JP2013231760A

JP2013231760A - ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置

Info

Publication number: JP2013231760A
Application number: JP2012102386A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yanai; 哲也矢内; Minoru Ueda; 稔上田; Mayu Miki; 真優三木
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-04-27
Also published as: JP5948131B2

Abstract

【課題】Ｆナンバーが小さい、即ち口径が大きく、高変倍なズームレンズであり、かつ良好な収差性能を有し、コンパクトな構成のズームレンズを提供すること。
【解決手段】物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、を有し、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１レンズと、正屈折力の第２レンズと、からなり、前記第３レンズ群は、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ成分と、負屈折力の第２レンズ成分と、第３レンズ成分と、を有し、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足する。
１．３＜｜ｆ_{3_2}／ｆ_{3_1}｜＜５・・・（１）
Σｄ_3G／ｆ_T＜０．４２・・・（２）
Ｆｎｏ（Ｗ）＜２．５・・・（３）
【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、特にコンパクトなデジタルカメラに好適なものに関する。

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。

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。

さらには、明暗度の大きな状態でも撮影を行えるよう、ダイナミックレンジの感度域を広げるなど画像処理を行うデジタルカメラなども提案され、撮影条件を選ばない撮影が可能となってきている。

このような暗所を含む撮影においてはある程度明暗度の電子補正が可能ではあるが、レンズ口径の大きいレンズを採用することにより、より暗所での撮影にも対応でき、撮影できる条件の可能性を広げてくれる。

さらに口径の大きな明るいレンズにおいては、少ない入射光量でも明瞭な撮影が可能である。このため、動く被写体への連続撮影等においてシャッター速度をより高速に上げることが可能など、撮影者に多くの選択肢を与えてくれるため、近年レンズ口径の大きいレンズが注目を浴びている。

また、撮影領域を広げるという観点から高変倍ズームの要望も依然としてあり、更なる高変倍化も期待されている。
このような比較的高変倍比で口径の大きいズームレンズを構成した先行技術としては、物体側より正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を有する、以下のような構成が開示されている。

特開２０１０−２１７４７８号公報

特許文献１に記載のように広角端におけるＦナンバーが１．８５と比較的小さい明るいズームレンズの場合、瞳径が大きくかつ高い収差性能が求められる。このため、コンパクトな構成とするのが困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、Ｆナンバーが小さい、即ち口径が大きく、高変倍なズームレンズであり、かつ良好な収差性能を有し、コンパクトな構成のズームレンズを提供することを目的とする。

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、
正屈折力の第１レンズ群と、
負屈折力の第２レンズ群と、
正屈折力の第３レンズ群と、を有し、
第１レンズ群は、物体側から順に、
負屈折力の第１レンズと、
正屈折力の第２レンズと、からなり、
第３レンズ群は、物体側から順に、
正屈折力の第１レンズ成分と、
負屈折力の第２レンズ成分と、
第３レンズ成分と、を有し、
以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とする。
１．３＜｜ｆ_{3_2}／ｆ_{3_1}｜＜５・・・（１）
Σｄ_3G／ｆ_T＜０．４２・・・（２）
Ｆｎｏ（Ｗ）＜２．５・・・（３）
但し、
ｆ_{3_1}は第３レンズ群内の正屈折力の第１レンズ成分の焦点距離、
ｆ_{3_2}は第３レンズ群内の負屈折力の第２レンズ成分の焦点距離、
Σｄ_3Gは第３レンズ群の全長、
ｆ_Tは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
Ｆｎｏ（Ｗ）は広角端におけるズームレンズのＦナンバー、
である。

また、本発明の撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置されズームレンズによって形成される像を受光する撮像面を備えた撮像素子と、を有し、ズームレンズが上述のズームレンズであることを特徴とする。

本発明によれば、Ｆナンバーが小さく、即ち口径が大きく、高変倍なズームレンズであり、かつ良好な収差性能を有し、レンズ径および構成枚数を押さえたコンパクトな構成のズームレンズを提供できるという効果を奏する。

