JP2008026837A - ズームレンズおよび撮像装置および携帯情報端末装置 - Google Patents

ズームレンズおよび撮像装置および携帯情報端末装置 Download PDF

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Abstract

【課題】10〜11枚程度と少ない構成枚数で広角端の半画角：38度以上、6.5〜10倍以上の変倍比、500万〜800万画素の撮像素子対応解像力を実現できるズームレンズを提供する。
【解決手段】物体側より正・負・正の第１〜第３レンズ群Ｉ〜III、もしくは更に正の第４レンズ群IVを有し、広角端から望遠端への変倍に際し、第１・第２レンズ群間隔が増大し、第２・第３レンズ群間隔が減少するように移動するズームレンズにおいて、部分分散比：θｇ，Ｆとアッベ数：νｄとによる直交２軸の２次元座標面上で、基準硝種：K7の座標点（νｄ＝60.49，θｇ，Ｆ＝0.5432）と基準硝種：F2の座標点（νｄ＝36.26，θｇ，Ｆ＝0.5830）とを結んだ直線を標準線とし、部分分散比：θｇ，Ｆの２次元座標面上における標準線からの偏差を硝種の異常分散性：Δθｇ，Ｆとするとき、第３レンズ群III中の少なくとも１枚の正レンズの屈折率：Ｎｄとアッベ数：νｄと異常分散性：Δθｇ,Ｆとが、条件：（１）〜（３）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撮像装置および携帯情報端末装置に関する。
デジタルカメラに代表される撮像装置が広く普及し、撮影画質の更なる向上、装置本体の更なる小型化が求められ、撮影レンズとして用いられるズームレンズにも高性能化と小型化の両立が求められている。
ズームレンズの小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）の短縮が必要であり、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。
高性能化という面では、少なくとも５００万〜８００万画素の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが好ましい。
また、ズームレンズの広画角化も強く望まれるところであり、広角端の半画角は「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３８度以上であることが好ましい。変倍比についてもなるべく大きなものが望まれているが、３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜２００ｍｍ相当程度（約７．１倍）のズームレンズであれば一般的な撮影の殆ど全てをこなすことが可能であると考えられる。さらに、２８〜３００ｍｍ相当程度（約１０．７倍）のズームレンズともなれば、より一層の撮影領域をカバーすることができる。
一方、高変倍化や長焦点化に伴って発生し易くなる色収差の補正には「異常分散性を有するレンズ」の使用が効果的であることが知られている。
高変倍化に適したズームレンズとして、物体側より順に、正の焦点距離を持つ第１レンズ群、負の焦点距離を持つ第２レンズ群、正の焦点距離を持つ第３レンズ群、正の焦点距離を持つ第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変化するものがあるが、このような構成のズームレンズにおいて、異常分散性を有するレンズを使用したものとして、特許文献１〜３等が知られている。
特許文献１記載のズームレンズは、記載されている実施例において広角端に置ける半画角が２５度であり、広角化の面で昨今のユーザの要望に応え切れない。特許文献２記載のズームレンズも広角端の半画角が２９〜３２度程度であり、広角化の面で十分とは言いがたい。特許文献３に記載のズームレンズは、広角端の半画角が３７度程度と広角化されているが、その実現に全体で１４枚という多くの構成枚数を必要とし、小型化（収納時の全長短縮）・低コスト化の点でなお改良の余地が有ると考えられる。
特開平０８−２４８３１７ 特開２００１−１９４５９０ 特開２００４−３３３７６８
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、１０〜１２枚程度と少ない構成枚数で小型化に適し、かつ「広角端の半画角：３８度以上」を達成でき、なおかつ、６．５〜１０倍以上の変倍比を可能ならしめ、しかも、５００万〜８００万画素の撮像素子に対応した解像力を実現できる高性能のズームレンズの提供を課題とする。
この発明はまた、かかるズームレンズを撮影用ズームレンズとして有する撮像装置、かかる撮像装置を含む携帯情報端末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レンズ群を少なくとも有し、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するズームレンズ」であって、以下の特長を有する（請求項１）。
即ち、ｇ線に対する屈折率：ｎｇ、Ｆ線に対する屈折率：ｎＦ、ｃ線に対する屈折率：ｎｃにより、次式：
θｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
により定義される部分分散比：θｇ，Ｆを縦軸、アッベ数：νｄを横軸とする直交２軸の２次元座標面上で、基準硝種：Ｋ７の座標点（νｄ＝６０．４９，θｇ，Ｆ＝０．５４３２）と基準硝種：Ｆ２の座標点（νｄ＝３６．２６，θｇ，Ｆ＝０．５８３０）とを結んだ直線を「標準線」とし、硝種の部分分散比：θｇ，Ｆの、上記２次元座標面上における標準線からの偏差を硝種の異常分散性：Δθｇ，Ｆとするとき、第３レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズにつき、その屈折率：Ｎｄとアッベ数：νｄと異常分散性：Δθｇ,Ｆとが、条件：
（１） Ｎｄ ＞ １．５８
（２） νｄ ＞ ６０．０
（３） ０．０５ ＞ Δθｇ，Ｆ ＞ ０．００３
を満足する。
上の異常分散性：Δθｇ，Ｆは、上記第３レンズ中の「正レンズの硝種」の上記２次元座標平面上における座標点と上記標準線との「縦軸に平行な方向の距離」である。
上記部分分散比：θｇ，Ｆは「硝種ごとに定まる物理量」である。「標準線」は上述の如く、上記２次元座標面上において、基準硝種：Ｋ７の部分分散比：θｇ，Ｆ（Ｋ７：０．５４３２）とアッベ数：νｄ（Ｋ７：６０．４９）とをそれぞれ縦・横座標とする座標点と、基準硝種：Ｆ２の部分分散比：θｇ，Ｆ（Ｆ２：０．５８３０）とアッベ数：νｄ（Ｆ２：３６．２６）とをそれぞれ縦・横座標とする座標点とを結ぶ直線である。
上記基準硝種：Ｋ７は具体的には「株式会社オハラ製の硝種名：ＮＳＬ７」、基準硝種：Ｆ２は具体的には「株式会社オハラ製の硝種名：ＰＢＭ２」である。
請求項１記載のズームレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを有し、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」ことが好ましい（請求項２）。
また、請求項１記載のズームレンズは、第３レンズ群の像側に第４レンズ群を有することができ、この場合には「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変化する」ことが好ましく（請求項３）、この場合「第２レンズ群と第３レンズの間に開口絞りを有し、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」ことが好ましい（請求項４）。
上記の如く、この発明のズームレンズは、物体側から順次、第１レンズ群〜第３レンズ群を有するので、「３群構成」として構成することもできるし、請求項３記載の場合に用に、第３レンズ群の像側に第４レンズ群を有することもできるので「４群構成のもの」として構成することもできるし、第４レンズ群の像側にさらに「パワーの弱い第５レンズ群を有する５群構成」等が可能である。
上記請求項２のズームレンズは、３群構成の場合に特に有効であり、請求項３、４記載のズームレンズは、４群構成の場合に特に有効である。勿論、請求項２〜４記載のズームレンズは５群構成の場合にも有効である。
請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズは、第３レンズ群中の１枚の正レンズが条件（１）〜（３）を満足し、この正レンズの焦点距離：ｆａｐ、広角端における全系の焦点距離：ｆＷが、条件：
（４） １．０ ＜ ｆａｐ／ｆＷ ＜ ２．５
を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、第３レンズ群が少なくとも２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、正レンズのうちの１枚は条件（１）〜（３）を満足し、他の１枚は非球面を有することが好ましい（請求項６）。
