JP4615852B2

JP4615852B2 - 変倍光学系及びそれを用いた電子機器

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Publication number: JP4615852B2
Application number: JP2003414501A
Authority: JP
Inventors: 寛之南方
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: JP2005173312A

Description

本発明は、変倍光学系及びそれを用いた電子機器に関するものであり、特に、コンパクトな変倍光学系、及び、そのような変倍光学系を用いた電子機器に関する。この電子機器には、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、携帯電話、情報携帯端末がある。

近年、ＰＤＡと呼ばれる情報携帯端末や携帯電話が爆発的に普及してきている。これの機器には、デジタルカメラの機能や、デジタルビデオの機能が付加されたものもある。これらの機能を実現するために、撮像素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor ）センサーが使われている。このような機器を小型化するには、受光面の有効エリアが比較的小さい撮像素子を使うのが良い。この場合、光学系の性能を高性能に保ったままで、小型化と低コスト化の両立が必要となる。従来、小型化されかつ低コストの光学系の１つとして、特許文献１や特許文献２に開示された変倍光学系があげられる。
特開平９−１７９０２６号公報特開平１０−３３３０３４号公報

しかし、特許文献１に開示された変倍光学系は、第３群に２枚のレンズを有しているため、小型化の効果は十分とはいえない。また、特許文献２に開示された変倍光学系は、第２群に分布屈折率レンズを用いているために、レンズ厚さが大きくなりレンズ全長が長くなってしまう。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コスト化と小型化との両立が効果的に可能な変倍光学系とそれを用いた電子機器を提供することである。

上記目的を達成する本発明の変倍光学系は、物体側から順に、両凹負レンズ若しくは両凹負レンズと像側に凹面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズからなり負の屈折力を有する第１レンズ群と、両凸正レンズからなり正の屈折力を有する第２レンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり負の屈折力を有する第３レンズ群と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなり正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群は固定であり、第２レンズ群と第３レンズ群とは両群間の間隔を広げながら何れも物体側へ移動し、第４レンズ群は固定の変倍光学系であって、
前記第２レンズ群は１枚の均質正レンズからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
１．１８≦｜ｆ₁｜／ｆ_w＜５・・・（２）’
０．３＜｜ｆ₂｜／ｆ_w＜１．３・・・（６）
ただし、ｆ₁：前記第１レンズ群の負レンズの焦点距離、
ｆ₂：前記第２レンズ群の正レンズの焦点距離、
ｆ_w：広角端における全系の焦点距離、
である。

以下、上記本発明の変倍光学系の背景をなす第１から第３０の変倍光学系とその変倍光学系を用いた電子機器について説明する。
第１の変倍光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成された変倍光学系であって、
前記第２レンズ群は１枚の均質正レンズからなることを特徴とするものである。
第１の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。

上記のような、レンズ群の屈折力が、負の屈折力、正の屈折力、負の屈折力、正屈折力の順になっている変倍光学系は、全長が固定された光学系を、少ないレンズ枚数でかつ短い全長で実現できる。よって、コンパクトかつ低コストな光学系を実現できるので、好ましい。

そして、第２レンズ群を負レンズ１枚で実現することで、より少ない枚数で光学系を構成できる。その結果、光学系が低コストになる。

また、第２レンズ群を均質レンズで構成することにより、分布屈折率レンズ等の不均質レンズを用いる場合よりもレンズ全長を小さくできる。

なお、このような変倍光学系においては、例えば、第２レンズ群と第３レンズ群を共に物体側に移動させることで、広角端から望遠端への変倍が行われる。この時、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を若干変化させながら、両レンズ群を移動させる。もちろん、その変倍のために、第１レンズ群と第４レンズ群の少なくとも一方も移動させるようにしてもよい。

第２の変倍光学系は、第１の変倍光学系において、前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズは、物体側の面に非球面を有することを特徴とするものである。

第２の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。このタイプの変倍光学系では、広角端では、第１レンズ群での光線高が高い。そこで、負レンズの物体側に非球面を有することで、コマ収差等の軸外収差を良好に補正できる。

また、望遠端では、第１レンズ群での光束径は大きい。そこで、負レンズの物体側に非球面を有することで、球面収差等を良好に補正できる。

第３の変倍光学系は、第１、第２の変倍光学系において、前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズは、像側の面に非球面を有することを特徴とするものである。

第３の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。このタイプの変倍光学系では、広角端では、第１レンズ群での光線高が高い。そこで、負レンズの像側に非球面を有することで、非点収差等の軸外収差を良好に補正できる。

第４の変倍光学系は、第１〜第３の変倍光学系において、前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズは、樹脂材料で製作されたレンズであることを特徴とするものである。

第４の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。樹脂材料のレンズは、ガラスより低コストで製作できる。そのため、第１レンズ群の負レンズに樹脂材料で製作されたレンズを用いると、光学系を低コスト化できる。

第５の変倍光学系は、第１〜第４の変倍光学系において、前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とするものである。

４０＜ν_d1＜１００・・・（１）
ただし、ν_d1：前記第１レンズ群の負レンズのアッベ数、
である。

第５の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群は負のパワーを有するので、特に、広角端で大きな倍率色収差を発生する。しかも、第１レンズ群を負レンズ１枚で構成するためには、第１レンズ群に正レンズを配置して倍率色収差の発生量を抑えることはできない。そこで、第１レンズ群の負レンズが、（１）の条件式を満たすようにする。このようにすることで、倍率色収差の発生量を小さくできる。

条件式（１）の上限値の１００を越えると、レンズに適した素材（材料）の入手が困難となる。下限値の４０を下回ると、第１レンズ群で発生する倍率色収差が、大きくなりすぎる。全系でこの倍率色収差を小さくするためには、多くのレンズ枚数が必要となってしまうので、低コスト化、小型化が困難になる。

なお、以下の条件式（１−２）を満たすことが好ましい。この場合、倍率色収差の発生量を小さくできる。

５０＜ν_d1＜１００・・・（１−２）
また、以下の条件式（１−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、倍率色収差の発生量を、より小さくできる。

５５＜ν_d1＜１００・・・（１−３）
第６の変倍光学系は、第１〜第５の変倍光学系において、前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。

０．５＜｜ｆ₁｜／ｆ_w＜５・・・（２）
ただし、ｆ₁：前記第１レンズ群の負レンズの焦点距離、
ｆ_w：広角端における全系の焦点距離、
である。

第６の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群は、レンズ径が第２レンズ群や第３レンズ群と比較して大きくなる。そこで、第１レンズ群にパワーを持たせる。すると、入射瞳位置はより物体側となるので、レンズ有効径を小さくできるだけでなく、レンズ全長の小さくできる。このとき、（２）の条件式を満たすことで、性能を良好に保ったまま、レンズ有効径やレンズ全長を小さくできる。

条件式（２）の上限値の５を越えると、負のパワーが強くなりすぎてしまう。この場合、広角端で発生するコマ収差や望遠端で発生する非点収差等が大きくなる。よって、収差補正上好ましくない。条件式（２）の下限値の０．５を下回る、負のパワーが弱くなってしまい、レンズ有効径やレンズ全長を十分に小さくできない。

なお、以下の条件式（２−２）を満たすことが好ましい。この場合、性能を良好に保ったまま、レンズ有効径やレンズ全長を小さくできる。

１＜｜ｆ₁｜／ｆ_w＜３・・・（２−２）
また、以下の条件式（２−３）を満たすことが、より望ましい。この場合、性能を良好に保ったまま、レンズ有効径やレンズ全長を、より小さくできる。

１．５＜｜ｆ₁｜／ｆ_w＜２・・・（２−３）
第７の変倍光学系は、第１〜第６の変倍光学系において、前記第１レンズ群が少なくとも１枚の接合レンズを有することを特徴とするものである。

第７の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群に接合レンズを有することで、偏心感度を小さくできる。その結果、光学系の組み立てが容易になり、低コスト化につながる。

第８の変倍光学系は、第１〜第７の変倍光学系において、前記第１レンズ群が少なくとも１枚の正レンズを有することを特徴とするものである。

第８の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群は、レンズ径が第２レンズ群や第３レンズ群と比較して大きくなる。そこで、第１レンズ群の負の屈折力を大きくする。すると、入射瞳位置はより物体側となるので、レンズ有効径を小さくできるだけでなく、レンズ全長を小さくできる。しかし、第１レンズ群の負レンズのパワーが大きくなると、倍率色収差が大きくなるので収差補正上好ましくない。そこで、第１レンズ群に正レンズを用いることで、第１レンズ群の倍率色収差量を小さくできる。なお、この正レンズの形状をメニスカス形状とし、更に、負レンズと接合して接合レンズにする。このようにすれば、第１レンズ群が大型になるのを抑えることができる。

第９の変倍光学系は、第８の変倍光学系において、前記正レンズは最も像側に配置されていることを特徴とするものである。

第９の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群の最も像側を正レンズとすることで、変倍に伴う球面収差やコマ収差・倍率色収差等の諸収差の変動を抑制できる。

第１０の変倍光学系は、第１〜第４の変倍光学系において、前記第１レンズ群が、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。

