JP2012123270A - ズームレンズおよび情報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４倍以上の変倍比、広角端における半画角：３７．５度以上で、コンパクト性に優れ、高性能なズームレンズを実現する。
【解決手段】物体側から順次、負の第１レンズ群Ｉ、正の第２レンズ群ＩＩ、正の第３レンズ群ＩＩＩを配し、第２レンズ群の物体側に絞りＳを有してなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｉが、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群ＩＩが物体側へ移動し、第３レンズ群ＩＩＩは第２レンズ群ＩＩとの間隔を広げるように移動するズームレンズにおいて、第３レンズ群ＩＩＩが１枚の正レンズで構成され、
第３レンズ群を構成する正レンズの、第１面の曲率：Ｐ３１、第２面の曲率：Ｐ３２、広角端における焦点距離：Ｆｗ、望遠端における焦点距離：Ｆｔ、広角端における半画角：ωｗが、条件：（１）〜（４）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、銀塩カメラに使用することも出来る。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、更には携帯情報端末装置として実施することができる。

近年、スチルカメラに代わり、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いるデジタルカメラやカメラ機能付きの携帯情報端末装置が広く普及してきている。これらに対するユーザーの要望は多様化してきており、その中でも「広角、高変倍比でありながら、よりコンパクトな撮影装置」に対する要望が大きい。

ズームレンズの小型化においては、沈胴式の鏡胴を用いることが一般的であり、沈胴時における鏡胴の薄型化が重要である。また、レンズ枚数や変倍時のレンズ全長、広角端、望遠端でのレンズ全長を短縮することが小型化には重要である。

広角化に関しては「３５ｍｍ銀塩カメラ(いわゆるライカ版)換算の焦点距離で約２８ｍｍに相当する「広角端における半画角：３７．５度以上」が望ましい。

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から１００ｍｍ相当程度(約４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。

３群構成のズームレンズとして「物体側から順に、負・正・正の屈折力を有する３群タイプのズームレンズ」が従来から多数提案されている（例えば、特許文献１〜６）。

特許文献１〜３に記載されたものは、変倍比が４倍より小さく、昨今の変倍比に対する要望に対しては不十分である。また、特許文献４記載のものは、変倍比：４．６倍程度と高変倍であるが、画角が３３度程度であり、昨今の広角化に対する要望に対しては不十分である。また、特許文献５、６記載のものは、変倍比：４倍以上と大きく、広角端での画角も３７．５度以上と広角であるが、望遠比が大きく、コンパクト化に対して改善の余地が残されている。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、４倍以上の変倍比、広角端における半画角：３７．５度以上で、コンパクト性に優れ、高性能なズームレンズの実現を課題とする。

この発明のズームレンズは撮影用のズームレンズである。
請求項１記載のズームレンズは「物体側から像側へ向かって順次、負の屈折力を有する第１レンズ群、正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レンズ群を配し、第２レンズ群の物体側に絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群が、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群が物体側へ移動し、第３レンズ群は第２レンズ群との間隔を広げるように移動するズームレンズ」であって、以下の如き特徴を有する。
即ち、第３レンズ群が「１枚の正レンズ」で構成される。
この第３レンズ群を構成する正レンズの、第１面の曲率：Ｐ３１、第２面の曲率：Ｐ３２、広角端における焦点距離：Ｆｗ、望遠端における焦点距離：Ｆｔ、広角端における半画角：ωｗが、条件：
（１） −２．０ ＜Ｐ３１・Ｆｔ＜ ０
（２） １．０ ＜（Ｐ３１−Ｐ３２）・Ｆｔ＜ ２．０
（３） Ｆｔ／Ｆｗ ＞ ４
（４） ωｗ ＞ ３７．５度
を満足する。

請求項１記載のズームレンズは、第３レンズ群を構成する正レンズが、物体側に非球面を有することが好ましい（請求項２）。

請求項１または２記載のズームレンズは、第３レンズ群を構成する正レンズの部分分散比：θｇＦが、条件：
（５） θｇＦ ＜ ０．５６０
を満足することが好ましい（請求項３）。