この請求項６記載のズームレンズにおいては「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が配置され、この負レンズの像側レンズ面の曲率半径：ｒ３Ｒ、広角端における全系の焦点距離：ｆＷが、条件：
（５） ０．８ ＜ ｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷ ＜ １．６
を満足する」構成が好ましい（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、広角端から望遠端への変倍に際する第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：
（６） ０．２０ ＜ Ｘ１／ｆＴ ＜ ０．７０
を満足することが好ましく（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、広角端から望遠端への変倍に際する第３レンズ群の総移動量：Ｘ３、望遠端における全系の焦点距離：ｆＴが、条件：
（７） ０．１５ ＜ Ｘ３／ｆＴ ＜ ０．４０
を満足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レンズ群の焦点距離：ｆ２、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３が、条件：
（８） ０．４５ ＜ ｜ｆ２｜／ｆ３ ＜ ０．８５
を満足することが好ましく（請求項１０）、また、請求項１〜１０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：
（９） ５．０ ＜ ｆ１／ｆＷ ＜ １１．０
を満足することが好ましい（請求項１１）。
請求項１２記載の撮像装置は「請求項１〜１１の任意の１に記載のズームレンズを、撮影用ズームレンズとして有する」ものである（請求項１２）。
請求項１〜１１に記載のズームレンズは「銀塩カメラに用いるズーム撮影レンズ」として使用できることは勿論であり、請求項１２の撮像装置は「銀塩カメラ」として実施することができるが、請求項１２記載の撮像装置は「ズームレンズによる物体像が、カラー撮像素子の受光面上に結像される」ものとして好適に実施できる（請求項１３）。
請求項１３記載の撮像装置は「画素数が５００万〜８００万画素以上の撮像素子を用いるもの」であることが好ましい（請求項１４）。
この発明の携帯情報端末装置は「請求項１２または１３または１４記載の撮像装置を含む」構成のものである（請求項１５）。
以下、説明を補足する。この発明のズームレンズは、レンズ構成としては「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レンズ群を少なくとも有する構成」であり、上述の如く３群構成や４群構成、さらには４群の像側に「パワーの弱い第５レンズ群」を有する構成等として実現することができる。
このような物体側から正・負・正の３群を少なくとも有する構成、即ち、正・負・正の３群構成や正・負・正・正の４群構成、さらには正・負・正・正の像側にパワーの弱い第５レンズ群を有する５群構成等のズームレンズでは、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のが一般的である。
しかし、この発明のズームレンズでは、第３レンズ群にも変倍作用を分担させ、第２レンズ群の変倍作用の負担を軽くして、広角化・高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度を確保している。
そして、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するようにレンズ群の移動が行われる。このように、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レンズ群の間隔が大きくなり、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（絶対値）はどちらも増加し、変倍作用を互いに分担する。
この場合、請求項２や請求項４のズームレンズのように、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群を大きく物体側へ移動させることにより、広角端において「第１レンズ群を通過する光線高さ」を低くして「広角化に伴う第１レンズ群の大型化」を抑制することができ、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できる。
さらに、この発明のズームレンズと組み合わせて使用する撮像素子の特性によって「射出瞳距離の確保」がそれほど重要でない場合や、フォーカシングを第２レンズ群で行う場合には、第４レンズ群や第５レンズ群は必須ではなく、第１レンズ群〜第３レンズ群の３群構成で所望の性能を得ることができる。
また、第３レンズ群の「大きな役割の一つが結像である」ことを考えると、第１レンズ群〜第４レンズ群の４群構成、あるいはさらに第５レンズ群等を有する場合、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変化するようにしても所望の性能を得ることができる。
さて、この発明のズームレンズのように「６．５〜１０倍以上の高変倍比」を可能とし、特に望遠端の焦点距離を長くしようとすると、望遠側における軸上色収差の２次スペクトルの補正が困難となる。また、広角端の焦点距離を短くして「より広角化」しようとすると、広角側における倍率色収差の２次スペクトルの補正が困難となる。
一般に、軸上・倍率の色収差の補正は「使用波長領域における２つの波長で結像位置が一致する」ように行われ、上記２波長に挟まれた内側の波長領域と、「２波長の外側の波長領域」では、必ずしも結像位置が一致しない。このような「残存色収差」を２次スペクトルと称する。
人間の目の感度（視感度）は緑領域の波長で高くなっており、このような「視感度の高い波長領域」で色収差が大きいと、像のボケとなって「目視での像の分解能」が低下してしまう。
カラー撮像素子で撮像する場合も同様であり、赤・緑・青のモザイクフィルタを有する一般的なカラー撮像素子では、解像度を確保するために「全画素数の５０％」が緑フィルタを有している。このため、信号処理により生成される輝度信号には「緑領域を担当する画素」からの出力が支配的となり、この波長領域での色収差が大きいと、再生画像の解像度が低下することになる。
一方において、カラー撮像素子の大半は、短波長側の感度が、人間の目や銀塩カラーフィルムに比して相対的に高く、再生画像において「青〜紫の領域の色収差による色滲み」が目立ちやすい。このような色滲みを低減させるためには、青〜紫の領域の色収差を小さくする必要があるが、２次スペクトルを十分に補正しないまま「青〜紫の領域の色収差」を小さくしようとすると、緑領域での色収差が大きくなって上述の「再生画像の解像度の低下」を招くことになる。
このように「色収差の２次スペクトルの補正」は、像の解像度を確保する上で極めて重要な意義を有している。
この発明のズームレンズでは、このような色収差の２次スペクトルを「異常分散ガラス（異常分散性の大きな硝種）」を用いて補正しようとするものであるが、その使用箇所と光学特性に大きな特徴がある。
一般に、軸上色収差の２次スペクトルを低減するためには「軸上光線高さが高いレンズ群に特殊低分散ガラスを用いる」と効果が大きいことが知られている。
この発明のズームレンズにおける第３レンズ群は「第１レンズ群に次いで軸上光線高さが高」く、特殊低分散ガラスを第３レンズ群中に採用することにより軸上色収差の２次スペクトルを十分に低減することが可能となる。
しかし、特殊低分散ガラスは一般に屈折率が低く「単色収差の補正能力」が低いので、第３レンズ群を少ない枚数で構成しつつ「単色収差・色収差をバランス良く低減」しようとする場合、特殊低分散ガラスの使用は必ずしも十分な効果を上げない。
この発明のズームレンズにおいては「第３レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズ」を条件（１）〜（３）が満足される範囲の屈折率・アッベ数・異常分散性を有する硝種で構成した。これにより、第３レンズ群が３枚程度の少ない枚数であっても、色収差の２次スペクトルを低減しつつ単色収差の十分な補正も可能となる。
条件（１）の屈折率：Ｎｄが１．５８より小さいと「単色収差の補正が不十分」となり、条件（２）のアッベ数：νｄが６０以下であると「色収差の補正が不十分」となる。条件（３）の異常分散性：Δθｇ，Ｆが０．００３より小さいと「色収差の２次スペクトルの補正が不十分」となる。なお、条件（１）や（２）の上限は、実際に存在する硝種における最大のものの値になる。