−１０＜ＳＦ_G1＜１・・・（３）
ただし、ＳＦ_G1＝（ｒ_G11＋ｒ_G12）／（ｒ_G11−ｒ_G12）、
ＳＦ_G1：前記第１レンズ群のシェイピングファクター、
ｒ_G11：前記第１レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
ｒ_G12：前記第１レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
である。

第１０の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群は、レンズ径が第２レンズ群や第３レンズ群と比較して大きくなる。そこで、第１レンズ群にパワーを持たせる。すると、入射瞳位置はより物体側となるので、レンズ有効径を小さくできるだけでなく、レンズ全長を小さくできる。このとき、（３）の条件式を満たすようにする。このようにすることで、性能を良好に保ったまま、レンズ有効径を小さくできる。

条件式（３）の上限値の１を越えると、物体側の面の正のパワーが大きくなりすぎ、入射瞳位置はより像側となる。その結果、レンズ有効径は大きくなるので、好ましくない。条件式（３）の下限値の−１０を下回ると、物体側の負のパワーが強くなりすぎてしまう。その結果、広角端で発生するコマ収差や望遠端で発生する非点収差等が大きくなるため、収差補正上好ましくない。

なお、以下の条件式（３−２）を満たすことが好ましい。この場合、性能を良好に保ったままレンズ有効径を小さくできる。

−１＜ＳＦ_G1＜１・・・（３−２）
また、以下の条件式（３−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、性能を良好に保ったまま、レンズ有効径をより小さくできる。

−０．５＜ＳＦ_G1＜０．５・・・（３−３）
第１１の変倍光学系は、第１〜第１０の変倍光学系において、前記第２レンズ群の正レンズが、物体側に非球面を有することを特徴とするものである。

第１１の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第２レンズ群での光束径は大きい。そこで、正レンズの物体側に非球面を有することにより、特に広角端での球面収差等を良好に補正できる。

第１２の変倍光学系は、第１〜第１１の変倍光学系において、前記第２レンズ群の正レンズが、像側に非球面を有することを特徴とするものである。

第１２の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第２レンズ群での光束径は大きい。そこで、正レンズの像側に非球面を有することにより、特に広角端での球面収差等を良好に補正できる。

また、第２レンズ群の正レンズに大きなパワーを持たせると、第２レンズ群の移動量が小さくなる。よって、コンパクトな光学系が実現できる。ただし、第２レンズ群での正レンズが大きなパワーを持つと、非点収差やコマ収差等が大きく発生してしまう。そこで、正レンズの像側に非球面を有することにより、特に広角端でのコマ収差や非点収差等を良好に補正できる。その結果、コンパクトで収差の少ない光学系が実現できる。

第１３の変倍光学系は、第１〜第１２の変倍光学系において、前記第２レンズ群の正レンズが、樹脂材料で製作されたことを特徴とするものである。

第１３の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。樹脂材料のレンズは、ガラスより低コストで製作できる。そのため、第２レンズ群の正レンズに樹脂材料で製作されたレンズを用いると、光学系を低コスト化できる。

第１４の変倍光学系は、第１〜第１３の変倍光学系において、前記第２レンズ群が以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。

−５＜ＳＦ_G2＜１・・・（４）
ただし、ＳＦ_G2＝（ｒ_G21＋ｒ_G22）／（ｒ_G21−ｒ_G22）、
ＳＦ_G2：前記第２レンズ群の正レンズのシェイピングファクター、
ｒ_G21：前記第２レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ_G22：前記第２レンズ群の正レンズの像側の面の曲率半径、
である。

第１４の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第２レンズ群が条件式（４）を満たすことで、像側の面の正の屈折力を小さくできる。その結果、次のような効果が得られる。（１）主点位置が第１レンズ群側に移動するので、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔が短縮できる。よって、レンズ全長の短縮につながる。（２）第２レンズ群の倍率を大きくできるので、変倍に伴う第２レンズ群の移動量を小さくできる。よって、全長の短縮につながる。

条件式（４）の上限値の１を越えると、最も像側の面の正の屈折力が大きくなる。そのため、第２レンズ群の倍率が小さくなるので、変倍比が小さくなってしまう。若しくは、同じ変倍比を得るには、変倍に伴う第２レンズ群の移動量を大きくしなくてはいけなくなる。下限値の−５を下回ると、最も物体側の面で発生する非点収差と最も像側の面で発生するコマ収差が、共に大きくなりする。そのため、補正により多くのレンズが必要となる。

なお、以下の条件式（４−２）を満たすことが好ましい。この場合、光学系のコンパクト化が実現できる。

−１＜ＳＦ_G2＜０．５・・・（４−２）
また、以下の条件式（４−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、光学系のよりコンパクト化が実現できる。

−０．５＜ＳＦ_G2＜０・・・（４−３）
第１５の変倍光学系は、第１〜第１４の変倍光学系において、前記第２レンズ群の正レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とするものである。

４０＜ν_d2＜１００・・・（５）
ただし、ν_d2：前記第２レンズ群の正レンズのアッベ数、
である。

第１５の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第２レンズ群の正レンズに大きなパワーを持たせると、第２レンズ群の移動量が小さくなり、コンパクトな光学系が実現できる。しかしながら、第２レンズ群の正レンズが大きなパワーを持つと、それに伴い軸上色収差が大きく発生してしまう。そこで、第２レンズ群の正レンズが（５）の条件式を満たすようにする。このようにすることで、軸上色収差の発生量を小さくできる。

条件式（５）の上限値の１００を越えると、レンズに適した素材（材料）の入手が困難となる。下限値の４０を下回ると、第２レンズ群で発生する軸上色収差が、大きくなりすぎる。この場合、全系で軸上色収差を抑制するために多くのレンズ枚数が必要となってしまうので、光学系の小型化が困難になる。

なお、以下の条件式（５−２）を満たすことが好ましい。この場合、軸上色収差の発生量を小さくできる。

４５＜ν_d2＜１００・・・（５−２）
また、以下の条件式（５−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、軸上色収差の発生量を、より小さくできる。

５０＜ν_d2＜１００・・・（５−３）
第１６の変倍光学系は、第１〜第１５の変倍光学系において、前記第２レンズ群の正レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。

０．３＜｜ｆ₂｜／ｆ_w＜１．３・・・（６）
ただし、ｆ₂：前記第２レンズ群の正レンズの焦点距離、
ｆ_w：広角端における全系の焦点距離、
である。

第１６の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第２レンズ群の正レンズに大きなパワーを持たせると、第２レンズ群の移動量が小さくなり、コンパクトな光学系が実現できる。しかしながら、第２レンズ群での正レンズが大きなパワーを持つと、それに伴い軸上色収差やコマ収差、非点収差等が大きく発生してしまう。そこで、（６）の条件式を満たすようにする。このようにすることで、性能を良好に保ったまま、コンパクトな光学系を実現できる。

条件式（６）の上限値の１．３を越えると、正のパワーが強くなりすぎてしまう。その結果、軸上色収差や広角端でのコマ収差・非点収差等が大きくなる。条件式（６）の下限値の０．３を下回ると、正のパワーが弱くなってしまう。その結果、第２レンズ群の移動量が大きくなるので、レンズ全長を十分に小さくできない。

なお、以下の条件式（６−２）を満たすことが好ましい。この場合、性能を良好に保ったまま、レンズ有効径やレンズ全長を小さくできる。

０．５＜｜ｆ₂｜／ｆ_w＜１・・・（６−２）
また、以下の条件式（６−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、性能を良好に保ったまま、レンズ有効径やレンズ全長をより小さくできる。

０．６＜｜ｆ₂｜／ｆ_w＜０．８・・・（６−３）
第１７の変倍光学系は、第１〜第１６の変倍光学系において、前記第３レンズ群の少なくとも１枚の負レンズが、樹脂材料で製作されたことを特徴とするものである。

第１７の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明すると、樹脂材料のレンズはガラスより低コストで製作できる。そのため、第３レンズ群の負レンズに樹脂材料で製作されたレンズを用いると、光学系を低コスト化できる。

第１８の変倍光学系は、第１〜第１７の変倍光学系において、前記第３レンズ群の少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。

−１＜ＳＦ_G3＜１０・・・（７）
ただし、ＳＦ_G3＝（ｒ_G31＋ｒ_G32）／（ｒ_G31−ｒ_G32）、
ＳＦ_G3：前記第３レンズ群の負レンズのシェイピングファクター、
ｒ_G31：前記第３レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ_G32：前記第３レンズ群の負レンズの像側の面の曲率半径、
である。
第１８の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。条件式（７）を満たすことで、第３レンズ群の負レンズの主点位置が、より物体側となる。その結果、第２レンズ群と第３レンズ群との主点間隔が短縮できるので、レンズ全長の短縮につながる。

条件式（７）の上限値の１０を越えると、像側の面で発生する非点収差等の諸収差の変動が大きくなる。下限値の−１を下回ると、第３レンズ群の負レンズの主点位置が像側となる。そのため、第２レンズ群と第３レンズ群との主点間隔が長くなってしまい、レンズ全長も増大する。