部分分散比：θｇＦは周知の如く、ｇ線（４３５．８３５ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）における屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦ、ｎＣとして、
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
で定義される。

請求項１〜３の任意の１に記載のズームレンズは、レンズ最大全長：ＬＭと望遠端焦点距離：Ｆｔの比：ＬＭ／Ｆｔである望遠比：Ｔｒが条件：
（６） １．０ ＜ Ｔｒ ＜ １．７
を満足することが好ましい（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「第１レンズ群に含まれる負レンズの少なくとも１面」が非球面であることが好ましい（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２レンズ群が「物体側から正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズを、この順に配し」てなり、少なくとも１面が非球面であることが好ましい（請求項６）。

請求項７記載の情報装置は「請求項１〜６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し、撮影機能を有する」ことを特徴とする。

請求項７に記載の情報装置は「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」構成であることができる（請求項８）。

請求項８記載の情報装置は「歪曲収差が、撮像素子により情報化されたデータの電子的な処理により補正できる範囲で許容されているズームレンズ」を用いるものであることができる（請求項９）。

請求項８または９記載の情報装置は「携帯情報端末装置」として構成することができる（請求項９）。

今発明のズームレンズは上述の如く、物体側から像側へ向かって順次配される第１〜第３レンズ群の屈折力分布が「負・正・正」であり、最も物体側に負の屈折力を有するレンズ群を配置した「負先行型のズームレンズ」である。
このような構成により、広角端状態における「最大画角光線の光軸からの高さ」を小さくできるため、前玉、すなわち物体側に位置するレンズの径を小型化できる。また、変倍時に全群を移動させることにより、各群の移動量を効率よく低減でき、小型化に寄与し、また収差補正上も有利となる。

第３レンズ群を１枚で構成することにより、沈胴による収納時の全長が抑えられ、小型化に大きく寄与できる。
第３レンズ群を１枚で構成し、広角化、高変倍化を図ろうとすると、第３レンズ群を構成するレンズ面の負担が増加するため、それぞれの面に適切なパワー配分としないと、諸収差の増加や、製造誤差感度の上昇を来たしてしまう。

条件（１）、（２）はそれぞれ、第３レンズ群を構成する正レンズの「物体側面のパワーの適切な範囲」と、この正レンズの「物体側面と像側面のパワー配分の適切な範囲」を規定するものである。条件（１）における「望遠端における焦点距離：Ｆｔ」は当然に正であり、条件（１）のパラメータの範囲は「負」であるから、第３レンズ群を構成する１枚の正レンズの物体側面は「凹面」である。
条件（１）の上限値を超えると、第３レンズを構成する正レンズの物体側面の負の曲率が小さくなりすぎて、中間像高付近の像面の倒れが大きく発生してしまい、収差補正上不利となる。
また、条件（１）の下限値を超えると、収差は良好に補正されるが、偏心等の製造誤差感度が大きくなり、加工性の面で不利となる。

条件（２）のパラメータのうちの「（Ｐ３１−Ｐ３２）」の部分は、第３レンズ群を構成する「１枚の正レンズ」の焦点距離を定める因子の一部であり、条件（２）のパラメータが大きくなると、該正レンズの焦点距離が小さくなって、該正レンズの「正のパワー」が大きくなる。

従って、条件（２）のパラメータの値が大きくなることは「変倍時における第３レンズ群の移動量」を小さく出来ることを意味し、小型化には有利となる。

しかし、条件（２）のパラメータが条件（２）の上限を超えると、第３レンズ群を構成する正レンズのレンズ面曲率が大きくなりすぎて、その製造誤差感度が上昇し、加工性の面で不利となる。
逆に、条件（２）のパラメータは小さいほど「製造誤差感度を抑えられるため加工性の面では有利」となるが、下限値を超えるとズームレンズの小型化に不利となる。

