４，Ａ６＝−２．２７６３３×１０^−５。

可変間隔
短焦点端中間焦点距離長焦点端
ｆ＝４．７４１ｆ＝１０．１０６ｆ＝２１．５３１
Ａ０．８５５８．４２７１５．１４２
Ｂ８．３５１２．９１４１．２００
Ｃ３．０５２２．９４８１．０００
Ｄ３．２４７６．９７５１２．１６０
Ｅ２．６８０２．６８０２．６８０。

条件のパラメータの値
ｒ４Ｆ／ｆｗ＝２．５３
｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＝０．９０３
（Ｎ４−１）Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)／Ｙ’ｍａｘ＝−０．０００６０
{(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)＋（１−Ｎ４）Ｘ_４Ｉ(Ｈ_０．８)}）／Ｙ’ｍａｘ
＝０．０００１３
Ｘ１／ｆＴ＝０．６５０
Ｘ３／ｆＴ＝０．４１４
｜ｆ２｜／ｆ３＝０．８１３
ｆ１／ｆＷ＝９．１３
ｄｓｗ／ｆＴ＝０．１４２
ｍ４Ｔ＝０．７０２
ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＝１．０（変倍時第４レンズ群固定）
図４に実施例４のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端のレンズ群配置を図１に倣って示す。また、図１４、図１５、図１６に順次、実施例４の端焦点端（広角端）、中間焦点距離、長焦点端（望遠端）における収差図を示す。

なお、各実施例のレンズ群配置を示す図１〜図４において、図の左方が物体側であり、符号Ｉは第１レンズ群、符号ＩＩは第２レンズ群、符号Ｓは開口絞り、符号ＩＩＩは第３レンズ群、ＩＶは第４レンズ群を示す。

最後に、図１７および図１８を参照して、情報装置の実施の１形態を説明する。
この実施の形態において、情報装置は「携帯情報端末装置」として実施されている。

図１７、図１８に示すように、携帯情報端末装置３０は撮影レンズ３１と撮像素子である受光素子（エリアセンサ）４５を有し、撮影レンズ３１による「撮影対象物の像」を受光素子４５上に結像させて受光素子４５により読み取るように構成されている。

撮影レンズ３１としては請求項１〜１４の任意の１に記載されたもの、具体的には、例えば上記実施例１〜４のうちの何れかが用いられる。また、受光素子４５としては、画素数：４００万〜８００万画素以上のもの、例えば、受光領域の対角長：９．１ｍｍ、画素ピッチ：２．３５μｍ、画素数：略７００万画素のＣＣＤエリアセンサや、受光領域の対角長：９．１ｍｍ、画素ピッチ：２μｍ、画素数：略１０００万画素のＣＣＤエリアセンサ等を使用できる。

図１８に示すように、受光素子４５からの出力は中央演算装置４０の制御を受ける信号処理装置４２によって処理されてデジタル情報に変換される。信号処理装置４２によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置４０の制御を受ける画像処理装置４１において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ４４に記録される。液晶モニタ３８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４４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４４に記録した画像は通信カード４３等を使用して外部へ送信することも可能である。

図１７（ａ）に示すように、撮影レンズ３１は装置携帯時には「沈胴状態」にあり、ユーザが電源スイッチ３６を操作して電源を入れると図１７（ｂ）に示すように、鏡胴が繰り出される。このとき、鏡胴内部でズームレンズの各群は、例えば「短焦点端の配置」となっており、ズームレバー３４を操作することで各群の配置が変化し、長焦点端への変倍を行うことができる。このとき、ファインダ３３も撮影レンズ３１の画角の変化に連動して変倍する。

シャッタボタン３５の半押しによりフォーカシングがなされる。フォーカシングは、実施例１〜４のズームレンズを用いる場合、第２レンズ群または第４レンズ群の移動、もしくは、受光素子４５の移動によって行うことができる。シャッタボタン３５をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は既述の処理がなされる。

半導体メモリ４４に記録した画像を液晶モニタ３８に表示したり、通信カード４３等を使用して外部へ送信したりする際は操作ボタン３７の走査により行う。半導体メモリ４４および通信カード等４３は、それぞれ専用または汎用のスロット３９Ａ、３９Ｂに挿入して使用される。

なお、撮影レンズ３１が沈胴状態にあるとき、ズームレンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良く、例えば、第３レンズ群が光軸上から退避して「他のレンズ群と並列に収納」されるような機構とすれば情報装置のさらなる薄型化を実現できる。

以上に説明したような携帯情報端末装置には実施例１〜４のズームレンズを撮影レンズ３１として使用することができ、４００万画素〜８００万画素以上のクラスの受光素子を使用した高画質で小型の携帯情報端末装置を実現できる。