なお、以下の条件式（７−２）を満たすことが好ましい。この場合、光学系のコンパクト化が実現できる。

０＜ＳＦ_G3＜５・・・（７−２）
また、以下の条件式（７−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、光学系のよりコンパクト化が実現できる。

１＜ＳＦ_G3＜２・・・（７−３）
第１９の変倍光学系は、第１〜第１８の変倍光学系において、前記第３レンズ群の少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とするものである。

０＜ν_d3＜４０・・・（８）
ただし、ν_d3：前記第３レンズ群の負レンズのアッベ数、
である。

第１９の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群を１枚の負レンズで構成すると、倍率色収差が大きく発生する。また、第２レンズ群では、軸上色収差が発生する。そこで、条件式（８）を満たすことで、第１レンズ群を１枚の負レンズで構成しても良好に倍率色収差を補正できるだけでなく、第２レンズ群で発生した軸上色収差も良好に補正できる。

条件式（８）の上限値４０を越えると、第１群レンズ群で発生した倍率色収差、及び第２レンズ群で発生した軸上色収差を抑制できなくなる。特に、第２レンズ群で発生した軸上色収差を補正できないと、変倍に伴う軸上色収差の変動が大きくなる。その結果、画像中心での画質が大きく劣化する。下限値の０を下回ると、レンズに適した素材（材料）の入手が困難となる。

なお、以下の条件式（８−２）を満たすことが好ましい。この場合、第１レンズ群と第２レンズ群で発生した色収差を良好に補正できる。

０＜ν_d3＜３５・・・（８−２）
また、以下の条件式（８−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、第１レンズ群と第２レンズ群で発生した色収差を、より良好に補正できる。

０＜ν_d3＜３０・・・（８−３）
第２０の変倍光学系は、第１〜第１９の変倍光学系において、前記第４レンズ群の少なくとも１枚の正レンズが、樹脂材料で製作されたことを特徴とするものである。

第２０の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。樹脂材料のレンズは、ガラスより低コストで製作できる。そのため、第４レンズ群の正レンズに樹脂材料で製作されたレンズを用いると、光学系を低コスト化できる。

第２１の変倍光学系は、第１〜第２０の変倍光学系において、前記第４レンズ群の少なくとも１枚の正レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。

−１＜ＳＦ_G4＜１０・・・（９）
ただし、ＳＦ_G4＝（ｒ_G41＋ｒ_G42）／（ｒ_G41−ｒ_G42）、
ＳＦ_G4：前記第４レンズ群の正レンズのシェイピングファクター、
ｒ_G41：前記第４レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ_G42：前記第４レンズ群の正レンズの像側の面の曲率半径、
である。

第２１の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第３レンズ群で発生する収差量を小さくするには、第３レンズ群での光線高が小さいのが好ましい。そこで、第４レンズ群が条件式（９）を満たすようにする。このようにすることで、物体側の面の正の屈折力が小さくなるため、物体側の面でのコマ収差や非点収差等の発生量を小さくできる。

条件式（９）の上限の１０を越えると、物体側の面の負の屈折力が大きくなりすぎる。その結果、コマ収差や非点収差等を、条件式（９）と逆符号側に大きく発生してしまう。また、偏心感度も大きくなる。下限の−１を下回ると、物体側の面の正の屈折力が大きくなる。そのために、コマ収差や非点収差等諸収差の発生量が、大きくなってしまう。この場合、これを補正するにはより多くのレンズ枚数が必要となる。

なお、以下の条件式（９−２）を満たすことが好ましい。この場合、諸収差の発生量を小さくできる。

０＜ＳＦ_G4＜７・・・（９−２）
また、以下の条件式（９−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、諸収差の発生量を、より小さくできる。

１．５＜ＳＦ_G4＜３・・・（９−３）
第２２の変倍光学系は、第１〜第２１の変倍光学系において、前記第４レンズ群少なくとも１枚の正レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とするものである。

４０＜ν_d4＜１００・・・（１０）
ただし、ν_d4：前記第４レンズ群の正レンズのアッベ数、
である。

第２２の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群を１枚の負レンズで構成すると、特に広角端で、倍率色収差が大きく発生する。第３レンズ群の負の屈折力で、この倍率色収差を補正するようにすると、望遠端で補正過剰となる。そこで、条件式（１０）を満たすようにする。このようにすることで、望遠端での補正過剰による倍率色収差の発生を、良好に抑制することができる。

条件式（１０）の上限値１００を越えると、レンズに適した素材（材料）の入手が困難となる。下限値４０を下回ると、望遠端で発生する倍率色収差を、抑制できなくなる。この場合、補正するにはより多くのレンズ枚数が必要となる。

なお、以下の条件式（１０−２）を満たすことが好ましい。この場合、倍率色収差の発生を良好に抑制することができる。

４５＜ν_d4＜１００・・・（１０−２）
また、以下の条件式（１０−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、倍率色収差の発生を、より良好に抑制することができる。

５０＜ν_d4＜１００・・・（１０−３）
第２３の変倍光学系は、第１〜第２２の変倍光学系において、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。

−３０＜ＤＴ_min＜２０・・・（１１）
ただし、ＤＴ_min：最小歪曲収差量［％］、
である。

第２３の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。歪曲収差を電気的に補正し広画角化する場合、広角端でマイナスの歪曲収差を発生させるとよい。そこで、条件式（１１）を満たすようにする。このようにすることで、電気的に歪曲収差を補正した際、良好な画質で広画角化が実現できる。

条件式（１１）の上限値２０を越えると、広角端でプラスの歪曲収差が発生することになる。そのため、歪曲収差を電気的に補正しても、広画角化は実現できない。下限値−３０を下回ると、画像最周辺の引き伸ばし倍率が大きくなる。その結果、歪曲収差を電気的に補正した後の画像が粗くなる。

なお、以下の条件式（１１−２）を満たすことが好ましい。この場合、画像を粗くしないままで広画角化できる。

−２０＜ＤＴ_min＜０・・・（１１−２）
また、以下の条件式（１１−３）を満たすことが、より好ましい。この場合、画像をより粗くしないままで広画角化できる。

−１５＜ＤＴ_min＜−５・・・（１１−３）
第２４の変倍光学系は、第１〜第２３の変倍光学系において、光学系で発生する歪曲収差を電気的に補正するようにしたことを特徴とするものである。

第２４の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。歪曲収差を光学系で良好に補正しようとすると、レンズ枚数が増え光学系が大型化する。そこで、光学系で補正し切れない歪曲収差を、電気的に補正する。このようにすることで、光学系をよりコンパクトにすることができる。

また、レトロフォーカスタイプの光学系は、広角端での負の歪曲収差が大きい。そこで、このような光学系では、電気的に像歪を補正する際に、広画角化・高倍率化しやすい。

第２５の変倍光学系は、第１〜第２４の変倍光学系において、光学系で発生する倍率色収差を電気的に補正するようにしたことを特徴とするものである。

第２５の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。第１レンズ群を１枚の負レンズで構成すると、広角端で大きく倍率色収差が発生する。この倍率色収差を光学系で良好に補正しようとすると、レンズ枚数が増え光学系が大型化する。そこで、光学系で補正し切れない倍率色収差を、電気的に補正する。このようにすることで、光学系をよりコンパクトにすることができる。

第２６の変倍光学系は、第１〜第２５の変倍光学系において、光学系を構成する少なくとも１つの光学素子の光学材料として有機無機複合材料を用いることを特徴とするものである。

第２６の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。光学素子の光学材料として有機無機複合材料を用いると、有機成分と無機成分の種類と存在量比率に応じて、種々の光学特性（屈折率、波長分散性）が発現するようになる（得られる）。このように、有機成分と無機成分を任意の比率で配合することで、所望の光学特性、あるいは高い光学特性を持つ光学材料を実現できる。これにより、性能の高い光学素子を得ることができるので、より少ない枚数で諸収差を補正できる。よって、光学系を低コスト・小型化できる。

第２７の変倍光学系は、第２６の変倍光学系において、前記有機無機複合体はジルコニアのナノ粒子を含むことを特徴とするものである。

第２８の変倍光学系は、第２６の変倍光学系において、前記有機無機複合体はジルコニアとアルミナのナノ粒子を含むことを特徴とするものである。

第２９の変倍光学系は、第２６の変倍光学系において、前記有機無機複合体はニオブ酸化物のナノ粒子を含むことを特徴とするものである。

第３０の変倍光学系は、第２６の変倍光学系において、前記有機無機複合体はジルコニウムアルコキシドの加水分解物とアルミナのナノ粒子を含むことを特徴とするものである。

第２７〜第３０の変倍光学系において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。これらの材料のナノ粒子は、無機成分の例示である。そして、このようなナノ粒子を有機成分のプラスチック中に所定の存在量比率で分散させることにより、種々の光学特性（屈折率、波長分散性）を発現させることができる。