条件（１）、（２）の各パラメータは、より好ましくは、以下の条件：
（１Ａ） −１．７ ＜Ｐ３１・Ｆｔ＜ ―０．９
（２Ａ） １．０ ＜（Ｐ３１−Ｐ３２）・Ｆｔ＜ １．６
を満足するのがよい。

請求項２のように「第３レンズ群を構成する正レンズの物体側面を非球面とする」ことにより、性能を向上させることができる。この正レンズはさらに好ましくは「両面を非球面とする」のが良い。

第３レンズ群を構成する正レンズの材料として、請求項３の条件（５）を満足するものを用いることにより、さらなる高性能化を図ることができる。

即ち、一般にズーム比を大きくすると、ズーミングによる色収差の変動及び色収差の発生が大きくなる。特に、望遠側において軸「上色収差と倍率色収差の２次スペクトル」が多く発生し、これを良好に補正するのが困難になる。
これに対し、部分分散比の小さな材料を光学系中に適切に用いることにより、色収差の発生を抑えることが出来る。
条件（５）は、第３レンズ群を構成する正レンズの適切な部分分散比の範囲を規定しており、上限を超えると、望遠端での軸上色収差や、倍率色収差の２次スペクトルが大きくなり、補正が困難となる。

ズームレンズをより小型化するためには、望遠比：Ｔｒが、請求項４の条件（６）を満足するのが良い。
条件（６）は、ズームレンズの「広角化、望遠化、小型化に重要な第１レンズ群の繰り出し量」を規制し、十分な収差補正を可能とするための条件である。
望遠比：Ｔｒが１．７以上となった場合、第１レンズ群の繰り出し量が大きくなってしまい、小型化に不利となるだけでなく、鏡胴倒れ等の作製誤差による像性能の劣化も招来しやすい。また、望遠比：Ｔｒが１．０以下となると、第２レンズ群の移動量が小さくなり、結果的に第２レンズ群の屈折力を大きくせざるを得ず、各収差の悪化を招く。

より高性能化するためには、請求項５のように「第１レンズ群に含まれる負レンズの少なくとも１面を非球面とする」ことが好ましく、より好ましくは、両面を非球面とするのが良い。

請求項６のように、第２レンズ群を「物体側から正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズを、この順に配して構成」し、そのうちの少なくとも１面を非球面とすることにより、各種収差をより良好に補正でき、高性能化を図ることができる。
有限距離へのフォーカシングは、第３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。

絞りの開放径は「変倍に係らず一定とする」のが機構上簡略となってよいが、望遠端の開放径を広角端に比べて大きくすることにより、Ｆナンバの変化を小さくすることも出来る。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」させるほうが回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。

レンズによる結像画像を「撮像素子」の撮像面上に結像させ、撮像素子により画像を情報化する場合、情報化されたデータに対して電子的な処理を行って、結像された画像における歪曲収差を補正できることが知られている。
従って、このような歪曲収差補正を前提とし、請求項９のズームレンズのように上記電子的な処理によって補正できる範囲の歪曲収差を許容すれば、歪曲収差以外の収差を「より良好に補正」することができ、広画角化や高変倍化に資することができる。

歪曲収差は、画角が大きくなるほど発生しやすいので、少なくとも広角端側、好ましくは広角端と中間焦点距離を含む変倍領域で、歪曲収差を補正可能とするのがよい。電子的な処理による歪曲収差補正は、歪曲収差２０％程度まで可能である。

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提供できる。このズームレンズは上記のごとき構成により、後述の実施例にも示すように、広角端の半画角が３７．５度以上と十分に広画角でありながら、４倍以上の変倍比を有し、十分に収差補正され、小型でかつ高解像度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。