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。本発明のズームレンズの実施例６の図１と同様の図である。（ａ）〜（ｌ）は、実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。（ａ）〜（ｌ）は、実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。（ａ）〜（ｌ）は、実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。（ａ）〜（ｌ）は、実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。（ａ）〜（ｌ）は、実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。（ａ）〜（ｌ）は、実施例６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。

本実施形態に係るズームレンズは、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とを有し、第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１レンズと、正屈折力の第２レンズとからなり、第３レンズ群は、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ成分と、負屈折力の第２レンズ成分と、第３レンズ成分とを有し、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足する構成としている。
１．３＜｜ｆ_{3_2}／ｆ_{3_1}｜＜５・・・（１）
Σｄ_3G／ｆ_T＜０．４２・・・（２）
Ｆｎｏ（Ｗ）＜２．５・・・（３）
但し、ｆ_{3_1}は第３レンズ群内の正屈折力の第１レンズ成分の焦点距離、ｆ_{3_2}は第３レンズ群内の負屈折力の第２レンズ成分の焦点距離、Σｄ_3Gは第３レンズ群の全長、ｆ_Tは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、Ｆｎｏ（Ｗ）は広角端におけるＦナンバーである。

以下、このような構成をとった理由と作用を説明する。
明るいレンズの場合、瞳径が大きく、かつ高い収差性能が求められる。このため、コンパクトな構成とするのが困難である。本実施形態のズームレンズは、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とを有する。

そして、第３レンズ群は、正屈折力の第１レンズ成分と、負屈折力の第２レンズ成分と、第３レンズ成分とで構成される。この場合、以下の条件式を適切に設定することで、高性能でコンパクトな構成とすることができる。

条件式（１）は第３レンズ群を構成するレンズ成分のうち、正屈折力の第１レンズ成分と負屈折力の第２レンズ成分との焦点距離の比について規定したものである。
条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ成分の屈折力が過剰に大きくなりすぎ、球面収差、コマ収差などの発生が大きくなり好ましくない。
また条件式（１）の下限を下回ると、第２レンズ成分の屈折力が大きくなりすぎ、第３レンズ群全体の屈折力が小さくなり、変倍比を高くすることができない。また、変倍比を大きくしようとすると第３レンズ群の移動量が大きくなり、コンパクトな構成を取るのが難しくなる。

条件式（２）は第３レンズ群の全長について規定した式であり、望遠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（２）の上限を上回ると、第３レンズ群の全長が長くなりすぎ、小型化に向かない。

条件式（３）は広角端におけるＦナンバーについて規定した式である。
条件式（３）の上限を上回ると広角端におけるＦナンバーが大きくなり、明るいレンズでなくなる。

また、本実施形態のズームレンズでは、第１レンズ群は、接合レンズからなることが好ましい。接合レンズとすることで、色収差を補正しながらコンパクトな構成とすることができる。

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。
０．１＜（β_2T／β_2W）／（β_3T／β_3W）＜０．８・・・（４）
但し、β_2Wは第２レンズ群の広角端における横倍率、β_2Tは第２レンズ群の望遠端における横倍率、β_3Wは第３レンズ群の広角端における横倍率、β_3Tは第３レンズ群の望遠端における横倍率である。

条件式（４）は変倍を担う各レンズ群のうち、第２レンズ群と第３レンズ群の変倍負担を適正な比率に規定したものである。
条件式（４）の上限を上回ると、第２レンズ群の変倍負担が大きくなりすぎ、広角端における像面湾曲・倍率色収差の発生が大きくなり好ましくない。また収差を抑制するためにレンズ枚数を増やす等光学設計における負担が増大し、小型化に不利である。
条件式（４）の下限を下回ると第３レンズ群の変倍負担が大きくなりすぎ、球面収差、コマ収差などの諸収差の発生が増大し、軸上色収差の変動が大きくなり好ましくない。

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。
２＜ｆ₃／ｆ_W＜５・・・（５）
但し、ｆ₃は第３レンズ群の焦点距離、ｆ_Wは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。

条件式（５）は第３レンズ群の焦点距離について規定したものであり、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（５）の上限を上回ると、第３レンズ群の屈折力が小さくなりすぎる。これにより、変倍比を稼ごうとすることによる第３レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズ全長が長くなる。この結果、コンパクトな構成をとりにくくなる。
また条件式（５）の下限を下回ると、第３レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、第３レンズ群で球面収差、コマ収差等の諸収差が大きく発生し好ましくない。