以上の変倍光学系を用いた電子機器は、第１〜第３０の変倍光学系と、その像側に配された電子撮像素子とを有することを特徴とするものである。

この電子機器において、上記構成をとる理由とその作用を説明する。以上の変倍光学系は、小型で低コストなものである。よって、このような変倍光学系を撮像光学系として搭載した電子機器において、機器の小型化・低コスト化を図ることができる。なお、電子機器としては、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、携帯電話、情報携帯端末等がある。

本発明によると、変倍光学系の低コスト化と小型化との両立を効果的に行うことができ、それを用いた電子機器も同様に低コスト化と小型化を達成することができる。

以下に、本発明の変倍光学系（ズームレンズ）の実施例１〜６について、図面を参照して説明する。実施例１〜６の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の光軸に沿うレンズ断面図をそれぞれ図１〜図６に示す。各図中、Ｇ１は第１レンズ群、Ｇ２は第２レンズ群、Ｇ３は第３レンズ群、Ｇ４は第４レンズ群、Ｓは開口絞り、Ｆは近赤外カットフィルター、ローパスフィルター、電子撮像素子のカバーガラス等の平行平面板群、Ｉは像面を示す。また、実施例１〜６の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の球面収差、非点収差、倍率色（収差）、歪曲収差の収差図をそれぞれ図７〜図１２に示す。なお、これら収差図中において、“ＦＩＹ”は像高を表す。

実施例１の変倍光学系は、図１に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とで構成されている。そして、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは両群間の間隔を広げながら何れも物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定である。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に物体側へ移動する。

第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズで構成されており、負のパワーを有している。この両凹負レンズの両面は非球面である。

第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズで構成されており、正のパワーを有している。この両凸正レンズの両面は非球面である。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成されており、負のパワーを有している。この負メニスカスレンズの像側の面は非球面である。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズで構成されており、正のパワーを有している。この正メニスカスレンズの像側の面は非球面である。

本実施例のレンズは全て樹脂材料で製作されている。

実施例２の変倍光学系は、図２に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とで構成されている。そして、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは両群間の間隔を広げながら何れも物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定である。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に物体側へ移動する。

本実施例のレンズは、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズがガラスで製作されている他は、全て樹脂材料で製作されている。

実施例３の変倍光学系は、図３に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とで構成されている。そして、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは両群間の間隔を広げながら何れも物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定である。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に物体側へ移動する。

本実施例のレンズは、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズがガラスで製作されている他は、全て樹脂材料で製作されている。

実施例４の変倍光学系は、図４に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とで構成されている。そして、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは両群間の間隔を広げながら何れも物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定である。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に物体側へ移動する。

本実施例のレンズは、第３レンズ群Ｇ３の負メニスカスレンズがガラスで製作されている他は、全て樹脂材料で製作されている。

実施例５の変倍光学系は、図５に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とで構成されている。そして、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは両群間の間隔を広げながら何れも物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定である。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に物体側へ移動する。

本実施例のレンズは、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズがガラスで製作されている他は、全て樹脂材料で製作されている。

実施例６の変倍光学系は、図６に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とで構成されている。そして、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは両群間の間隔を広げながら何れも物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定である。開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に物体側へ移動する。

第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと像側に凹面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズで構成されており、負のパワーを有している。この接合レンズの最も物体側と最も像側の面は非球面である。

本実施例のレンズは、第３レンズ群の負メニスカスレンズが樹脂材料で製作されている他は、全てガラスで製作されている。

以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ₁、ｒ₂…は各レンズ面の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ₄ｙ⁴＋Ａ₆ｙ⁶＋Ａ₈ｙ⁸＋Ａ₁₀ｙ¹⁰
ただし、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。

実施例１
ｒ₁= -6.301 （非球面）ｄ₁= 0.50 ｎ_d1 =1.52542 ν_d1 =55.78
ｒ₂= 6.669 （非球面）ｄ₂= （可変）
ｒ₃= ∞（絞り）ｄ₃= 0.00
ｒ₄= 2.086 （非球面）ｄ₄= 1.32 ｎ_d2 =1.52542 ν_d2 =55.78
ｒ₅= -3.231 （非球面）ｄ₅= （可変）
ｒ₆= 18.094 ｄ₆= 0.50 ｎ_d3 =1.60687 ν_d3 =27.03
ｒ₇= 1.822 （非球面）ｄ₇= （可変）
ｒ₈= -12.307 ｄ₈= 1.07 ｎ_d4 =1.52542 ν_d4 =55.78
ｒ₉= -3.906 （非球面）ｄ₉= 2.64
ｒ₁₀= ∞ ｄ₁₀= 0.50 ｎ_d5 =1.51633 ν_d5 =64.14
ｒ₁₁= ∞
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 4.32714×10^-3
Ａ₆= 4.14536×10^-4
Ａ₈= -3.27778×10^-5
Ａ₁₀= 0
第２面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 1.38944×10^-3
Ａ₆= 1.02204×10^-3
Ａ₈= 5.50333×10^-5
Ａ₁₀= 0
第４面
Ｋ = -0.977
Ａ₄= 1.25280×10^-3
Ａ₆= -2.01568×10^-3
Ａ₈= 0
Ａ₁₀= 0
第５面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 2.91744×10^-2
Ａ₆= -1.10534×10^-2
Ａ₈= 1.98860×10^-3
Ａ₁₀= 0
第７面
Ｋ = -0.752
Ａ₄= -1.87308×10^-3
Ａ₆= 2.47042×10^-2
Ａ₈= -5.43689×10^-3
Ａ₁₀= 0
第９面
Ｋ = -4.700
Ａ₄= -7.43924×10^-3
Ａ₆= -9.40285×10^-5
Ａ₈= 1.07428×10^-5
Ａ₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥＳＴＴＥ
ｆ (mm) 3.600 6.235 10.800
Ｆ_NO 2.80 3.76 4.84
ω (°) . . .
ｄ₂ 4.83 2.36 0.20
ｄ₅ 0.31 0.40 0.85
ｄ₇ 0.70 3.09 4.80 。

実施例２
ｒ₁= -6.192 （非球面）ｄ₁= 0.50 ｎ_d1 =1.49700 ν_d1 =81.54
ｒ₂= 6.326 （非球面）ｄ₂= （可変）
ｒ₃= ∞（絞り）ｄ₃= -0.01
ｒ₄= 2.037 （非球面）ｄ₄= 1.14 ｎ_d2 =1.52542 ν_d2 =55.78
ｒ₅= -3.175 （非球面）ｄ₅= （可変）
ｒ₆= 25.280 ｄ₆= 0.85 ｎ_d3 =1.60687 ν_d3 =27.03
ｒ₇= 1.808 （非球面）ｄ₇= （可変）
ｒ₈= -7.945 ｄ₈= 0.98 ｎ_d4 =1.52542 ν_d4 =55.78
ｒ₉= -3.406 （非球面）ｄ₉= 2.57
ｒ₁₀= ∞ ｄ₁₀= 0.50 ｎ_d5 =1.51633 ν_d5 =64.14
ｒ₁₁= ∞
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 4.19483×10^-3
Ａ₆= 3.77619×10^-4
Ａ₈= -2.91910×10^-5
Ａ₁₀= 0
第２面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 1.32079×10^-3
Ａ₆= 9.54364×10^-4
Ａ₈= 6.88330×10^-5
Ａ₁₀= 0
第４面
Ｋ = -0.921
Ａ₄= 2.81890×10^-3
Ａ₆= -1.75660×10^-3
Ａ₈= 0
Ａ₁₀= 0
第５面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 3.35772×10^-2
Ａ₆= -1.14423×10^-2
Ａ₈= 2.01674×10^-3
Ａ₁₀= 0
第７面
Ｋ = -0.725
Ａ₄= -4.31569×10^-3
Ａ₆= 2.60664×10^-2
Ａ₈= -4.78944×10^-3
Ａ₁₀= 0
第９面
Ｋ = -1.439
Ａ₄= -7.76886×10^-4
Ａ₆= -6.77723×10^-4
Ａ₈= 3.26587×10^-5
Ａ₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥＳＴＴＥ
ｆ (mm) 3.600 6.235 10.800
Ｆ_NO 2.80 3.78 4.88
ω (°) . . .
ｄ₂ 4.84 2.38 0.21
ｄ₅ 0.10 0.15 0.53
ｄ₇ 0.81 3.22 5.01 。