そして、このようなズームレンズを搭載することにより性能良好な情報装置（デジタルカメラ、携帯情報端末装置等）を実現できる。

実施例１のズームレンズのレンズ構成と変倍の様子を説明するための図である。 実施例２のズームレンズのレンズ構成と変倍の様子を説明するための図である。 実施例３のズームレンズのレンズ構成と変倍の様子を説明するための図である。 実施例１のズームレンズの広角端における収差図である。 実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差図である。 実施例１のズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例２のズームレンズの広角端における収差図である。 実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差図である。 実施例２のズームレンズの望遠端における収差図である。 実施例３のズームレンズの広角端における収差図である。 実施例３のズームレンズの中間焦点距離における収差図である。 実施例３のズームレンズの望遠端における収差図である。 携帯情報端末装置として構成された情報装置の実施の１形態を説明するための図である。 図１３の情報装置のシステムを説明するための図である。 歪曲収差の電子的な補正を説明するための図である。

以下、実施の形態を説明する。
図１〜図３は、ズームレンズの実施の形態を示している。図１〜図３に示すズームレンズはこの順序に、後述する実施例１〜３に関するものである。

繁雑を避けるため、図１〜３において符号を共通化する。符号Ｉにより第１レンズ群、符号ＩＩにより第２レンズ群、符号ＩＩＩにより第３レンズ群を示す。
符号Ｆは透明平行平板を示す。透明平行平板Ｆ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「これらに等価な１枚の透明平行平板」として示したものである。

図１〜図３の最上段の図は「単焦点端（広角端：Ｗｉｄｅ））におけるレンズ配置」を示し、中段の図は「中間焦点距離（Ｍｅａｎ）におけるレンズ配置」、最下段は「長焦点端（望遠端：Ｔｅｌｅ）におけるレンズ配置を示す図である。また、これらの図における矢印は、広角端から望遠端へ変倍する際の各レンズ群の変位の様子を示す。

図１〜図３に示すズームレンズは、物体側（図の左方）から像側（図の右方）へ向かって順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｉ、正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を配し、第２レンズ群ＩＩの物体側に絞りＳを有してなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｉが、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群ＩＩが物体側へ移動し、第３レンズ群ＩＩＩは第２レンズ群ＩＩとの間隔を広げるように移動するズームレンズである。
第１レンズ群Ｉは、物体側から順に「物体側に凸面を向け両面に非球面を有する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」とを配してなる。

第２レンズ群ＩＩの物体側に配された開口絞りＳは、第２レンズ群ＩＩと一体となっている。
第２レンズ群ＩＩは、物体側から順に「両面非球面の両凸レンズ」と「像側に強い凸面を向けた両凸レンズと像側により強い凹面を向けた両凹レンズとの接合レンズ」と「像側に非球面を有し、像側により強い凸面を向けた両凸レンズ」とを配してなる。

第３レンズ群ＩＩＩは「像側に凸面を向け、両面に非球面を有する１枚の正メニスカスレンズ」によりなる。

後述の実施例に示すように、図１〜図３のズームレンズは、条件（１）〜（６）を満足する。

図１３、図１４を参照して、撮像装置としての「携帯情報端末装置」の実施の形態を説明する。
携帯情報端末装置のシステム構成は、図１３に示すように、「ズームレンズ」である撮影レンズ１と「撮像素子」である受光素子１３を有し、撮影レンズ１によって形成される撮影対象物の像を受光素子１３によって読取るように構成され、受光素子１３からの出力を、中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４によって処理してデジタル情報に変換する。

デジタル情報に変換された画像は、液晶モニタ７に表示され、半導体メモリ１５に記憶され、あるいは通信カード１６により外部への通信に供される。この通信機能を除いた部分は「カメラ装置」を構成する。

撮影レンズ１としては、請求項１〜６の任意の１に記載のズームレンズ、具体的には後述する実施例１〜３のズームレンズを用いる。

液晶モニタ７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１５に記録されている画像を表示することもできる。

撮影レンズ１はカメラの携帯時には、図１３（Ａ）に示すように「沈胴状態」にあり、電源スイッチ６の操作により電源が入ると筐体５から鏡胴が繰り出される。鏡胴が繰り出された状態において、鏡胴内部でズームレンズの各群は「例えば広角端の配置」となっており、図示されないズームレバーを操作することで各群の配置が変化し、望遠端への変倍を行うことができる。
このとき、ファインダ２も撮影レンズ１の画角の変化に連動して変倍する。