また、本実施形態のズームレンズは以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．６＜ｆ_{3_1}／ｆ₃＜１．２・・・（６）
但し、ｆ_{3_1}は第３レンズ群内の正屈折力の第１レンズ成分の焦点距離、ｆ₃は第３レンズ群の焦点距離である。

条件式（６）は第１レンズ成分の屈折力について規定したものであり、第３レンズ群の
焦点距離で規格化したものである。
条件式（６）の上限を上回ると、第１レンズ成分の屈折力が過剰に小さくなり、第３レンズ群全体の屈折力が小さくなる。このため、高変倍化するために第３レンズ群の移動量を大きくする必要があり、小型化に向かない。
また条件式（６）の下限を下回ると、第１レンズ成分の屈折力が大きくなりすぎ、球面収差の発生量が大きくなるため好ましくない。

また、本実施形態のズームレンズは以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
０．９＜｜ｆ_{3_2}／ｆ₃｜＜４・・・（７）
但し、ｆ_{3_2}は第３レンズ群内の負屈折力の第２レンズ成分の焦点距離、ｆ₃は第３レンズ群の焦点距離である。

条件式（７）は第２レンズ成分の屈折力について規定したものであり、第３レンズ群の焦点距離で規格化したものである。
条件式（７）の上限を上回ると、第２レンズ成分の屈折力が過剰に小さくなり、高次のコマ収差の補正が困難になる。また第３レンズ群の主点を前（物体側）に出すことが出来なくなる。このため、レンズ径を小さくしにくく、コンパクトな構成がとりづらくなる。
また条件式（７）の下限を下回ると、第２レンズ成分の屈折力が大きくなりすぎ、第３レンズ群全体の屈折力が小さくなる。このため、高変倍化するために第３レンズ群の移動量を大きくする必要があり、小型化に向かない。

また、本実施形態のズームレンズは以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
Ｌ_T／ｆ_T＜３．３・・・（８）
但し、Ｌ_Tは望遠端におけるズームレンズ全系の全長、ｆ_T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（８）は望遠端におけるズームレンズ全系の全長について規定したものであり、望遠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（８）の上限を上回ると、ズームレンズ全系の望遠端における全長が長くなりすぎ、小型化に向かない。

また、本実施形態のズームレンズは以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
３．１＜ｆ_T／ｆ_W＜１０・・・（９）
但し、ｆ_Wは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、ｆ_T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（９）は本願ズームレンズの変倍比について規定したものであり、本願ズームレンズが高い変倍比を保つために下限以上の値を取ることを必要としている。

また、本実施形態のズームレンズは以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
−５＜ｆ₂／ｆ_w＜−１．５・・・（１０）
但し、ｆ₂は第２レンズ群の焦点距離、ｆ_wは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。

条件式（１０）は、第２レンズ群の焦点距離と広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離との適切な比を規定している。
条件式（１０）の下限を下回ると、第２レンズ群の屈折力が小さくなり、ズームレンズの全長が長くなる。このため、小型化が困難になる。
条件式（１０）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなる。このため、広角端において像面湾曲や倍率色収差が大きく発生してしまう。

また、本実施形態の撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置されズームレンズによって形成される像を受光する撮像面を備えた撮像素子と、を有し、ズームレンズが上述のズームレンズであることを特徴とする。

これにより、Ｆナンバーが小さく、即ち口径が大きく、高変倍なズームレンズであり、かつ良好な収差性能を有し、レンズ径および構成枚数を押さえたコンパクトな構成のズームレンズを用いる撮像装置を得ることができる。