条件（３）のパラメータ：Δθｇ，Ｆの値は大きいほど好ましいが、条件（１）、（２）を満足するという条件のもとで、０．０５以上のものは、硝種として製造が不可能ではないまでも、コスト等の面からして実際的でない。
請求項３、４のズームレンズにおいて、第４レンズ群は主として「射出瞳距離（テレセントリック性）の確保、および、その移動によるフォーカシング」のために設けられているが、ズームレンズ系を小型化するためには、第４レンズ群はなるべく簡単な構成であることが好ましく、正レンズ１枚、もしくは、負レンズと正レンズの２枚で構成することが好ましい。
条件（４）は、第３レンズ群中の異常分散ガラスで構成された正レンズ（条件（１）〜（３）を満足する硝種による正レンズ）の少なくとも１つが満足することが好ましい条件であり、パラメータ：ｆａｐ／ｆＷが２．５より大きいと、異常分散ガラスを使用したレンズの屈折力が「２次スペクトルを十分に低減する」のに必ずしも十分とならずに「十分な色収差補正を行えない場合」がある。一方、パラメータ：ｆａｐ／ｆＷが１．０より小さいと、色収差補正と球面収差補正のバランスを取ることが難しくなる。
なお、パラメータ：ｆａｐ／ｆＷは、第３群の像側に正の第４レンズ群が存在する場合や、さらにパワーの弱い第５レンズ群が存在する場合には、条件（３）に代えて、条件：
（３Ａ） １．０＜ｆａｐ／ｆＷ＜２．０
を満足することがより好ましい。
第３レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズと１枚の負レンズを有すると共に、正レンズのうち１枚は非球面を有することが好ましく（請求項６）、この場合、非球面を持つ正レンズは、条件（１）〜（３）を満足しなくともよい。
第３レンズ群の物体側あるいは像側に開口絞りを配設することを考えた場合「球面収差補正のための非球面」は開口絞りに近い箇所に用いるのが良い。条件（１）〜（３）を満足する異常分散ガラスを使用したレンズは、開口絞りから「ある程度遠ざける」ことにより、軸上色収差だけでなく「倍率色収差の２次スペクトル」の低減にも効果を持たせることが可能となる。
従って、上記第３レンズ群中における２枚の正レンズのうち「開口絞りに近い方」を非球面レンズ、「開口絞りから遠い方」を異常分散ガラス製のレンズとするのが最も理にかなった構成である。
第３レンズ群は「変倍と結像の両方の役割を果たす重要なレンズ群」であるが、上述の構成をとることによって十分な収差補正が可能となる。
より良好な収差補正のためには、請求項７のように、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、条件（５）を満足するのがよい。
条件（５）のパラメータ：｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷが下限値の０．８より小さくなると「球面収差が補正過剰」となり易く、上限値の１．６を超えると、逆に「球面収差が補正不足」となり易い。さらに、条件（５）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易くなる。
さらに、広角化・長焦点化のために重要な「第１レンズ群の移動量」に関連して、請求項８のように、条件（６）が満足されることが好ましい。
条件（６）のパラメータ：Ｘ１／ｆＴの値が下限値の０．２０を超えると、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第３レンズ群の負担が増加するか、第１レンズ群・第２レンズ群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く。また、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く。
パラメータ：Ｘ１／ｆＴが上限値の０．７０を超えると、広角端での全長が短くなりすぎるか、望遠端での全長が長くなりすぎる。広角端での全長が短くなりすぎると、第３レンズ群の移動スペースが制限され、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって全体の収差補正が困難となる。望遠端での全長が長くなりすぎると、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、あるいは、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も招きやすくなる。
なお、パラメータ：Ｘ１／ｆＴは、以下の条件：
（６Ａ） ０．２５ ＜ Ｘ１／ｆＴ ＜ ０．５５
を満足することがより好ましい。
請求項９の条件（７）は、第３レンズ群の移動量に関して満足されることが好ましい条件である。パラメータ：Ｘ３／ｆＴが、下限値の０．１５を超えると、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなり、第２ンズ群の変倍への負担が増加するか、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く。
パラメータ：Ｘ３／ｆＴが上限値の０．４０を超えると、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く。
パラメータ：Ｘ３／ｆＴは、より好ましくは以下の条件：
（７Ａ） ０．２０ ＜ Ｘ３／ｆＴ ＜ ０．３５
を満足するのがよい。
請求項１０、１１の条件（８）、（９）は、収差補正の上から「各群の屈折力が満足することが好ましい条件」である。
条件（８）のパラメータ：｜ｆ２｜／ｆ３が、下限値の０．４５を越えると第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、上限値の０．８５を超えると、第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎていずれにせよ「変倍に際する収差変動」が大きくなり易くなる。
条件（９）のパラメータ：ｆ１／ｆＷが、下限値の５．０を超えると、第２レンズ群の結像倍率が等倍に近付いて変倍効率が上がり、高変倍化には有利であるが、第１レンズ群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、特に収納状態での小型化にとって不利となる。
パラメータ：ｆ１／ｆＷが上限の１１．０を超えると、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。
この発明のズームレンズにおいては、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを配置し、この開口絞りを「隣接するレンズ群とは独立に移動」させることができる。このような構成により、６．５倍以上という大きな変倍領域のどのポジションにおいても「より最適な光線経路の選択」が可能となるため、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することが可能となる。
開口絞りと第３レンズ群との間隔は「広角端において望遠端よりも広くなる」ことが好ましい。異常分散ガラスを使用されている第３レンズ群が「広角端において開口絞りから離れ、望遠端において開口絞りに近付く」ことによって、その異常分散性が広角端では倍率色収差の２次スペクトルの補正に効果的に働き、望遠端では軸上色収差の２次スペクトルの補正に効果的に働く。従って、変倍の全域において色収差をより良好に補正することが可能となる。加えて「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」ことが可能となって第１レンズ群のさらなる小型化を達成できるという効果も生む。
このような理由により「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する場合、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と、望遠端における全系の焦点距離：ｆＴとが、条件：
（１０） ０．０３＜ ｄＳＷ／ｆＴ ＜ ０．２０
を満足することが好ましい。
条件（１０）のパラメータ：ｄＳＷ／ｆＴが下限値の０．０３を超えると、広角端において第３レンズ群を通過する光線高さが小さくなり、広角側における倍率色収差の２次スペクトルの低減を効果的に行うことが難しくなる。また、同じく広角端において第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く。
逆に上限値の０．２０を超えると、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に倒れたり、樽型の歪曲収差が大きくなったりして特に広角域における性能確保が難しくなる。