実施例１のレンズ構成と各レンズ群の移動を示す図である。実施例２のレンズ構成と各レンズ群の移動を示す図である。実施例３のレンズ構成と各レンズ群の移動を示す図である。実施例４のレンズ構成と各レンズ群の移動を示す図である。実施例１の短焦点端における収差を示す図である。実施例１の中間焦点距離における収差を示す図である。実施例１の望遠端における収差を示す図である。実施例２の短焦点端における収差を示す図である。実施例２の中間焦点距離における収差を示す図である。実施例２の望遠端における収差を示す図である。実施例３の短焦点端における収差を示す図である。実施例３の中間焦点距離における収差を示す図である。実施例３の望遠端における収差を示す図である。実施例４の短焦点端における収差を示す図である。実施例４の中間焦点距離における収差を示す図である。実施例４の望遠端における収差を示す図である。情報装置の実施の１形態を説明するための図である。図１７の情報装置のシステムを説明するための図である。

符号の説明

Ｉ第１レンズ群
II 第２レンズ群
III 第３レンズ群
IV 第４レンズ群
Ｓ開口絞り

Claims

物体側より順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも第１レンズ群および第３レンズ群が物体側へ移動するズームレンズにおいて、
第１レンズ群は１枚の負レンズと２枚の正レンズを有し、第４レンズ群が１枚の正レンズで構成され、
広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、第４レンズ群を構成する正レンズの物体側面の曲率半径：ｒ４Ｆが、条件：
（１）１．６＜ｒ４Ｆ／ｆｗ＜４．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。
物体側より順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大するように、少なくとも第１レンズ群および第３レンズ群が物体側へ移動するズームレンズにおいて、
第４レンズ群が、両面を非球面とする１枚の正レンズで構成され、
広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、第４レンズ群を構成する正レンズの物体側面の曲率半径：ｒ４Ｆが、条件：
（１）１．６＜ｒ４Ｆ／ｆｗ＜４．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項２記載のズームレンズにおいて、
第４レンズ群を構成する正レンズの屈折率：Ｎ４、上記正レンズの物体側非球面における最大光線有効高さの８割における非球面量：Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)、上記正レンズの像側非球面における最大光線有効高さの８割における非球面量：Ｘ_４Ｉ(Ｈ_０．８)、最大像高：Ｙ’ｍａｘが、条件：
（２） −０．００８０＜(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)／Ｙ’ｍａｘ＜０．０
（３） −０．００１０＜{(Ｎ４−１)Ｘ_４Ｏ(Ｈ_０．８)
＋(１−Ｎ４)Ｘ_４Ｉ(Ｈ_０．８)}／Ｙ’ｍａｘ＜０．００１０
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項２または３記載のズームレンズにおいて、
第１レンズ群が、１枚の負レンズと２枚の正レンズを有することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍における第１レンズ群の総移動量：Ｘ１、望遠端における全系の焦点距離：ｆＴが、条件：
（４）０．３０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜５の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の総移動量：Ｘ３、望遠端における全系の焦点距離：ｆＴが、条件：
（５）０．１５＜Ｘ３／ｆＴ＜０．５０
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜６の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
第２レンズ群の焦点距離：ｆ２、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３が、条件：
（６）０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜７の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、広角端における全系の焦点距離：ｆＷが、条件：
（７）６．０＜ｆ１／ｆＷ＜１２．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜８の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
第３レンズ群の最も像側に、像側に強い凹面を向けた負レンズが配置され、この負レンズの像側面の曲率半径：ｒ３Ｒが、条件：
（８）０．７＜｜ｒ３Ｒ｜／ｆｗ＜１．３
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜９の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを有し、この開口絞りが、隣接するレンズ群とは独立に移動することを特徴とするズームレンズ。
請求項１０記載のズームレンズにおいて、
開口絞りと第３レンズ群との間隔が、広角端において望遠端よりも広くなることを特徴とするズームレンズ。
請求項１１記載のズームレンズにおいて、
広角端における開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔：ｄｓｗが、条件：
（９）０．０８＜ｄｓｗ／ｆＴ＜０．２０
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜１２の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して第４レンズ群が固定され、第１、第３レンズ群が物体側へ移動し、第２レンズ群が像側へ凸の曲線に沿って移動することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜１２の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して第２レンズ群が固定され、第１、第３レンズ群が物体側へ移動し、第４レンズ群が像側へ移動することを特徴とするズームレンズ。
請求項１４記載のズームレンズにおいて、
第４レンズ群が、望遠端において、広角端よりも像側に位置することを特徴とするズームレンズ。
請求項１５記載のズームレンズにおいて、
望遠端における第４レンズ群の結像倍率：ｍ４Ｔが、条件：
（１０）０．６０＜ｍ４Ｔ＜０．８５
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１６記載のズームレンズにおいて、
望遠端における第４レンズ群の結像倍率：ｍ４Ｔ、広角端における第４レンズ群の結像倍率：ｍ４Ｗが、条件：
（１１）１．０＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．３
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１〜１７の任意の１に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とする撮影機能を有する情報装置。
請求項１８記載の情報装置において、
ズームレンズによる物体像が、撮像素子の受光面上に結像されることを特徴とする撮影機能を有する情報装置。
請求項１９記載の情報装置において、
撮像素子の画素数が４００万〜８００万画素以上であることを特徴とする撮影機能を有する情報装置。
請求項１８〜２０の任意の１に記載の情報装置において、
携帯情報端末装置として構成されたことを特徴とする撮影機能を有する情報装置。