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１．４、更には１．５とすることがより好ましい。
上限値を３．５、更には２．５とすることがより好ましい。
条件式（２）について、
上限値を０．４、更には０．３８とすることがより好ましい。
条件式（３）について、
上限値を２．２、更には２とすることがより好ましい。
条件式（４）について、
下限値を０．４、更には０．４５とすることがより好ましい。
上限値を０．７５、更には０．７とすることがより好ましい。
条件式（５）について、
下限値を２．１、更には２．２とすることがより好ましい。
上限値を４、更には３とすることがより好ましい。
条件式（６）について、
下限値を０．６５とすることがより好ましい。
上限値を１．１とすることがより好ましい。
条件式（７）について、
下限値を１、更には１．１とすることがより好ましい。
上限値を３、更には２．５とすることがより好ましい。
条件式（８）について、
上限値を２．９、更には２．６とすることがより好ましい。
条件式（９）について、
下限値を３．５、更には４．５とすることがより好ましい。
上限値を８、更には６とすることがより好ましい。
条件式（１０）について、
下限値を−３とすることがより好ましい。
上限値を−１．５２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、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１〜６について説明する。実施例１〜６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６に示す。図１〜図６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、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもかまわない。ズームレンズの各レンズ群間、もしくは最も像側のズームレンズ群と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。

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２００５−２１１５号、米国特許第７１１６４８２号明細書等に開示されている。これらの文献では特に正先行ズームレンズの第１レンズ群内の接合レンズ面コートについて述べられており、本実施形態の最も物体側のレンズ群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実施すればよい。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などのコート材、比較的低屈折率なＭｇＦ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３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。また最も物体側の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。

以下の実施例において、フォーカシングは、第４レンズ群Ｇ４の移動で行うことが好ましいが、以下の（Ｂ−１）、（Ｂ−２）、（Ｂ−３）によって行っても良い。
（Ｂ−１）第４レンズ群Ｇ４以外のレンズ群でフォーカシングを行う。
（Ｂ−２）複数のレンズ群の移動によってフォーカシングを行う。
（Ｂ−３）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、又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、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳ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、を配置している。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動した後、略固定している。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。明るさ絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３とともに移動する。

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との接合レンズからなる。ここで、第２面と第３面との間は、接合層である。
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Ｌ３と、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ４と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８との接合レンズと、両凸正レンズＬ９と、からなる。
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Ｌ１０からなる。

非球面は、両凸正レンズＬ４の両面と、正メニスカスレンズＬ６の両面と、両凸正レンズＬ９の像側面と、正メニスカスレンズＬ１０の物体側面との６面に設けられている。

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、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳ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、を配置している。

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Ｌ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズからなる。
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Ｌ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と両凹負レンズＬ８との接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、からなる。
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Ｌ１０からなる。

非球面は、正メニスカスレンズＬ６の両面と、正メニスカスレンズＬ９の像側面と、正メニスカスレンズＬ１０の物体側面との４面に設けられている。

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、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳ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、を配置している。

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Ｌ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズからなる。
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Ｌ３と、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８との接合レンズと、両凸正レンズＬ９と、からなる。
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Ｌ１０からなる。

非球面は、両凹負レンズＬ４の両面と、正メニスカスレンズＬ６の両面と、両凸正レンズＬ９の像側面と、正メニスカスレンズＬ１０の物体側面との６面に設けられている。

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、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳ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、を配置している。

広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は像側へ移動した後に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。明るさ絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３とともに移動する。

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との接合レンズからなる。
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Ｌ３と、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８との接合レンズと、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、からなる。
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Ｌ１０からなる。

非球面は、両凸正レンズＬ６の両面と、正メニスカスレンズＬ９の像側面と、正メニスカスレンズＬ１０の物体側面との４面に設けられている。

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、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳ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、を配置している。

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Ｌ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズからなる。
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Ｌ３と、両凹負レンズＬ４と、平凸正レンズＬ５と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８との接合レンズと、両凹負レンズＬ９と両凸正レンズＬ１０との接合レンズと、からなる。
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Ｌ１１からなる。

非球面は、両凸正レンズＬ６の両面と、両凸正レンズＬ１０との像側面と、正メニスカスレンズＬ１１の物体側面との４面に設けられている。

実施例６のズームレンズは、図６に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ（開口）絞りＳ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、正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５と、を配置している。

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

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との接合レンズからなる。
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Ｌ３と、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８との接合レンズと、両凹負レンズＬ９と両凸正レンズＬ１０との接合レンズと、からなる。
第４レンズ群Ｇ４は、両凹負レンズＬ１１からなる。
第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズＬ１２からなる。