実施例３
ｒ₁= -6.428 （非球面）ｄ₁= 0.50 ｎ_d1 =1.52542 ν_d1 =55.78
ｒ₂= 5.853 （非球面）ｄ₂= （可変）
ｒ₃= ∞（絞り）ｄ₃= -0.02
ｒ₄= 2.319 （非球面）ｄ₄= 1.31 ｎ_d2 =1.58313 ν_d2 =59.38
ｒ₅= -3.417 （非球面）ｄ₅= （可変）
ｒ₆= 13.426 ｄ₆= 0.50 ｎ_d3 =1.60687 ν_d3 =27.03
ｒ₇= 1.748 （非球面）ｄ₇= （可変）
ｒ₈= -9.086 ｄ₈= 1.04 ｎ_d4 =1.52542 ν_d4 =55.78
ｒ₉= -3.678 （非球面）ｄ₉= 2.43
ｒ₁₀= ∞ ｄ₁₀= 0.50 ｎ_d5 =1.51633 ν_d5 =64.14
ｒ₁₁= ∞
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 5.72036×10^-4
Ａ₆= 9.00099×10^-4
Ａ₈= -5.48955×10^-5
Ａ₁₀= 0
第２面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= -1.97082×10^-3
Ａ₆= 9.63123×10^-4
Ａ₈= 1.39941×10^-4
Ａ₁₀= 0
第４面
Ｋ = -1.332
Ａ₄= -1.68761×10^-3
Ａ₆= -3.42873×10^-5
Ａ₈= -1.91821×10^-3
Ａ₁₀= 0
第５面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 1.62582×10^-2
Ａ₆= -6.71707×10^-3
Ａ₈= -1.90345×10^-4
Ａ₁₀= 0
第７面
Ｋ = -0.808
Ａ₄= 6.89314×10^-3
Ａ₆= 2.12931×10^-2
Ａ₈= -4.86310×10^-3
Ａ₁₀= 0
第９面
Ｋ = -4.680
Ａ₄= -8.68046×10^-3
Ａ₆= -1.93553×10^-4
Ａ₈= 1.87597×10^-5
Ａ₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥＳＴＴＥ
ｆ (mm) 3.600 6.235 10.800
Ｆ_NO 2.80 3.77 4.87
ω (°) . . .
ｄ₂ 4.56 2.24 0.22
ｄ₅ 0.39 0.47 0.94
ｄ₇ 0.80 3.04 4.59 。

実施例４
ｒ₁= -6.033 （非球面）ｄ₁= 0.50 ｎ_d1 =1.52542 ν_d1 =55.78
ｒ₂= 6.342 （非球面）ｄ₂= （可変）
ｒ₃= ∞（絞り）ｄ₃= -0.02
ｒ₄= 2.148 （非球面）ｄ₄= 1.43 ｎ_d2 =1.52542 ν_d2 =55.78
ｒ₅= -2.989 （非球面）ｄ₅= （可変）
ｒ₆= 6.270 ｄ₆= 0.50 ｎ_d3 =1.84666 ν_d3 =23.78
ｒ₇= 1.851 （非球面）ｄ₇= （可変）
ｒ₈= -8.613 ｄ₈= 1.13 ｎ_d4 =1.52542 ν_d4 =55.78
ｒ₉= -3.368 （非球面）ｄ₉= 2.52
ｒ₁₀= ∞ ｄ₁₀= 0.50 ｎ_d5 =1.51633 ν_d5 =64.14
ｒ₁₁= ∞
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 5.69641×10^-3
Ａ₆= 2.35992×10^-4
Ａ₈= -2.52963×10^-5
Ａ₁₀= 0
第２面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 2.09681×10^-3
Ａ₆= 8.85379×10^-4
Ａ₈= 4.65698×10^-5
Ａ₁₀= 0
第４面
Ｋ = -1.264
Ａ₄= -2.99871×10^-3
Ａ₆= 8.56382×10^-4
Ａ₈= -2.45981×10^-3
Ａ₁₀= 0
第５面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 2.32834×10^-2
Ａ₆= -9.13667×10^-3
Ａ₈= 9.53145×10^-5
Ａ₁₀= 0
第７面
Ｋ = -0.733
Ａ₄= 3.87360×10^-4
Ａ₆= 2.27818×10^-2
Ａ₈= -5.56995×10^-3
Ａ₁₀= 0
第９面
Ｋ = -2.574
Ａ₄= -5.23761×10^-3
Ａ₆= -5.27217×10^-4
Ａ₈= 3.23103×10^-5
Ａ₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥＳＴＴＥ
ｆ (mm) 3.600 6.235 10.800
Ｆ_NO 2.80 3.76 4.82
ω (°) . . .
ｄ₂ 4.67 2.29 0.22
ｄ₅ 0.32 0.44 0.92
ｄ₇ 0.80 3.07 4.66 。

実施例５
ｒ₁= -6.732 （非球面）ｄ₁= 0.50 ｎ_d1 =1.52542 ν_d1 =55.78
ｒ₂= 6.165 （非球面）ｄ₂= （可変）
ｒ₃= ∞（絞り）ｄ₃= -0.01
ｒ₄= 2.048 （非球面）ｄ₄= 1.35 ｎ_d2 =1.52542 ν_d2 =55.78
ｒ₅= -3.022 （非球面）ｄ₅= （可変）
ｒ₆= 183.412 ｄ₆= 0.50 ｎ_d3 =1.60687 ν_d3 =27.03
ｒ₇= 1.933 （非球面）ｄ₇= （可変）
ｒ₈= -17.147 ｄ₈= 0.78 ｎ_d4 =1.80610 ν_d4 =40.92
ｒ₉= -6.330 （非球面）ｄ₉= 2.73
ｒ₁₀= ∞ ｄ₁₀= 0.50 ｎ_d5 =1.51633 ν_d5 =64.14
ｒ₁₁= ∞
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 4.63841×10^-4
Ａ₆= 1.08537×10^-3
Ａ₈= -6.98340×10^-5
Ａ₁₀= 0
第２面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= -1.88067×10^-3
Ａ₆= 1.55321×10^-3
Ａ₈= 1.17595×10^-4
Ａ₁₀= 0
第４面
Ｋ = -0.937
Ａ₄= 1.97158×10^-3
Ａ₆= -1.62289×10^-3
Ａ₈= 0
Ａ₁₀= 0
第５面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 3.38035×10^-2
Ａ₆= -1.14048×10^-2
Ａ₈= 2.03601×10^-3
Ａ₁₀= 0
第７面
Ｋ = -0.819
Ａ₄= -3.16022×10^-3
Ａ₆= 2.55549×10^-2
Ａ₈= -4.49060×10^-3
Ａ₁₀= 0
第９面
Ｋ = -15.541
Ａ₄= -6.65987×10^-3
Ａ₆= 1.78885×10^-4
Ａ₈= -4.33306×10^-6
Ａ₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥＳＴＴＥ
ｆ (mm) 3.600 6.235 10.800
Ｆ_NO 2.80 3.77 4.86
ω (°) . . .
ｄ₂ 4.78 2.35 0.21
ｄ₅ 0.32 0.38 0.78
ｄ₇ 0.63 3.00 4.73 。

実施例６
ｒ₁= -54.769 （非球面）ｄ₁= 0.50 ｎ_d1 =1.69350 ν_d1 =53.21
ｒ₂= 3.126 ｄ₂= 0.70 ｎ_d2 =1.84666 ν_d2 =23.78
ｒ₃= 3.947 （非球面）ｄ₃= （可変）
ｒ₄= ∞（絞り）ｄ₄= -0.06
ｒ₅= 1.992 （非球面）ｄ₅= 1.21 ｎ_d3 =1.49700 ν_d3 =81.54
ｒ₆= -2.932 （非球面）ｄ₆= （可変）
ｒ₇= 15.805 ｄ₇= 0.50 ｎ_d4 =1.60687 ν_d4 =27.03
ｒ₈= 1.891 （非球面）ｄ₈= （可変）
ｒ₉= -4.095 ｄ₉= 0.73 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78
ｒ₁₀= -3.011 （非球面）ｄ₁₀= 2.47
ｒ₁₁= ∞ ｄ₁₁= 0.50 ｎ_d6 =1.51633 ν_d6 =64.14
ｒ₁₂= ∞
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= -6.72926×10^-3
Ａ₆= 1.15286×10^-3
Ａ₈= -5.26790×10^-5
Ａ₁₀= 0
第３面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= -8.89810×10^-3
Ａ₆= 1.48887×10^-3
Ａ₈= 5.88055×10^-5
Ａ₁₀= 0
第５面
Ｋ = -1.007
Ａ₄= 1.59735×10^-3
Ａ₆= -2.61339×10^-3
Ａ₈= 0
Ａ₁₀= 0
第６面
Ｋ = 0.000
Ａ₄= 3.08596×10^-2
Ａ₆= -1.02710×10^-2
Ａ₈= 1.61860×10^-3
Ａ₁₀= 0
第８面
Ｋ = -0.405
Ａ₄= -6.12497×10^-3
Ａ₆= 2.47450×10^-2
Ａ₈= -4.85178×10^-3
Ａ₁₀= 0
第１０面
Ｋ = -1.024
Ａ₄= -1.06816×10^-3
Ａ₆= -6.43565×10^-4
Ａ₈= 5.39028×10^-6
Ａ₁₀= 0
ズームデータ（∞）
ＷＥＳＴＴＥ
ｆ (mm) 3.600 6.236 10.800
Ｆ_NO 2.80 3.77 4.87
ω (°) . . .
ｄ₃ 4.40 2.18 0.26
ｄ₆ 0.44 0.53 1.07
ｄ₈ 0.94 3.07 4.46 。