第１レンズ群は物体側より、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、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。
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レンズ群以下のレンズ群の合成倍率」を大きくしなければならず、それだけ、第１レンズ群で発生した収差が像面上で拡大される。このため高変倍化を進めるためには、第１レンズ群で発生する収差量を十分に小さく抑える必要があり、そのためには第１レンズ群を上述の構成とすることが好ましい。
第２レンズ群は物体側から順に、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としては、これを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。ここで、物体側から２番目のレンズと３番目のレンズは適宜接合しても良い。
このとき、第２レンズ群の各レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
１．６５ ＜ Ｎ２１ ＜ １．９０ ，３５ ＜ ν２１ ＜ ５５
１．７５ ＜ Ｎ２２ ＜ １．９５ ，１５ ＜ ν２２ ＜ ３５
１．７５ ＜ Ｎ２３ ＜ １．９０ ，３５ ＜ ν２３ ＜ ５５
ここに、Ｎ２ｉ（ｉ＝１〜３）は、第２レンズ群中で、物体側から数えてｉ番目のレンズの屈折率、ν２ｉ（ｉ＝１〜３）は、第２レンズ群中で、物体側から数えてｉ番目のレンズのアッベ数を表す。
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枚で構成するのが良い。この場合、物体側から２番目の正レンズと３番目の負レンズとは適宜接合しても良い。
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い。特に、第２レンズ群においては「最も物体側の面と最も像側の面の双方」を非球面とすると、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。
なお、非球面レンズとしては光学ガラスや光学プラスチックを成型したもの（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。
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。ただし、長焦点端の開放径を「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。また、像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、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。
以上に説明したように、この発明によれば新規なズームレンズを実現できる。この発明のズームレンズは、後述の実施例に示すように収差を良好に補正でき、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６．５〜１０倍以上の変倍比を実現でき、しかもレンズ枚数が１０〜１２枚程度で構成できるため小型であり、かつ５００万〜８００万画素の撮像素子に対応した解像力を実現できる。
以下、ズームレンズの具体的な実施例を７例示す。全ての実施例において、最大像高は３．７０ｍｍである。実施例１〜実施例５は正・負・正・正の４群構成、実施例６は正・負・正の３群構成、実施例７は正・負・正・正・負の５群構成である。
各実施例において、ズームレンズ系の最も像面側に配設される平行平板（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センサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）を想定したものである。また、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。
変倍に際しては、実施例１〜６では「全てのレンズ群」、実施例７では第１〜第４レンズ群を移動させており、実施例１〜７とも、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第３レンズ群とが物体側へ移動する。
レンズの材質は、実施例１〜５、７においての「第４レンズ群が有する正レンズ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、広角端で「３８度を超える半画角」を持ち、変倍比：６．５以上（実施例１：６．７３倍、実施例２：１０．２３倍、実施例３：１０．３１倍、実施例４：１０．２３倍、実施例５：６．７３倍、実施例６：６．７４倍、実施例７：６．７３倍）と高変倍でありながら、収差は十分に補正されており、５００万〜８００万画素の受光素子に対応可能となっている。
従って、この発明のようにズームレンズを構成することにより「十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得る」ことが各実施例に照らして明らかである。
各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
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」の形状は、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、非球面係数：A4、A6、A8・・として、周知の式：
X＝CH2/｛1+√(1-(1+K)C2H2)｝+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12+A14・H14+A16・H16+A18・H18
で表される形状である。
また、使用された光学ガラスは全て「株式会社オハラ製」であり、硝種名は同社の商品名である。
実施例１
ｆ＝４．７４〜３１．９３，Ｆ＝３．４１〜５．０５，ω＝３９．１８〜６．４５
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ Δθｇ，Ｆ 硝種名
01 25.481 1.00 1.92286 18.90 0.0386 OHARA S-NPH2
02 19.897 3.23 1.49700 81.54 0.0280 OHARA S-FPL51
03 237.457 0.10
04 26.628 1.68 1.77250 49.60 -0.0092 OHARA S-LAH66
05 58.589 可変(A)
06* 18.781 0.74 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
07 4.176 2.40
08 236.598 1.76 1.92286 18.90 0.0386 OHARA S-NPH2
09 -12.359 0.64 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
10* 237.126 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 6.982 2.70 1.58913 61.15 -0.0043 OHARA L-BAL35
13* -9.187 0.10
14 10.085 2.33 1.60300 65.44 0.0045 OHARA S-PHM53
15 -8.119 0.80 1.68893 31.07 0.0092 OHARA S-TIM28
16 4.648 可変(D)
17* 8.039 2.26 1.52470 56.20 光学プラスチック
18 40.468 可変(E)
19 ∞ 0.90 1.51680 64.20 各種フィルタ
20 ∞ 。
非球面（「＊」印を付した面。以下同様）」
第6面
K = 0.0,
A4 = -2.19338×10-4,A6 = 1.13479×10-5,A8 = -2.04849×10-6,
A10 = 1.56368×10-7，A12 = -4.98263×10-9,A14 = 2.89148×10-11,
A16 =1.66996×10-12,A18 = -2.60929×10-14
第10面
K = 0.0,
A4 = -6.12409×10-4,A6 = -1.80573×10-5,A8 = 1.51385×10-6,
A10 = -1.33918×10-7
第12面
K = 0.0,
A4 = -7.52335×10-4,A6 = -1.12417×10-5,A8 = 2.36865×10-6,
A10 = -2.15147×10-7