非球面は、両凸正レンズＬ６の両面と、両凸正レンズＬ１０との像側面と、両凹負レンズＬ１１の像側面と、両凸正レンズＬ１２の物体側面と、の５面に設けられている。

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ｄ線におけるアッベ数である。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（Ｉ）
ここで、
ｒは近軸曲率半径、
ｋは円錐係数、
Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀はそれぞれ４次、６次、８次、１０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 23.767 0.60 1.94595 17.98
2 18.379 0.01 1.56384 60.67
3 18.379 2.79 1.80400 46.58
4 162.345 可変
5 86.970 0.40 1.91082 35.25
6 6.745 3.73
7* -27.629 0.40 1.80610 40.88
8* 23.484 0.49
9 19.296 1.80 1.94595 17.98
10 -82.786 可変
11(絞り) ∞ 0.10
12* 8.464 2.06 1.74320 49.29
13* 366.703 0.89
14 10.086 1.84 1.74320 49.34
15 103.649 0.40 1.80810 22.76
16 5.864 1.02
17 40.235 1.09 1.49700 81.54
18* -23.177 可変
19* 10.855 1.45 1.53071 55.69
20 47.619 可変
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.40
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.53
像面（撮像面）∞

非球面データ
第７面
K=0.000
A4=-5.35819e-05,A6=1.60135e-06,A8=-3.41455e-08
第８面
K=0.000
A4=-1.10676e-04,A6=1.28240e-06,A8=-5.21188e-08
第１２面
K=0.000
A4=-1.02456e-04,A6=-2.69926e-06,A8=1.12185e-07,
A10=-5.00000e-09,A12=-1.00000e-10
第１３面
K=0.000
A4=1.05785e-04,A6=-1.68222e-06,A8=9.33808e-08,A10=-8.24415e-09
第１８面
K=0.000
A4=-2.39779e-05,A6=-1.15333e-06,A8=4.59298e-07
第１９面
K=0.000
A4=-1.18432e-04,A6=2.82205e-07,A8=9.00876e-09

ズームデータ
広角中間望遠
焦点距離 4.79 10.00 23.00
ＦＮＯ． 1.85 2.22 2.83
画角２ω 78.25 42.71 18.75
fb (in air) 6.51 8.97 9.95
全長 (in air) 48.66 45.67 53.33

d4 0.30 5.14 12.79
d10 19.38 7.81 1.80
d18 3.40 4.69 9.73
d20 5.03 7.48 8.48

群焦点距離
f1=36.33 f2=-8.35 f3=12.84 f4=26.13

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 24.131 0.65 1.94595 17.98
2 18.303 2.45 1.83481 42.71
3 103.980 可変
4 48.744 0.40 1.91082 35.25
5 6.739 3.85
6 -19.902 0.40 1.91082 35.25
7 33.143 0.10
8 17.537 1.80 1.94595 17.98
9 -64.614 可変
10(絞り) ∞ 0.10
11* 7.700 2.37 1.74320 49.34
12* -56.358 0.10
13 13.167 2.09 1.71999 50.23
14 -19.231 0.40 1.76182 26.52
15 5.673 1.55
16 -83.333 0.85 1.49700 81.54
17* -17.125 可変
18* 11.423 1.50 1.52542 55.78
19 47.619 可変
20 ∞ 0.30 1.51633 64.14
21 ∞ 0.50
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.50
像面（撮像面）∞

非球面データ
第１１面
K=0.000
A4=-1.27878e-04,A6=-2.89838e-06,A8=1.98668e-08
第１２面
K=0.000
A4=2.56500e-04,A6=-5.47367e-06,A8=1.01305e-07
第１７面
K=0.000
A4=-6.63319e-05,A6=6.86659e-06,A8=7.38835e-07
第１８面
K=0.000
A4=-7.92162e-05,A6=9.75416e-07