シャッタボタン４の「半押し」によりフォーカシングがなされる。

フォーカシングは第４レンズ群の移動により行なわれるが、「受光素子の移動」によって行うこともできる。シャッタボタン４をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の処理がなされる。

半導体メモリ１５に記録した画像を液晶モニタ７に表示したり、通信カード１６等を使用して外部へ送信したりする際は、操作ボタン８を操作して行う。半導体メモリ１５および通信カード１６等は、それぞれ専用または汎用のスロット９に挿入して使用される。

撮影レンズが「沈胴状態」にあるとき、ズームレンズの各レンズ群は、必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。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」如き機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。

以下、ズームレンズの具体的な実施例を２例挙げる。

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次の非球面定数
Ａ６：６次の非球面定数
Ａ８：８次の非球面定数
Ａ１０：１０次の非球面定数
Ａ１２：１２次の非球面定数
Ａ１４：１４次の非球面定数
「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
で表され、近軸曲率半径Ｒ（＝１／Ｃ）と円錐定数：Ｋ、非球面係数：Ａ４〜Ａ１４を与えて形状を特定する。

なお「長さの次元を持つ量」の単位は「ｍｍ」である。

「実施例１」
実施例１は、図１に示すレンズ構成のズームレンズである。
ｆ＝５．０１〜２４．１１ Ｆ＝２．６１〜６．１４ ω＝３７．９°〜９．１９°
実施例１のデータを表１に示す。

「非球面」
表１において最差列の欄において「＊」印を付した面は非球面である。以下の実施例２および３においても同様である。

非球面のデータを以下に挙げる。

「第1面」
k=0
A4=5.000770E-04
A6=-1.40459E-05
A8=1.753100E-07
A10=1.975050E-09
A12=-6.07905E-11
A14=3.981070E-13
「第2面」
k=0.263009
A4=3.018900E-04
A6=-1.2159E-05
A8=3.996900E-08
A10=-2.74831E-08
A12=1.355790E-09
A14=-2.29334E-11
「第6面」
k=0.18047
A4=-3.6721E-04
A6=1.573470E-05
A8=2.176740E-07
A10=-7.67462E-08
A12=5.485420E-08
A14=2.013940E-09
「第7面」
k=0
A4=8.038370E-04
A6=4.856920E-06
A8=7.872700E-06
A10=-1.11379E-06
A12=1.792790E-07
「第12面」
k=0.778011
A4=-3.87613E-04
A6=9.379150E-06
A8=-2.83851E-06
A10=7.724770E-08
「第13面」
k=4.473447
A4=-7.57811E-04
A6=-6.32096E-05
A8=1.873370E-06
A10=8.053840E-08
A12=-3.01854E-09
「第14面」
k=0
A4=-4.11339E-04
A6=-6.19117E-05
A8=2.550280E-06
A10=-1.75956E-08
上の表記において「Ｅ−ｎ」は「１０-ｎ」を表す。以下の実施例においても同様である。

「可変量」
可変量のデータを表２に示す。

実施例１では、広角端、中間焦点距離において歪曲収差を許容し、これらの位置における歪曲収差を電子的に補正し、理想像高が３．９となるようする。
歪曲収差による像高：Ｙ’を表３に示す。

「実施例２」
実施例２は、図２に示すレンズ構成のズームレンズである。
ｆ＝５．０１〜２４．１１ Ｆ＝２．５９〜６．０４ ω＝３７．９°〜９．１９°
実施例２のデータを表４に示す。