次に、上記各実施例における条件式（１）〜（１１）の値を示す。
条件式（１）（２）（３）（４）（５）（６）
実施例１ 55.78 1.69 -0.03 -0.22 55.78 0.73
実施例２ 81.54 1.73 -0.01 -0.22 55.78 0.71
実施例３ 55.78 1.60 0.05 -0.19 59.38 0.72
実施例４ 55.78 1.61 -0.02 -0.16 55.78 0.73
実施例５ 55.78 1.68 0.04 -0.19 55.78 0.71
実施例６ 53.21 1.18 0.87 -0.19 81.54 0.72
。
条件式（７）（８）（９）（１０）（１１）
実施例１ 1.22 27.03 1.93 55.78 -9.5
実施例２ 1.15 27.03 2.50 55.78 -9.8
実施例３ 1.30 27.03 2.36 55.78 -11.0
実施例４ 1.84 23.78 2.28 55.78 -7.4
実施例５ 1.02 27.03 2.17 40.92 -12.8
実施例６ 1.27 27.03 6.55 23.78 -8.4
。

ところで、以上の実施例のズームレンズ（変倍光学系）は何れも、歪曲収差が比較的大きく発生している。したがって、電子撮像素子を介して被写体画像情報を取り込むと、電子撮像素子から出力される映像信号も、その歪みの情報が含まれる。すなわち、歪みを持つ画像データが、電子撮像装置に取り込まれる。このような光学歪みの例としては、図１３に示すような樽型歪曲収差がある。この樽型歪曲収差の場合、本来、破線で示される位置にあるべき画面１０１の画像が、実線位置に結像した画面１０２の画像となるような歪みである。

以上の全ての実施例においては、このような歪曲収差を電気的に補正している。その電気的な補正方法について以下に説明する。

上記のような電子撮像素子を介して取り込まれた光学歪みを伴う映像信号において、その歪みを補正するには、まず、映像信号をデジタル信号に変換して画像メモリに書き込む。そして、歪み特性に応じて読み出すことにより、画像メモリ上で歪みを補正する。図１３において、歪曲収差がない場合、格子状の画像は破線で示す画像１０１となる。一方、歪曲収差がある場合、格子状の画像は破線で示す画像１０２となる。本発明のズームレンズのように、光学系で光学歪みが発生する状態では、破線で示す画像１０１が、上記の光学歪みにより、実線の画像１０２のように画像メモリに記憶される。そこで、この歪みの補正を行うには、この補正前画像データを画像メモリから読み出すとき、Ｐ_A点を読み出すべきタイミングにＰ_a点に記憶されている補正前画像データを、また、Ｐ_B点を読み出すべきタイミングにＰ_b点に記憶されている補正前画像データを、同様にＰ_D点を読み出すぺきタイミングにＰ_d点に記憶されている補正前画像データをそれぞれ読み出す。このようにすると、補正前画像１０２は、破線で示す歪みのない元の格子状の画面１０１の画像として読み出されるので、光学歪みが補正された画像が表示される。

図１４は、光学歪み補正を行う画像処理機能を備えた装置のブロック構成図である。この装置においては、まず、本発明のズームレンズ１を介して、被写体像がＣＣＤ（電子撮像素子）２の撮像面上に形成される。このＣＣＤ２の撮像面に形成されている被写体像は、上記のような光学歪みを含んでいる。この被写体像は、ＣＣＤ２で電気信号に変換される。ＣＣＤ２からの電気信号は、撮像プロセス回路３で所定の処理が施されて映像信号としてＡ／Ｄ変換回路４に供給される。そのＡ／Ｄ変換回路４でデジタル信号に変換された映像信号は、画像メモリ５に記憶される。画像メモリ５への信号の書き込み及び読み出しは、ライトコントロール回路１０とリードコントロール回路１２Ａによって制御される。

なお、ＳＳＧ（同期信号発生）回路９は、基準タイミング信号を発生する。そして、ＳＳＧ（同期信号発生）回路９はこの基準タイミング信号を、後述するＴＧ（タイミング発生）回路８、上記撮像プロセス回路３、および、ライトコントロール回路１０、リードコントロール回路１２Ａに供給する。ＴＧ回路８は、ＳＳＧ回路９からの水平（Ｈ）方向、垂直（Ｖ）方向の読み出しタイミング信号をＣＣＤ２に送出する。また、補正量ＲＯＭ１３Ａには、画面の各部について、予め定まる補正量データが格納されている。この予め定まる補正量として格納されるものは、例えば、図１３に示すように、実線上の位置と破線上の位置との関係で定まる光学歪みを補正する補正量アドレス値である。

そして、上記リードコントロール回路１２Ａから出力されるリード信号により、画像メモリ５から信号（データ）が読み出される。この時、信号は、光学歪みを補正すべく画像メモリ５から読み出される。読み出された信号は、補間処理回路６で補間処理された後、Ｄ／Ａコンバータ７によりアナログ信号に変換され、出力される。

なお、デジタルカメラ（電子カメラ）の場合、画像メモリ５に余裕がない場合もある。そのような場合には、画像メモリ５に記憶する前、すなわちＣＣＤ２から映像信号を読み出すときに、光学歪みの補正量に相当する時間だけタイミングを変化させるようにしてもよい。

次に、倍率色収差も、色分解画像それぞれについて上記と同様の歪み補正をすれば電気系に補正することができる。以上の全ての実施例においては、歪曲収差だけでなく倍率色収差も同時に電気的に補正している。

ところで、以上の実施例の変倍光学系ではレンズにガラスや樹脂材料を用いているが、代わりに有機無機複合材料を用いてもよい。本発明で利用可能な有機無機複合体について説明する。

有機無機複合体は、有機成分と無機成分とが分子レベル、若しくはナノスケールで混合複合化されたものである。その形態は、(1) 有機骨格からなる高分子マトリックスと無機骨格からなるマトリックスが相互に絡み合い、互いのマトリックスへ貫入された構造のもの、(2) 有機骨格からなる高分子マトリックス中に、ナノスケールの光の波長より十分小さな無機微粒子（いわゆるナノ粒子）が均一分散したもの、及び(3) これらの複合構造になったものがある。有機成分と無機成分との間には、水素結合や分散力、クーロン力等の分子間力や、共有結合、イオン結合、π電子雲の相互作用による引力等、何らかの相互作用が働いている。有機無機複合体では、前述のように有機成分と無機成分が分子レベル、若しくは光の波長より小さなスケール領域で混合されている。このため、光の散乱に対する影響がほとんどなくなっており、透明体が得られる。また、マックスウェル方程式からも導かれるように、有機成分、無機成分それぞれの光学特性を反映した材料となる。よって、有機成分、無機成分の種類と存在量比率に応じて、種々の光学特性（屈折率、波長分散性）を発現するようになる。このことから、有機成分と無機成分を任意の比率で配合することで、種々の光学特性が得られるようになる。

以下の表１は、アクリレート樹脂（紫外線硬化型）とジルコニア（ＺｒＯ₂）ナノ粒子の有機無機複合体の組成例を示す。表２は、アクリレート樹脂とジルコニア（ＺｒＯ₂）／アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）ナノ粒子の有機無機複合体の組成例を示す。表３は、アクリレート系樹脂とニオブ酸化物（Ｎｂ₂Ｏ₅）ナノ粒子の有機無機複合体の組成例を示す。表４は、アクリレート樹脂とジルコニウムアルコキシドとアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）ナノ粒子の有機無機複合体の組成例を示す。

表１
┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬─────┐
│ジルコニ│ｎ_d │ν_d │ｎ_C │ｎ_F │ｎ_g │ 備考 │
│ア含有量│ │ │ │ │ │ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0 │1.49236 │57.85664│1.48981 │1.49832 │1.50309 │アクリル │
│ │ │ │ │ │ │100 ％ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.1 │1.579526│54.85037│1.57579 │1.586355│1.59311 │ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.2 │1.662128│53.223 │1.657315│1.669756│1.678308│ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.3 │1.740814│52.27971│1.735014│1.749184│1.759385│ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.4 │1.816094│51.71726│1.809379│1.825159│1.836887│ │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────┤
│ 0.5 │1.888376│51.3837 │1.880807│1.898096│1.911249│ │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴─────┘
。

表２
┌───┬───┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│AlsO₃│ZrOs │ｎ_d │ν_d │ｎ_C │ｎ_F │ｎ_g │ 備考 │
│存在率│存在率│ │ │ │ │ │ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.1 │0.4 │1.831515│53.56672│1.824851│1.840374│1.851956│アクリレ│
│ │ │ │ │ │ │ │ート50％│
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.2 │0.3 │1.772832│56.58516│1.767125│1.780783│1.790701│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.3 │0.2 │1.712138│60.97687│1.707449│1.719127│1.727275│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.4 │0.1 │1.649213│67.85669│1.645609│1.655177│1.661429│ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.2 │0.2 │1.695632│58.32581│1.690903│1.702829│1.774891│ │
└───┴───┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘
。