ズームデータ
広角中間望遠
焦点距離 5.04 10.70 24.20
ＦＮＯ． 1.85 2.24 2.85
画角２ω 75.22 40.42 18.14
fb (in air) 6.26 9.21 11.86
全長 (in air) 48.39 45.98 53.31

d3 0.30 5.57 12.98
d9 19.72 8.15 1.80
d17 3.50 4.44 8.05
d19 4.70 7.68 10.34

群焦点距離
f1=39.00 f2=-8.50 f3=12.60 f4=28.20

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 25.660 0.60 1.94595 17.98
2 19.604 2.76 1.80400 46.57
3 250.000 可変
4 58.125 0.40 1.91082 35.25
5 6.699 3.84
6* -21.122 0.40 1.80610 40.88
7* 23.022 0.34
8 17.315 1.69 1.94595 17.98
9 -98.092 可変
10(絞り) ∞ 0.10
11* 8.731 1.68 1.74320 49.34
12* 246.865 0.79
13 8.537 2.00 1.74320 49.34
14 63.403 0.40 1.80810 22.76
15 5.608 1.18
16 49.163 0.96 1.49700 81.54
17* -20.321 可変
18* 11.313 1.35 1.52542 55.78
19 45.455 可変
20 ∞ 0.30 1.51633 64.14
21 ∞ 0.50
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.50
像面（撮像面）∞

非球面データ
第６面
K=0.000
A4=-5.93545e-05,A6=2.86778e-07,A8=-2.74981e-08
第７面
K=0.000
A4=-6.00000e-05
第１１面
K=0.000
A4=-1.86680e-05,A6=-5.50076e-06,A8=2.53509e-07
第１２面
K=0.000
A4=1.79442e-04,A6=-5.24506e-06,A8=2.66353e-07
第１７面
K=0.000
A4=3.58709e-05,A6=1.71231e-06,A8=3.87569e-07
第１８面
A4=-1.28657e-04,A6=5.07538e-07

ズームデータ
広角中間望遠
焦点距離 4.73 10.00 22.74
ＦＮＯ． 1.85 2.25 2.85
画角２ω 78.86 42.36 18.81
fb (in air) 6.20 8.64 9.79
全長 (in air) 46.26 44.56 52.79

d3 0.30 5.30 13.06
d9 17.88 7.24 1.80
d17 3.40 4.90 9.65
d19 4.65 7.10 8.29

群焦点距離
f1=37.49 f2=-7.97 f3=11.96 f4=28.28

数値実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 31.973 0.80 1.92286 18.90
2 22.117 2.32 1.83481 42.71
3 1672.968 可変
4 104.014 0.40 1.88300 40.76
5 6.725 3.47
6 -27.333 0.40 1.91082 35.25
7 27.766 0.20
8 15.706 1.76 1.92286 18.90
9 -110.264 可変
10(絞り) ∞ 0.10
11* 6.684 1.97 1.74320 49.29
12* -67.290 0.15
13 10.215 1.41 1.88300 40.76
14 67.982 0.40 1.80810 22.76
15 4.668 1.52
16 -22.324 1.13 1.49700 81.54
17* -9.783 可変
18* 10.621 1.21 1.52542 55.78
19 32.348 可変
20 ∞ 0.30 1.51633 64.14
21 ∞ 0.50
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.50
像面（撮像面）∞

非球面データ
第１１面
K=0.000
A4=-2.59888e-04,A6=-5.49558e-06
第１２面
K=0.000
A4=3.38578e-04,A6=-7.18624e-06,A8=1.68226e-07
第１７面
K=0.000
A4=-1.76790e-04,A6=5.43670e-06
第１８面
K=0.000
A4=-1.49136e-04,A6=1.75767e-06

ズームデータ
広角中間望遠
焦点距離 4.70 8.80 18.14
ＦＮＯ． 1.85 2.20 2.74
画角２ω 79.87 47.97 23.62
fb (in air) 5.71 7.24 9.16
全長 (in air) 41.86 39.55 45.25