「非球面」
非球面のデータを以下に挙げる。

「第1面」
k=0
A4=4.979430E-04
A6=-1.44358E-05
A8=3.046620E-07
A10=-1.40036E-09
A12=-5.77144E-11
A14=7.493450E-13
「第2面」
k=0.346887
A4=3.112080E-04
A6=-1.32196E-05
A8=2.027430E-07
A10=-2.30757E-08
A12=1.199410E-09
A14=-2.82323E-11
「第6面」
k=0.18377
A4=-3.6288E-04
A6=1.531770E-05
A8=5.703870E-07
A10=-4.19906E-08
A12=4.274630E-08
A14=3.190060E-09
「第7面」
k=0
A4=8.344600E-04
A6=4.469930E-06
A8=8.978350E-06
A10=-1.34402E-06
A12=2.017200E-07
「第12面」
k=1.42418
A4=-4.04758E-04
A6=4.424340E-06
A8=-2.08652E-06
A10=-5.05446E-09
「第13面」
k=-14.880279
A4=-6.58227E-04
A6=-8.97768E-05
A8=6.764960E-06
A10=-1.73176E-07
A12=-1.23826E-09
「第14面」
k=0
A4=-1.61897E-04
A6=-9.27705E-05
A8=6.639370E-06
A10=-1.77485E-07 。

「可変量」
可変量のデータを表５に示す。

実施例２においても、広角端、中間焦点距離において歪曲収差を許容し、これらの位置における歪曲収差を電子的に補正し、理想像高が３．９となるようする。
歪曲収差による像高：Ｙ’を表６に示す。

「実施例３」
実施例３は、図３にレンズ構成を示したズームレンズである。
ｆ＝５．０２〜２３．８６ Ｆ＝２．８７〜６．９５ ω＝３７．９°〜９．２８°
実施例３のデータを表７に示す。

「非球面」
非球面のデータを以下に挙げる。
「第1面」
k=0
A4=-1.33933E-04
A6=7.20733E-07
A8=-5.01005E-09
A10=-4.45239E-10
A12=1.66754E-11
A14=-1.36710E-13
「第2面」
k=-7.01256E-01
A4=-6.81704E-05
A6=-6.25052E-06
A8=2.44339E-07
A10=-1.67131E-08
A12=3.71974E-10
A14=-1.82226E-12
「第6面」
k=9.53381E-01
A4=-3.77405E-04
A6=-1.47389E-05
A8=-2.55646E-07
A10=-9.25023E-08
「第12面」
k=0
A4=2.23626E-03
A6=1.54902E-04
A8=-7.31637E-06
A10=2.25926E-06
「第13面」
k=0
A4=-1.09036E-03
A6=-4.61958E-05
「第14面」
k=0
A4=-3.80682E-04
A6=-3.80316E-05
A8=6.96623E-07
A10=-8.62454E-09 。

「可変量」
可変量のデータを表８に示す。

この実施例３においては、歪曲収差の「電子的な補正」を前提としていない。

表９に各実施例におけるそれぞれの条件式の値を示す。

実施例１、２、３のズームレンズとも、表９に示すように、条件（１）〜（６）を満足する。

図４、図５、図６に順次、実施例１のズームレンズの、広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図を示す。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。また、「ｇ」、「ｄ」はそれぞれ、ｇ線およびｄ線を表す。他の収差図についても同様である。

図７、図８、図９に順次、実施例２のズームレンズの、広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図を示す。

図４、図７に示すように、実施例１、２のズームレンズでは、広角端、中間焦点距離において電子的に補正可能な程度の歪曲収差を許容しており、これらの歪曲収差を電子的に補正し、理想像高が３．９となるようするのである。

図１０、図１１、図１２に順次、実施例３のズームレンズの、広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図を示す。

実施例１、２とも「歪曲収差」についてみると「長焦点端」では有効に抑えられているが、中間焦点距離や広角端では、ある程度大きい「負の歪曲収差」が発生している。
そこで、実施例１、２では、先述の如く、中間焦点距離・広角端における歪曲収差を電子的に補正する。

図１１において、符号Ｉｍ１で示すのは望遠端における「像面形状」であり、撮像素子の受光面と略同一の矩形形状をなしている。一方、破線で示す像面形状Ｉｍ２は、中間焦点距離および広角端における像面形状を説明図的に示す。像面形状Ｉｍ２は、負の歪曲収差により「樽型形状」となっている。なお、図１１の負の歪曲収差は「やや誇張」して描かれており、図５、図８に示す程度であれば特に補正する必要は無いが、これを電子的に補正する。