第13面
K = 0.0,
A4 = 2.97351×10-4,A6 = -4.73786×10-6,A8 = 1.28063×10-6,
A10 = -1.37674×10-7
第17面
K = 0.0,
A4 =-1.13815×10-4,A6 = 6.21233×10-6,A8 =-1.66452×10-7,
A10 = 2.78663×10-9 。
可変量
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 4.742 f = 12.327 f = 31.926
A 0.600 8.751 15.865
B 8.157 2.664 1.150
C 4.286 3.053 0.750
D 3.806 6.987 12.777
E 1.954 3.085 2.365 。
条件のパラメータの値
ｆａｐ／ｆＷ＝ １．６５
｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷ＝ ０．９８０
Ｘ１／ｆＴ＝ ０．４４２
Ｘ３／ｆＴ＝ ０．２９４
｜ｆ２｜／ｆ３＝ ０．７２１
ｆ１／ｆＷ＝ ７．３４０
ｄＳＷ／ｆＴ＝ ０．１３４ 。
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。図中、符号「I」は第１レンズ群、符号「II」は第２レンズ群、符号「III」は第３レンズ群、符号「IV」は第４レンズ群を示し、符号「Ｓ」は開口絞りを示す。また上述の如く「各種フィルタやＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）」を１枚の透明平行平板で表し、符号Ｆで示す。
条件（１）〜（３）を満足する「異常分散性レンズ」は、第３レンズ群の「絞りから２番目の正レンズ」である。
図８、図９、図１０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。
実施例２
ｆ＝４．７４〜４８．４７，Ｆ＝３．５３〜５．０８，ω＝３９．２１〜４．２６
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ Δθｇ，Ｆ 硝種名
01 32.205 1.00 1.84666 23.78 0.0175 OHARA S-TIH53
02 22.145 3.54 1.49700 81.54 0.0280 OHARA S-FPL51
03 112.635 0.10
04 25.925 2.74 1.62041 60.29 -0.0012 OHARA S-BSM16
05 115.816 可変(A)
06* 24.257 0.74 1.83481 42.71 -0.0082 OHARA S-LAH55
07 4.509 2.57
08 46.644 2.67 1.80518 25.42 0.0158 OHARA S-TIH6
09 -6.432 0.64 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
10* 102.556 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 7.725 3.31 1.58913 61.15 -0.0043 OHARA L-BAL35
13* -9.632 0.10
14 10.161 2.36 1.60300 65.44 0.0045 OHARA S-PHM53
15 -7.549 0.80 1.63980 34.47 0.0065 OHARA S-TIM27
16 4.619 可変(D)
17 -25.476 1.33 1.69895 30.13 0.0103 OHARA S-TIM35
18 31.606 0.10
19* 9.324 2.77 1.52470 56.20 光学プラスチック
20 -14.754 可変(E)
21 ∞ 0.90 1.51680 64.20 各種フィルタ
22 ∞ 。
非球面
第6面
K = 0.0，
A4 = -7.42443×10-5，A6 = 1.52472×10-6，A8 = -2.55606×10-8，
A10 = 7.39893×10-11
第10面
K = 0.0，
A4 = -4.89544×10-4，A6 =-7.50225×10-8，A8 = -3.31112×10-7，
A10 =-1.81658×10-8
第12面
K = 0.0，
A4 = -7.34491×10-4，A6 =-3.10441×10-6，A8 = 2.22594×10-8，
A10 =-5.45002×10-8
第13面
K = 0.0，
A4 = 1.33185×10-4，A6 =-4.89508×10-6，A8 = 9.45570×10-8，
A10 = -3.97335×10-8
第19面
K = 0.0，
A4 =-3.15005×10-4，A6 = 3.37765×10-6，A8 =-1.20761×10-7，
A10 = 1.16302×10-9 。
可変量
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 4.739 f = 15.159 f = 48.469
A 0.679 12.708 21.200
B 10.153 4.102 1.150
C 4.587 1.000 0.750
D 3.000 3.138 15.588
E 2.725 7.313 1.982 。
条件のパラメータの値
ｆａｐ／ｆＷ＝ １．６０
｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷ＝ ０．９７３
Ｘ１／ｆＴ＝ ０．４０３
Ｘ３／ｆＴ＝ ０．２４４
｜ｆ２｜／ｆ３＝ ０．６８２
ｆ１／ｆＷ＝ ８．５９
ｄＳＷ／ｆＴ＝ ０．０９５ 。
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１１、図１２、図１３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。
条件（１）〜（３）を満足する異常分散性レンズは、第３レンズ群の「絞りから２番目の正レンズ」である。
実施例３
ｆ＝４．７４〜４８．４６，Ｆ＝３．４６〜５．７０，ω＝３８．９３〜４．３４
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ Δθｇ，Ｆ 硝種名
01 36.614 1.00 1.80518 25.42 0.0158 OHARA S-TIH6
02 23.704 4.63 1.48749 70.24 0.0022 OHARA S-FSL5
03 -266.625 0.10
04 18.072 3.18 1.48749 70.24 0.0022 OHARA S-FSL5
05 39.894 可変(A)
06* 49.751 0.74 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
07 4.671 2.38
08 43.227 2.82 1.80518 25.42 0.0158 OHARA S-TIH6
09 -6.015 0.64 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
10* -391.116 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 7.481 2.65 1.58913 61.15 -0.0043 OHARA L-BAL35
13* -11.439 0.10
14 15.592 2.40 1.61800 63.33 0.0051 OHARA S-PHM52
15 -5.186 0.80 1.61293 37.00 0.0046 OHARA S-TIM3
16 5.186 可変(D)
17 10.352 0.50 1.84666 23.78 0.0175 OHARA S-TIH53
18 7.598 0.10
19* 7.406 3.31 1.52470 56.20 光学プラスチック
20 -43.735 可変(E)
21 ∞ 0.90 1.51680 64.20 各種フィルタ
22 ∞ 。
非球面
第6面
K = 0.0，
A4 = 4.68067×10-5，A6 = 6.87101×10-7，A8 = -2.85890×10-8，
A10 = 1.31219×10-10
第10面
K = 0.0，
A4 = -4.22453×10-4，A6 = 5.67023×10-7，A8 = -3.33952×10-7，
A10 = -1.38989×10-8
第12面
K = 0.0，
A4 = -6.36669×10-4，A6 = -8.20604×10-7，A8 = 4.09961×10-7，
A10 = -3.95066×10-8
第13面
K = 0.0，