d3 0.30 4.19 11.04
d9 16.02 6.77 1.00
d17 2.60 4.12 6.81
d19 4.18 5.71 7.64

群焦点距離
f1=40.90 f2=-8.62 f3=10.91 f4=29.53

数値実施例５
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 21.779 0.80 1.92286 18.90
2 17.411 2.61 1.72916 54.68
3 1672.968 可変
4 198.060 0.40 1.88300 40.76
5 6.616 3.44
6 -20.344 0.40 1.72916 54.68
7 29.684 0.10
8 15.786 1.54 1.92286 18.90
9 ∞ 可変
10(絞り) ∞ 0.10
11* 7.373 1.82 1.74320 49.29
12* -125.121 0.10
13 10.127 1.48 1.88300 40.76
14 140.547 0.40 1.84666 23.78
15 5.398 1.51
16 -26.519 0.40 1.72825 28.46
17 42.093 1.21 1.74320 49.34
18* -11.553 可変
19* 11.201 1.22 1.52542 55.78
20 33.333 可変
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
像面（撮像面）∞

非球面データ
第１１面
K=0.000
A4=-1.63530e-04,A6=-1.51457e-06,A8=-4.19498e-08
第１２面
K=0.000
A4=3.18502e-04,A6=-2.91289e-06
第１８面
K=0.000
A4=-1.10803e-04,A6=4.21876e-06
第１９面
K=0.000
A4=-1.77167e-04,A6=1.46061e-06,A8=-2.52604e-08

ズームデータ
広角中間望遠
焦点距離 5.05 9.50 19.49
ＦＮＯ． 1.85 2.19 2.62
画角２ω 75.99 45.03 21.87
fb (in air) 6.43 8.26 8.72
全長 (in air) 41.03 38.78 44.42

d3 0.30 3.32 9.28
d9 14.17 5.69 1.00
d18 2.60 3.97 7.89
d20 4.91 6.73 7.19

群焦点距離
f1=32.22 f3=-7.75 f3=10.91 f4=31.51

数値実施例６
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 29.141 0.60 1.84666 23.78
2 20.000 3.14 1.72916 54.68
3 191.094 可変
4 79.229 0.70 1.88300 40.76
5 7.818 4.72
6 -21.697 0.60 1.88300 40.76
7 62.560 0.20
8 22.812 1.58 1.92286 18.90
9 -99.983 可変
10(絞り) ∞ 0.10
11* 8.463 2.59 1.85135 40.10
12* -55.738 0.10
13 14.654 1.30 2.00069 25.46
14 64.279 0.40 1.80810 22.76
15 5.962 1.51
16 -148.603 0.40 1.68893 31.07
17 5.349 2.70 1.61800 63.40
18* -11.901 可変
19 -39.047 0.40 1.49700 81.54
20* 24.202 可変
21* 15.551 1.70 1.58313 59.38
22 -151.761 可変
23 ∞ 0.30 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ 0.50
像面（撮像面）∞

非球面データ
第１１面
K=0.000
A4=-1.72419e-04,A6=7.44613e-07,A8=-1.93173e-08
第１２面
K=0.000
A4=1.99335e-04,A6=4.95530e-07,A8=-9.19351e-09
第１８面
K=0.000
A4=-7.90096e-05,A6=7.42629e-07,A8=-8.75389e-08
第２０面
K=0.000
A4=2.84071e-05,A6=5.68977e-06,A8=-4.57314e-07
第２１面
K=0.000
A4=-1.66922e-06,A6=2.92808e-06,A8=-8.46943e-08,A10=-4.15537e-10

ズームデータ

焦点距離 5.06 11.08 24.29
ＦＮＯ． 1.62 2.09 2.89
画角２ω 76.28 39.11 17.79
fb (in air) 5.75 8.81 4.27
全長 (in air) 52.74 49.54 57.56

d3 0.30 6.80 15.76
d9 20.74 7.00 1.53
d18 1.20 1.70 7.91
d20 2.00 2.49 5.36
d22 4.23 7.28 2.74

群焦点距離
f1=50.98 f2=-9.58 f3=11.31 f4=-30.00 f5=24.28

以上の実施例１〜６の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図７〜図１２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の値を掲げる。