電子的な補正の方法は種々考えられるが、例えば、図１１に示すように、像面形状の中心から縦方向の基準線に対して角：θをなす直線上にある「画素」を考えてみる。

図の如く、この受光素子の上記中心からの距離を「Ｘ」、上記中心からの距離：Ｘにおける歪曲収差をＤｉｓ（Ｘ）［％］とすると、距離「Ｘ」の位置にある画素を、上記「直線上」において「１００Ｘ／（１００＋Ｄｉｓ（Ｘ））」の位置に変換する補正を行えばよい。このようにして、中間焦点距離・広角端における歪曲収差を良好に補正した画像を撮像することができる。
この電子的な補正により、中間焦点距離・広角端における理想像高が「所望のイメージサークルの大きさ」である３．９ｍｍとなるようにするのである。即ち、中間焦点距離・広角端における「イメージサークルの大きさ」を所望のイメージサークルの大きさの「（１００＋Ｄｉｓ（Ｘ））／１００倍」とすることができる。

歪曲収差は上記の如く電子的な補正が可能であるので、電子的な補正が可能な範囲で、歪曲収差の発生を許容すれば、また、他の収差の補正の自由度や変倍比に対する条件が緩和され、大きい変倍比の実現が可能になる。また、上記のように、中間焦点距離・広角端におけるイメージサークルを小さくできるため、広角化に大きな効果がある。

なお、実施例３に示すように、この発明のズームレンズとして「歪曲収差の電子的補正を必要としない良好な性能のズームレンズ」が実施可能である。

Ｉ 第１レンズ群
ＩＩ 第２レンズ群
ＩＩＩ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り

特開２００７−１０８５３１号公報 特開２００８−１６５１４３号公報 特開２００８−２５７１７９号公報 特開２００９−１６９４１４号公報 特開２００９−２５１４３３号公報 特開２００９−２７６６２２号公報

Claims (10)

1. 物体側から像側へ向かって順次、負の屈折力を有する第１レンズ群、正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レンズ群を配し、第２レンズ群の物体側に絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群が、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群が物体側へ移動し、第３レンズ群は第２レンズ群との間隔を広げるように移動するズームレンズにおいて、
   第３レンズ群が１枚の正レンズで構成され、
   第３レンズ群を構成する正レンズの、第１面の曲率：Ｐ３１、第２面の曲率：Ｐ３２、広角端における焦点距離：Ｆｗ、望遠端における焦点距離：Ｆｔ、広角端における半画角：ωｗが、条件：
   （１） ―２．０ ＜Ｐ３１・Ｆｔ＜ ０
   （２） １．０ ＜（Ｐ３１−Ｐ３２）・Ｆｔ＜ ２．０
   （３） Ｆｔ／Ｆｗ ＞ ４
   （４） ωｗ ＞ ３７．５度
   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３レンズ群を構成する正レンズが、物体側に非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
3. 請求項１または２記載のズームレンズにおいて、
   第３レンズ群を構成する正レンズの部分分散比：θｇＦが、条件：
   （５） θｇＦ ＜ ０．５６０
   を満足することを特徴とするズームレンズ。
4. 請求項１〜３の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
   レンズ最大全長：ＬＭと望遠端焦点距離：Ｆｔの比：ＬＭ／Ｆｔである望遠比：Ｔｒが条件：
   （６） １．０ ＜ Ｔｒ ＜ １．７
   を満足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１レンズ群に含まれる負レンズの少なくとも１面が非球面であ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２レンズ群が、物体側から正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズを、この順に配してなり、少なくとも１面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。
7. 請求項１〜６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。
8. 請求項７に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情報装置。
9. 請求項８記載の情報装置において、
   ズームレンズは、その歪曲収差が、撮像素子により情報化されたデータの電子的な処理により補正できる範囲で許容されていることを特徴とする情報装置。
10. 請求項８または９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。

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