A4 = 1.88071×10-4，A6 = -4.02370×10-6，A8 = 7.11201×10-7，
A10 = -3.87131×10-8
第19面
K = 0.0，
A4 = -4.98249×10-5，A6 = 3.29106×10-7，A8 = 2.23225×10-8，
A10 = -1.44572×10-9 。
可変量
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 4.738 f = 15.164 f = 48.458
A 0.600 9.610 20.600
B 10.188 3.077 1.150
C 4.094 1.007 0.750
D 3.500 5.126 18.208
E 3.334 8.719 4.282 。
条件のパラメータの値
ｆａｐ／ｆＷ＝ １．３９
｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷ＝ １．０９
Ｘ１／ｆＴ＝ ０．４８０
Ｘ３／ｆＴ＝ ０．３２３
｜ｆ２｜／ｆ３＝ ０．５８１
ｆ１／ｆＷ＝ ８．２４
ｄＳＷ／ｆＴ＝ ０．０８４ 。
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１４、図１５、図１６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。
条件（１）〜（３）を満足する異常分散性レンズは、第３レンズ群の「絞りから２番目の正レンズ」である。
実施例４
ｆ＝４．７４〜４８．４８，Ｆ＝３．４８〜５．０１，ω＝３９．２２〜４．２５
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ Δθｇ，Ｆ 硝種名
01 45.073 1.00 1.84666 23.78 0.0175 OHARA S-TIH53
02 29.498 3.62 1.45600 90.29 0.0386 OHARA S-FPL52
03 ∞ 0.10
04 33.276 2.62 1.69680 55.53 -0.0082 HARA S-LAL14
05 187.238 可変(A)
06 50.110 0.74 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
07 5.219 2.36
08 59.100 2.92 1.78470 26.29 0.0146 OHARA S-TIH23
09 -6.401 0.64 1.88300 40.76 -0.0092 OHARA S-LAH58
10* -51.678 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 7.614 2.61 1.58913 61.15 -0.0043 OHARA L-BAL35
13 -22.027 0.43
14 12.944 1.03 1.76200 40.10 -0.0001 OHARA S-LAM55
15 4.170 3.06 1.60300 65.44 0.0045 OHARA S-PHM53
16 -24.855 0.10
17 104.241 1.45 1.68893 31.07 0.0092 OHARA S-TIM28
18* 6.050 可変(D)
19* 7.731 2.06 1.52470 56.20 光学プラスチック
20 15.935 可変(E)
21 ∞ 0.90 1.51680 64.20 各種フィルタ
22 ∞ 。
非球面
第10面
K = 0.0，
A4 = -3.36309×10-4，A6 = -1.04662×10-6，A8 = -2.09664×10-7，
A10 = 1.11152×10-9
第14面
K = 0.0，
A4 = -4.24292×10-4，A6 = 1.25661×10-7，A8 = -2.90899×10-7，
A10 = 1.00842×10-8
第15面
K = 0.0，
A4 = 4.43764×10-4，A6 = 1.39228×10-5，A8 = -8.27433×10-7，
A10 = -5.12212×10-8
第19面
K = 0.0，
A4 = -4.52445×10-5，A6 = 6.53780×10-6，A8 = -3.16498×10-7，
A10 = 8.54289×10-9
可変量
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 4.737 f = 15.153 f = 48.481
A 0.700 13.313 24.548
B 10.934 5.665 1.150
C 7.570 1.727 0.500
D 3.671 7.035 14.783
E 2.219 4.452 2.316 。
条件のパラメータの値
ｆａｐ／ｆｗ＝ １．３０
｜ｒ３ｒ｜／ｆｗ＝ １．２８
Ｘ１／ｆＴ＝ ０．３８１
Ｘ３／ｆＴ＝ ０．２３１
｜ｆ２｜／ｆ３＝ ０．７２７
Ｆ１／ｆＷ＝ ９．３３
ＤＳＷ／ｆＴ＝ ０．１５６ 。
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１７、図１８、図１９に順次、実施例４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。
条件（１）〜（３）を満足する異常分散性レンズは、第３レンズ群の「絞りから３番目の正レンズ」である。
実施例５
ｆ＝４．７４〜３１．９０，Ｆ＝３．５１〜５．５８，ω＝３９．１９〜６．４８
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ Δθｇ，Ｆ 硝種名
01 36.647 1.00 1.92286 18.90 0.0386 OHARA S-NPH2
02 23.427 2.74 1.60300 65.44 0.0045 OHARA S-PHM53
03 170.952 0.10
04 18.584 2.31 1.77250 49.60 -0.0092 OHARA S-LAH66
05 47.492 可変(A)
06* 39.987 0.74 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
07 4.234 2.32
08 54.221 2.05 1.92286 18.90 0.0386 OHARA S-NPH2
09 -9.272 0.84 2.00330 28.27 0.0023 OHARA S-LAH79
10* -116.917 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 6.918 3.21 1.58913 61.15 -0.0043 OHARA L-BAL35
13* -8.678 0.10
14 11.511 2.18 1.60300 65.44 0.0045 OHARA S-PHM53
15 -7.770 0.60 1.68893 31.07 0.0092 OHARA S-TIM28
16 4.825 可変(D)
17* 9.227 2.02 1.52470 56.20 光学プラスチック
18 158.590 可変(E)
19 ∞ 0.90 1.51680 64.20 各種フィルタ
20 ∞ 。
非球面
第6面
K = 0.0，
A4 = 5.31992×10-5，A6 = 2.13225×10-7，A8 = -6.80433×10-8，
A10 = 9.10866×10-10
第10面
K = 0.0，
A4 = -4.66740×10-4，A6 = -3.74622×10-7，A8 = -7.91115×10-7，
A10 = -2.92852×10-8
第12面
K = 0.0，
A4 = -8.82834×10-4，A6 = -8.96856×10-7，A8 = -4.79181×10-8，
A10 = -7.50342×10-8
第13面
K = 0.0，
A4 = 3.01624×10-4，A6 = -4.31357×10-6，A8 = 1.38650×10-7，
A10 = -6.81860×10-8
第17面
K = 0.0，
A4 = -6.18571×10-5，A6 = 7.90738×10-6，A8 = -3.31121×10-7，
A10 = 7.16443×10-9 。
可変量
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 4.741 f =12.319 f = 31.905
A 0.600 7.561 14.139
B 8.107 1.621 1.000
C 4.464 3.819 0.650
D 3.496 6.384 11.507
E 2.855 4.192 2.352 。
条件のパラメータの値
ｆａｐ／ｆＷ＝ １．７３
｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷ＝ １．０２
Ｘ１／ｆＴ＝ ０．３１７
Ｘ３／ｆＴ＝ ０．２３５
｜ｆ２｜／ｆ３＝ ０．６６４
ｆ１／ｆＷ＝ ６．２５
ｄＳＷ／ｆＴ＝ ０．１４０ 。
図５に実施例５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２０、図２１、図２２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。
条件（１）〜（３）を満足する異常分散性レンズは、第３レンズ群の「絞りから２番目の正レンズ」である。
実施例６
ｆ＝４．７４〜３１．９３，Ｆ＝３．５０〜５．６０，ω＝３９．１５〜６．６１
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ Δθｇ，Ｆ 硝種名
01 33.024 1.00 1.92286 18.90 0.0386 OHARA S-NPH2
02 21.553 3.05 1.60300 65.44 0.0045 OHARA S-PHM53
03 216.852 0.10
04 16.154 2.12 1.77250 49.60 -0.0092 OHARA S-LAH66
05 32.210 可変(A)
06* 22.714 0.74 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
07 3.740 2.23
08 118.867 2.02 1.92286 18.90 0.0386 OHARA S-NPH2
09 -6.916 0.64 2.00330 28.27 0.0023 OHARA S-LAH79
10* -147.074 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 6.119 3.11 1.58913 61.15 -0.0043 OHARA L-BAL35
13* -9.815 0.10
14 212.627 2.26 1.60300 65.44 0.0045 OHARA S-PHM53
15 -6.580 0.60 1.74950 35.28 0.0025 OHARA S-LAM7
16 5.405 0.77
17* 7.011 2.11 1.51633 64.14 -0.0024 OHARA S-BSL7
18 -14.308 可変(D)
19 ∞ 0.90 1.51680 64.20 各種フィルタ
20 ∞ 。
非球面
第6面
K = 0.0，
A4 = -1.39130×10-5，A6 = 1.07909×10-6，A8 = -9.56988×10-8，
A10 = 1.01099×10-9
第10面
K = 0.0，
A4 = -6.53461×10-4，A6 = -6.32795×10-6，A8 = -1.30334×10-6，
A10 = -7.51258×10-8
第12面
K = 0.0，
A4 = -7.01992×10-4，A6 = -7.85945×10-6，A8 = 6.92903×10-7，
A10 = -9.48794×10-8
第13面
K = 0.0，
A4 = 2.91193×10-4，A6 = 1.44347×10-6，A8 = 2.75419×10-7，
A10 = -7.93114×10-8
第17面
K = 0.0，
A4 = -3.23395×10-4，A6 = -3.74585×10-6，A8 = 5.42386×10-7，
A10 = -1.33173×10-8 。
可変量
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 4.739 f = 12.319 f = 31.926
A 0.600 6.953 13.174
B 6.892 4.227 1.000
C 6.193 1.668 0.650
D 7.514 11.575 14.663 。
条件のパラメータの値
ｆａｐ／ｆＷ＝ ２．２４
｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷ＝該当しない。
Ｘ１／ｆＴ＝ ０．２５９
Ｘ３／ｆＴ＝ ０．２２４
｜ｆ２｜／ｆ３＝ ０．５７２
ｆ１／ｆＷ＝ ６．０１
ｄＳＷ／ｆＴ＝ ０．１９４ 。
図６に実施例６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２３、図２４、図２５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。
条件（１）〜（３）を満足する異常分散性レンズは、第３レンズ群の「絞りから２番目の正レンズ」である。
実施例７
ｆ＝４．７４〜３１．９１，Ｆ＝３．５０〜５．５６，ω＝３９．２１〜６．４５
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ Δθｇ，Ｆ 硝種名
01 39.369 1.00 1.92286 18.90 0.0386 OHARA S-NPH2
02 24.475 2.77 1.60300 65.44 0.0045 OHARA S-PHM53
03 272.535 0.10
04 18.555 2.31 1.77250 49.60 -0.0092 OHARA S-LAH66
05 47.482 可変(A)
06* 34.963 0.74 1.88300 40.76 -0.0088 OHARA S-LAH58
07 4.176 2.22
08 46.284 2.06 1.92286 18.90 0.0386 OHARA S-NPH2
09 -9.068 0.64 2.00330 28.27 0.0023 OHARA S-LAH79
10* -181.083 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 6.859 3.02 1.58913 61.15 -0.0043 OHARA L-BAL35
13* -8.481 0.10
14 13.024 2.11 1.61800 63.33 0.0051 OHARA S-PHM52
15 -8.881 0.70 1.69895 30.13 0.0103 OHARA S-TIM35
16 5.023 可変(D)
17* 9.052 2.37 1.52470 56.20 光学プラスチック
18 -41.978 可変(E)
19 -18.873 1.00 1.83481 42.71 -0.0082 OHARA S-LAH55
20 -44.439 可変(F)
21 ∞ 0.90 1.51680 64.20 各種フィルタ
22 ∞ 。
非球面
第6面
K = 0.0，
A4 = 2.06279×10-5，A6 = 5.51631×10-7，A8 = -8.31073×10-8，
A10 = 1.10109×10-9
第10面
K = 0.0，
A4 = -5.32236×10-4，A6 = 2.77146×10-6，A8 = -1.08679×10-6，
A10 = -3.45260×10-8
第12面
K = 0.0，
A4 = -9.60867×10-4，A6 = 4.83329×10-6，A8 = -2.96877×10-7，
A10 = -7.32967×10-8
第13面
K = 0.0，
A4 = 3.22078×10-4，A6 = -1.79339×10-6，A8 = 2.46395×10-7，
A10 = -7.94954×10-8
第17面
K = 0.0，
A4 = -7.38254×10-5，A6 = 7.96986×10-6，A8 = -3.63471×10-7，
A10 = 7.86601×10-9 。
可変量
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 4.739 f = 12.347 f = 31.908
A 0.600 8.536 14.109
B 7.725 2.132 1.000
C 4.525 3.938 0.650
D 2.915 6.118 10.968
E 1.598 2.090 1.238
F 0.780 0.780 0.780 。
条件のパラメータの値
ｆａｐ／ｆＷ＝ １．８７
｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷ＝ １．０６
Ｘ１／ｆＴ＝ ０．３３１
Ｘ３／ｆＴ＝ ０．２４１
｜ｆ２｜／ｆ３＝ ０．６６２
ｆ１／ｆＷ＝ ６．２１
ｄＳＷ／ｆＴ＝ ０．１４２ 。
図７に実施例７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２６、図２７、図２８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。
条件（１）〜（３）を満足する異常分散性レンズは、第３レンズ群の「絞りから２番目の正レンズ」である。