表３
┌───┬───┬────┬────┬────┬────┬────┐
│NbsO₅│AlsO₃│ｎ_d │ν_d │ｎ_C │ｎ_F │ｎ_g │
│含有量│含有量│ │ │ │ │ │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.1 │ 0 │1.589861│29.55772│1.584508│1.604464│1.617565│
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.2 │ 0 │1.681719│22.6091 │1.673857│1.70401 │1.724457│
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.3 │ 0 │1.768813│19.52321│1.758673│1.798053│1.8251 │
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.4 │ 0 │1.851815│17.80818│1.839583│1.887415│1.920475│
├───┼───┼────┼────┼────┼────┼────┤
│0.5 │ 0 │1.931253│16.73291│1.91708 │1.972734│2.011334│
└───┴───┴────┴────┴────┴────┴────┘
。

表４
┌─────┬──────┬────┬────┬────┬────┐
│AlsOc(膜）│ジルコニアア│ｎ_d │ν_d │ｎ_C │ｎ_F │
│含有量 │ルコキシド │ │ │ │ │
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0 │ 0.3 │1.533113│58.39837│1.530205│1.539334│
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0.1 │ 0.27 │1.54737 │62.10192│1.544525│1.553339│
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0.2 │ 0.24 │1.561498│66.01481│1.558713│1.567219│
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0.3 │ 0.21 │1.575498│70.15415│1.572774│1.580977│
├─────┼──────┼────┼────┼────┼────┤
│ 0.4 │ 0.18 │1.589376│74.53905│1.586709│1.594616│
└─────┴──────┴────┴────┴────┴────┘
。

さて、以上のような本発明の変倍光学系、結像光学系を備えた電子機器について説明する。この電子機器には、上記光学系で物体像を形成し、その像をＣＣＤ等の撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置が用いられている。電子機器には、デジタルカメラやビデオカメラ、デジタルビデオユニット、情報処理装置の例であるパーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話、情報携帯端末等がある。以下に、その実施形態を例示する。

図１５〜図１７はデジタルカメラの例であり、本発明による変倍光学系を撮影光学系４１として用いた構成の概念図である。図１５はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１６は同後方斜視図、図１７はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。

デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影光学系４１ファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含む。撮影光学系４１は、撮影用光路４２上に配置されている。また、ファインダー光学系４３は、撮影用光路４２とは別のファインダー用光路４４上に配置されている。また、カメラ４０の上部には、シャッター４５が設けられている。よって、撮影者がシャッター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の変倍光学系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は、平行平板Ｐ１とカバーガラスＰ２を介して、ＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。ここで、平行平板Ｐ１には近紫外線カットコートが施されている。また、平行平板Ｐ１に、ローパスフィルター作用を持たせても良い。ＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介して、電子画像として液晶表示モニター４７に表示される。液晶表示モニター４７は、カメラ背面に設けられている。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよい。例えば、記録手段５２は、フロッピーディスク、メモリーカードあるいはＭＯ等であってもよい。このように記録手段５２は、、電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって、銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置してある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、視野枠５７上に形成される。ここで、視野枠５７上は、像正立部材であるポロプリズム５５に設けられている。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側には、それぞれカバー部材５０が配置されている。なお、ここでは、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。

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が高性能で小型であるので、高性能・小型化が実現できる。

次に、図１８〜図２０は情報処理装置の一例であるパソコンであって、本発明の変倍光学系を対物光学系として用いた構成の概念図である。図１８はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１９はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２０は図１８の状態の側面図である。

パソコン３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。更に、パソコン３００は、図示を省略した情報処理手段や記録手段を有する。ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限られない。例えば、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。

この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明による変倍光学系（図では略記）からなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。

ここで、撮像素子チップ１６２上には、光学的ローパスフィルター等の平行平面板群Ｆが、付加的に貼り付けられている。よって、撮像素子チップ１６２と平行平面板群Ｆは一体となって、撮像ユニット１６０を構成している。そして、この撮像ユニット１６０は、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端に、ワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっている。そのため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや、面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中の変倍光学系の駆動機構は図示を省いてある。

撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力される。そして、物体像は、電子画像としてモニター３０２に表示される、図１８には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。

次に、図２１は情報処理装置の一例である電話であって、本発明の変倍光学系を撮影光学系として用いた構成の概念図である。ここで、電話は、持ち運びに便利な携帯電話である。図２１（ａ）は携帯電話４００の正面図、図２１（ｂ）は側面図、図２１（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。

携帯電話４００は、マイク部４０１、スピーカ部４０２、入力ダイアル４０３、モニター４０４、撮影光学系４０５、アンテナ４０６及び処理手段（図示せず）とを有している。マイク部４０１には、操作者の声が情報として入力される。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力する。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力するボタンを有する。モニター４０４は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示する。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行う。ここで、モニター４０４は、液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置されている。そして、この撮影光学系４０５は、本発明による変倍光学系（図では略記）からなる対物レンズ１１２と、物体像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。

撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力される。そして、物体像は、電子画像としてモニター４０４に表示される。また、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段に含まれている。よって、通信相手に画像を送信することができるので、物体像を通信相手のモニターに表示させることもできる。

以上の本発明の変倍光学系及びそれを用いた電子機器は、例えば次のように構成することができる。

〔１〕物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成された変倍光学系であって、
前記第２レンズ群は１枚の均質正レンズからなることを特徴とする変倍光学系。

〔２〕前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズは、物体側の面に非球面を有することを特徴とする上記１記載の変倍光学系。

〔３〕前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズは、像側の面に非球面を有することを特徴とする上記１又は２記載の変倍光学系。

〔４〕前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズは、樹脂材料で製作されたレンズであることを特徴とする上記１から３の何れか１項記載の変倍光学系。

〔５〕前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とする上記１から４の何れか１項記載の変倍光学系。

〔６〕前記第１レンズ群に含まれる少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載の変倍光学系。

〔７〕前記第１レンズ群が少なくとも１枚の接合レンズを有することを特徴とする上記１から６の何れか１項記載の変倍光学系。

〔８〕前記第１レンズ群が少なくとも１枚の正レンズを有することを特徴とする上記１から７の何れか１項記載の変倍光学系。

〔９〕前記正レンズは最も像側に配置されていることを特徴とする上記８記載の変倍光学系。

〔１０〕前記第１レンズ群が、以下の条件式を満たすことを特徴とする上記１から４の何れか１項記載の変倍光学系。

〔１１〕前記第２レンズ群の正レンズが、物体側に非球面を有することを特徴とする上記１から１０の何れか１項記載の変倍光学系。

〔１２〕前記第２レンズ群の正レンズが、像側に非球面を有することを特徴とする上記１から１１の何れか１項記載の変倍光学系。

〔１３〕前記第２レンズ群の正レンズが、樹脂材料で製作されたことを特徴とする上記１から１２の何れか１項記載の変倍光学系。

〔１４〕前記第２レンズ群が以下の条件式を満たすことを特徴とする上記１から１３の何れか１項記載の変倍光学系。

−５＜ＳＦ_G2＜１・・・（４）
ただし、ＳＦ_G2＝（ｒ_G21＋ｒ_G22）／（ｒ_G21−ｒ_G22）、
ＳＦ_G2：前記第２レンズ群の負レンズのシェイピングファクター、
ｒ_G21：前記第２レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ_G22：前記第２レンズ群の負レンズの像側の面の曲率半径、
である。

〔１５〕前記第２レンズ群の正レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とする上記１から１４の何れか１項記載の変倍光学系。

〔１６〕前記第２レンズ群の正レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とする上記１から１５の何れか１項記載の変倍光学系。

〔１７〕前記第３レンズ群の少なくとも１枚の負レンズが、樹脂材料で製作されたことを特徴とする上記１から１６の何れか１項記載の変倍光学系。

〔１８〕前記第３レンズ群の少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とする上記１から１７の何れか１項記載の変倍光学系。

−１＜ＳＦ_G3＜１０・・・（７）
ただし、ＳＦ_G3＝（ｒ_G31＋ｒ_G32）／（ｒ_G31−ｒ_G32）、
ＳＦ_G3：前記第３レンズ群の負レンズのシェイピングファクター、
ｒ_G31：前記第３レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ_G32：前記第３レンズ群の負レンズの像側の面の曲率半径、
である。

〔１９〕前記第３レンズ群の少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とする上記１から１８の何れか１項記載の変倍光学系。

〔２０〕前記第４レンズ群の少なくとも１枚の正レンズが、樹脂材料で製作されたことを特徴とする上記１から１９の何れか１項記載の変倍光学系。

〔２１〕前記第４レンズ群の少なくとも１枚の正レンズが、以下の条件式を満たすことを特徴とする上記１から２０の何れか１項記載の変倍光学系。

〔２２〕前記第４レンズ群少なくとも１枚の正レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とする上記１から２１の何れか１項記載の変倍光学系。