実施例数値
条件式実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５実施例６
１ |f_{3_2}/f_{3_1}| 1.70 1.52 2.12 1.65 1.89 1.83
２ Σd_3G/f_T 0.32 0.30 0.31 0.36 0.35 0.37
３ Fno(W) 1.85 1.85 1.85 1.85 1.85 1.62
４ (β_2T/β_2W)/(β_3T/β_3W)
0.65 0.51 0.62 0.53 0.67 0.65
５ f₃/f_w 2.68 2.50 2.53 2.32 2.16 2.24
６ f_{3_1}/f₃ 0.91 0.73 1.02 0.76 0.86 0.78
７ |f_{3_2}/f₃| 1.54 1.12 2.15 1.25 1.63 1.42
８ L_T/f_T 2.32 2.20 2.32 2.49 2.28 2.37
９ f_T/f_w 4.80 4.81 4.81 3.86 3.86 4.80
１０ f₂/f_w -1.74 -1.69 -1.69 -1.83 -1.54 -1.89

（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１３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によって歪曲を補正する。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１３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によって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１４は、本実施形態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。

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１〜６に示した本発明のズームレンズが用いられる。

図１５、図１６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１５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１６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。

（内部回路構成）
図１７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１７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、ズーミングが可能であり、かつ、無限遠を含むフォーカシングを可能とする第１のモードと大きな撮影倍率を得ることを可能とする第２のモードとが設定可能であって、小型化と高性能化の両立に有利な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は、高変倍比を有しながら光学性能の確保や小型化する場合に有用である。

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…明るさ絞り
Ｆ…光量低減フィルター
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
５…バックモニタ
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

物体側から順に、
正屈折力の第１レンズ群と、
負屈折力の第２レンズ群と、
正屈折力の第３レンズ群と、を有し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、
負屈折力の第１レンズと、
正屈折力の第２レンズと、からなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、
正屈折力の第１レンズ成分と、
負屈折力の第２レンズ成分と、
第３レンズ成分と、を有し、
以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．３＜｜ｆ_{3_2}／ｆ_{3_1}｜＜５・・・（１）
Σｄ_3G／ｆ_T＜０．４２・・・（２）
Ｆｎｏ（Ｗ）＜２．５・・・（３）
但し、
ｆ_{3_1}は前記第３レンズ群内の正屈折力の前記第１レンズ成分の焦点距離、
ｆ_{3_2}は前記第３レンズ群内の負屈折力の前記第２レンズ成分の焦点距離、
Σｄ_3Gは前記第３レンズ群の全長、
ｆ_Tは望遠端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
Ｆｎｏ（Ｗ）は広角端における前記ズームレンズのＦナンバー、
である。
前記第１レンズ群は、接合レンズからなることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
以下の条件式（４）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。
０．１＜（β_2T／β_2W）／（β_3T／β_3W）＜０．８・・・（４）
但し、
β_2Wは前記第２レンズ群の広角端における横倍率、
β_2Tは前記第２レンズ群の望遠端における横倍率、
β_3Wは前記第３レンズ群の広角端における横倍率、
β_3Tは前記第３レンズ群の望遠端における横倍率、
である。
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
２＜ｆ₃／ｆ_W＜５・・・（５）
但し、
ｆ₃は前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ_Wは広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．６＜ｆ_{3_1}／ｆ₃＜１．２・・・（６）
但し、
ｆ_{3_1}は前記第３レンズ群内の前記第１レンズ成分の焦点距離、
ｆ₃は前記第３レンズ群の焦点距離、
である。
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．９＜｜ｆ_{3_2}／ｆ₃｜＜４・・・（７）
但し
ｆ_{3_2}は前記第３レンズ群内の前記第２レンズ成分の焦点距離、
ｆ₃は前記第３レンズ群の焦点距離、
である。
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
Ｌ_T／ｆ_T＜３．３・・・（８）
但し、
Ｌ_Tは望遠端における前記ズームレンズ全系の全長、
ｆ_Tは望遠端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
３．１＜ｆ_T／ｆ_W＜１０・・・（９）
但し、
ｆ_Wは広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
ｆ_Tは望遠端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
−５＜ｆ₂／ｆ_w＜−１．５・・・（１０）

但し、
ｆ₂は前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ_wは広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
ズームレンズと、
前記ズームレンズの像側に配置され前記ズームレンズによって形成される像を受光する撮像面を備えた撮像素子と、を有し、
前記ズームレンズが請求項１から９のいずれか１項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。