最後に、図２９、図３０を参照して「携帯情報端末装置」の実施の１形態を説明する。
図３０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１〜１１の任意の１に記載されたズームレンズ、具体的には、例えば上記実施例１〜７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：５００万〜８００万画素以上のもの、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３０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２９（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、図２９（ｃ）に示す電源スイッチ３６を操作して電源を入れると図２９（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、その後は上述の画像情報処理がなされる。符号３２はフラッシュを示す。
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、図２９（ｃ）に示す操作ボタン３７の操作により行う。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、５００万画素〜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５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６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７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。 実施例５の短焦点端における収差を示す図である。 実施例５の中間焦点距離における収差を示す図である。 実施例５の望遠端における収差を示す図である。 実施例６の短焦点端における収差を示す図である。 実施例６の中間焦点距離における収差を示す図である。 実施例６の望遠端における収差を示す図である。 実施例７の短焦点端における収差を示す図である。 実施例７の中間焦点距離における収差を示す図である。 実施例７の望遠端における収差を示す図である。 携帯情報端末装置の実施の１形態を説明するための図である。 図２９の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 (15)

  1. 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レンズ群を少なくとも有し、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するズームレンズにおいて、
    ｇ線に対する屈折率：ｎｇ、Ｆ線に対する屈折率：ｎＦ、ｃ線に対する屈折率：ｎｃにより、次式：
    θｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
    により定義される部分分散比：θｇ，Ｆを縦軸、アッベ数：νｄを横軸とする直交２軸の２次元座標面上で、基準硝種：Ｋ７の座標点（νｄ＝６０．４９，θｇ，Ｆ＝０．５４３２）と基準硝種：Ｆ２の座標点（νｄ＝３６．２６，θｇ，Ｆ＝０．５８３０）とを結んだ直線を標準線とし、硝種の部分分散比：θｇ，Ｆの、上記２次元座標面上における上記標準線からの偏差を上記硝種の異常分散性：Δθｇ，Ｆとするとき、
    上記第３レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズにつき、その屈折率：Ｎｄとアッベ数：νｄと異常分散性：Δθｇ,Ｆとが、条件：
    （１） Ｎｄ ＞ １．５８
    （２） νｄ＞ ６０．０
    （３） ０．０５ ＞ Δθｇ，Ｆ ＞ ０．００３
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 請求項１記載のズームレンズにおいて、
    第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを有し、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ことを特徴とするズームレンズ。
  3. 請求項１記載のズームレンズにおいて、
    第３レンズ群の像側に第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変化することを特徴とするズームレンズ。
  4. 請求項３記載のズームレンズにおいて、
    第２レンズ群と第３レンズの間に開口絞りを有し、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ことを特徴とするズームレンズ。
  5. 請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
    第３レンズ群中の１枚の正レンズが、条件（１）〜（３）を満足し、この正レンズの焦点距離：ｆａｐ、広角端における全系の焦点距離：ｆＷが、条件：
    （４） １．０ ＜ ｆａｐ／ｆＷ ＜ ２．５
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  6. 請求項１〜５の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
    第３レンズ群が少なくとも２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、正レンズのうちの１枚は条件（１）〜（３）を満足し、他の１枚は非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
  7. 請求項６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レンズ面の曲率半径：ｒ３Ｒ、広角端における全系の焦点距離：ｆＷが、条件：
    （５） ０．８ ＜ ｜ｒ３Ｒ｜／ｆＷ ＜ １．６
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  8. 請求項１〜７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する第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：
    （６） ０．２０ ＜ Ｘ１／ｆＴ ＜ ０．７０
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  9. 請求項１〜８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する第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：
    （７） ０．１５ ＜ Ｘ３／ｆＴ ＜ ０．４０
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  10. 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レンズ群の焦点距離：ｆ２、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３が、条件：
    （８） ０．４５ ＜ ｜ｆ２｜／ｆ３ ＜ ０．８５
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  11. 請求項１〜１０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：
    （９） ５．０ ＜ ｆ１／ｆＷ ＜ １１．０
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  12. 請求項１〜１１の任意の１に記載のズームレンズを、撮影用ズームレンズとして有する撮像装置。
  13. 請求項１２記載の撮像装置において、
    ズームレンズによる物体像が、カラー撮像素子の受光面上に結像されることを特徴とする撮像装置。
  14. 請求項１３記載の撮像装置において、
    撮像素子の画素数が５００万〜８００万画素以上であることを特徴とする撮像装置。
  15. 請求項１２または１３または１４記載の撮像装置を含む携帯情報端末装置。
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