〔２３〕以下の条件式を満たすことを特徴とする上記１から２２の何れか１項記載の変倍光学系。

〔２４〕光学系で発生する歪曲収差を電気的に補正するようにしたことを特徴とする上記１から２３の何れか１項記載の変倍光学系。

〔２５〕光学系で発生する倍率色収差を電気的に補正するようにしたことを特徴とする上記１から２４の何れか１項記載の変倍光学系。

〔２６〕光学系を構成する少なくとも１つの光学素子の光学材料として有機無機複合材料を用いることを特徴とする上記１から３１の何れか１項記載の変倍光学系。

〔２７〕前記有機無機複合体はジルコニアのナノ粒子を含むことを特徴とする上記２６記載の変倍光学系。

〔２８〕前記有機無機複合体はジルコニアとアルミナのナノ粒子を含むことを特徴とする上記２６記載の変倍光学系。

〔２９〕前記有機無機複合体はニオブ酸化物のナノ粒子を含むことを特徴とする上記２６記載の変倍光学系。

〔３０〕前記有機無機複合体はジルコニウムアルコキシドの加水分解物とアルミナのナノ粒子を含むことを特徴とする上記２６記載の変倍光学系。

〔３１〕上記１から３０の何れか１項記載の変倍光学系と、その像側に配された電子撮像素子とを有することを特徴とする電子機器。

本発明の変倍光学系の実施例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。実施例２の変倍光学系の図１と同様のレンズ断面図である。実施例３の変倍光学系の図１と同様のレンズ断面図である。実施例４の変倍光学系の図１と同様のレンズ断面図である。実施例５の変倍光学系の図１と同様のレンズ断面図である。実施例６の変倍光学系の図１と同様のレンズ断面図である。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）での収差図である。実施例２の図８と同様の収差図である。実施例３の図８と同様の収差図である。実施例４の図８と同様の収差図である。実施例５の図８と同様の収差図である。実施例６の図８と同様の収差図である。光学歪みの例としての樽型歪曲収差と本来の画面の画像とを示す光学歪み図である。光学歪み補正を行う画像処理装置の１例のブロック構成図である。本発明による変倍光学系を組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。図１５のデジタルカメラの後方斜視図である。図１５のデジタルカメラの断面図である。本発明による変倍光学系を対物光学系として組み込れたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。パソコンの撮影光学系の断面図である。図１８の状態の側面図である。本発明による変倍光学系を対物光学系として組み込れた携帯電話の正面図（ａ）、側面図（ｂ）、その撮影光学系の断面図（ｃ）である。

符号の説明

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
Ｓ…開口絞り
Ｆ…平行平面板群
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
１…ズームレンズ
２…ＣＣＤ
３…撮像プロセス回路
４…Ａ／Ｄ変換回路
５…画像メモリ
６…補間処理回路
７…Ｄ／Ａコンバータ
８…ＴＧ（タイミング発生）回路
９…ＳＳＧ（同期信号発生）回路
１０…ライトコントロール回路
１２Ａ…リードコントロール回路
１３Ａ…補正量ＲＯＭ
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッター
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…ポロプリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
１０１…歪みのない状態の画面
１０２…光学歪みを持った画面
１１２…対物レンズ
１１３…鏡枠
１１４…カバーガラス
１６０…撮像ユニット
１６２…撮像素子チップ
１６６…端子
３００…パソコン
３０１…キーボード
３０２…モニター
３０３…撮影光学系
３０４…撮影光路
３０５…画像
４００…携帯電話
４０１…マイク部
４０２…スピーカ部
４０３…入力ダイアル
４０４…モニター
４０５…撮影光学系
４０６…アンテナ
４０７…撮影光路

Claims

物体側から順に、両凹負レンズ若しくは両凹負レンズと像側に凹面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズからなり負の屈折力を有する第１レンズ群と、両凸正レンズからなり正の屈折力を有する第２レンズ群と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり負の屈折力を有する第３レンズ群と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなり正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群は固定であり、第２レンズ群と第３レンズ群とは両群間の間隔を広げながら何れも物体側へ移動し、第４レンズ群は固定の変倍光学系であって、
前記第２レンズ群は１枚の均質正レンズからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
１．１８≦｜ｆ₁｜／ｆ_w＜５・・・（２）’
０．３＜｜ｆ₂｜／ｆ_w＜１．３・・・（６）
ただし、ｆ₁：前記第１レンズ群の負レンズの焦点距離、
ｆ₂：前記第２レンズ群の正レンズの焦点距離、
ｆ_w：広角端における全系の焦点距離、
である。
前記第１レンズ群は、物体側の面に非球面を有する負レンズを含むことを特徴とする請求項１記載の変倍光学系。
前記第１レンズ群は、像側の面に非球面を有する負レンズを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の変倍光学系。
前記第１レンズ群は、樹脂材料で製作された負レンズを含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の変倍光学系。
前記第１レンズ群は、以下の条件式を満たす材料により製作された負レンズを含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の変倍光学系。
４０＜ν_d1＜１００・・・（１）
ただし、ν_d1：前記第１レンズ群の負レンズのアッベ数、
である。
前記第１レンズ群が、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の変倍光学系。
−１０＜ＳＦ_G1＜１・・・（３）
ただし、ＳＦ_G1＝（ｒ_G11＋ｒ_G12）／（ｒ_G11−ｒ_G12）、
であり、
ｒ_G11：前記第１レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
ｒ_G12：前記第１レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
である。
前記第２レンズ群の正レンズが、物体側に非球面を有することを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載の変倍光学系。
前記第２レンズ群の正レンズが、像側に非球面を有することを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の変倍光学系。
前記第２レンズ群の正レンズが、樹脂材料で製作されたことを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の変倍光学系。
前記第２レンズ群が以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載の変倍光学系。
−５＜ＳＦ_G2＜１・・・（４）
ただし、ＳＦ_G2＝（ｒ_G21＋ｒ_G22）／（ｒ_G21−ｒ_G22）、
であり、
ｒ_G21：前記第２レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ_G22：前記第２レンズ群の正レンズの像側の面の曲率半径、
である。
前記第２レンズ群の正レンズが、以下の条件式を満たす材料により製作されたことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項記載の変倍光学系。
４０＜ν_d2＜１００・・・（５）
ただし、ν_d2：前記第２レンズ群の正レンズのアッベ数、
である。
前記第３レンズ群が、樹脂材料で製作された負レンズからなることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項記載の変倍光学系。
前記第３レンズ群が、以下の条件式を満たす負レンズからなることを特徴とする請求項１から１２の何れか１項記載の変倍光学系。
−１＜ＳＦ_G3＜１０・・・（７）
ただし、ＳＦ_G3＝（ｒ_G31＋ｒ_G32）／（ｒ_G31−ｒ_G32）、
であり、
ｒ_G31：前記第３レンズ群の負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ_G32：前記第３レンズ群の負レンズの像側の面の曲率半径、
である。
前記第１レンズ群が両凹負レンズからなり、前記第３レンズ群が、以下の条件式を満たす材料により製作された負レンズからなることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項記載の変倍光学系。
０＜ν_d3＜４０・・・（８）
ただし、ν_d3：前記第３レンズ群の負レンズのアッベ数、
である。
前記第４レンズ群が、樹脂材料で製作された正レンズからなることを特徴とする請求項１から１４の何れか１項記載の変倍光学系。
前記第４レンズ群が、以下の条件式を満たす正レンズからなることを特徴とする請求項１から１５の何れか１項記載の変倍光学系。
−１＜ＳＦ_G4＜１０・・・（９）
ただし、ＳＦ_G4＝（ｒ_G41＋ｒ_G42）／（ｒ_G41−ｒ_G42）、
であり、
ｒ_G41：前記第４レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ_G42：前記第４レンズ群の正レンズの像側の面の曲率半径、
である。
前記第４レンズ群が、以下の条件式を満たす材料により製作された正レンズからなることを特徴とする請求項１から１６の何れか１項記載の変倍光学系。
４０＜ν_d4＜１００・・・（１０）
ただし、ν_d4：前記第４レンズ群の正レンズのアッベ数、
である。
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から１７の何れか１項記載の変倍光学系。
−３０＜ＤＴ_min＜２０・・・（１１）
ただし、ＤＴ_min：最小歪曲収差量［％］、
である。
請求項１から１８の何れか１項記載の変倍光学系と、その像側に配された電子撮像素子とを含み、
前記変倍光学系で発生する歪曲収差を電気的に補正するようにしたことを特徴とする電子機器。
請求項１から１８の何れか１項記載の変倍光学系と、その像側に配された電子撮像素子とを含み、
前記変倍光学系で発生する倍率色収差を電気的に補正するようにしたことを特徴とする電子機器。
前記変倍光学系を構成する少なくとも１つの光学素子の光学材料として有機成分と無機成分とが混合複合化された有機無機複合材料を用いることを特徴とする請求項１から１８の何れか１項記載の変倍光学系。
前記有機無機複合体はジルコニアのナノ粒子を含むことを特徴とする請求項２１記載の変倍光学系。
前記有機無機複合体はジルコニアとアルミナのナノ粒子を含むことを特徴とする請求項２１記載の変倍光学系。
前記有機無機複合体はニオブ酸化物のナノ粒子を含むことを特徴とする請求項２１記載の変倍光学系。
前記有機無機複合体はジルコニウムアルコキシドの加水分解物とアルミナのナノ粒子を含むことを特徴とする請求項２１記載の変倍光学系。
請求項１から１８、２１から２５の何れか１項記載の変倍光学系と、その像側に配された電子撮像素子とを有することを特徴とする電子機器。