JP5298080B2

JP5298080B2 - 変倍光学系

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Publication number: JP5298080B2
Application number: JP2010155681A
Authority: JP
Inventors: 圭一久芳; 寛之南方
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2013-09-25
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Also published as: JP2010231238A

Description

本発明は、小型な変倍光学系で、特にデジタルカメラ、携帯端末、携帯電話
等に用いられる小型な変倍光学系に関するものである。

ＣＣＤ等の電子撮像素子を用いた小型カメラ、携帯端末、携帯電話等に用い
られる変倍光学系は、小型化、特に薄型化への要求が強い。このような小型な変
倍光学系の従来例として下記文献に記載された光学系が知られている。
特願平１０-３３３０３４号

しかし、前記従来例（特許文献１）は、主として第２群に屈折率分布レンズ
を用いた負正負正の四つのレンズ群にて構成された光学系である。

また、この従来例の光学系は、十分小型化されたとはいえない。また、この
従来例の文献には、小型のための手段やそのための条件の開示もなされていない
。

本発明は、デジタルカメラ、携帯端末、携帯電話等に用い得るように十分小
型な変倍光学系を提供するものである。

本発明の変倍光学系は、物体側から順に、実質的に、負の単レンズであって、空気接触光学面が２面である負のレンズ成分と正の単レンズ又は正の接合レンズであって、空気接触光学面が２面である正のレンズ成分からなるか、若しくは負レンズと正レンズの接合レンズからなり、
負のレンズ成分が両凹の負レンズを含み、正のレンズ成分が物体側に凸面を向けた正レンズを含み、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔を狭めながら物体側へ移動し、前記第３レンズ群は、前記第２レンズ群との間隔を広げながら物体側へ移動するか、前記第２レンズ群との間隔を広げながら物体側に移動した後に像側に移動すると共に、前記第４レンズ群は、固定であり、前記第２レンズ群の前側主点位置は、前記第２レンズ群よりも物体側に位置し、前記第４レンズ群は、次の条件（１５）を満足する。
（１５）０．４≦ｆ４／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦２
ただし、ｆ４は、前記第４レンズ群の焦点距離、ｆＷは、広角端における全系の焦点距離、ｆＴは、望遠端における全系の焦点距離、である。
また、本発明の変倍光学系は、物体側から順に、実質的に、負の単レンズであって、空気接触光学面が２面である負のレンズ成分と正の単レンズ又は正の接合レンズであって、空気接触光学面が２面である正のレンズ成分からなるか、若しくは負レンズと正レンズの接合レンズからなり、
前記第３レンズ群は、物体側の面が物体側に凹形状で、像側の面が像側に凹形状であり、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔を狭めながら物体側へ移動し、前記第３レンズ群は、前記第２レンズ群との間隔を広げながら物体側へ移動するか、前記第２レンズ群との間隔を広げながら物体側に移動した後に像側に移動すると共に、前記第４レンズ群は、固定であり、前記第４レンズ群は、次の条件（１５）を満足する。
（１５）０．４≦ｆ４／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦２
ただし、ｆ４は、前記第４レンズ群の焦点距離、ｆＷは、広角端における全系の焦点距離、ｆＴは、望遠端における全系の焦点距離である。
この条件（１５）の上限の２を超えると、最も像側のレンズ群（第４レンズ群）のパワーが弱くなりすぎるため、光学系の全長が長くなる。また、この最も像側のレンズ群にてコマ収差の発生が大になる。更に、広角端における全系の焦点距離とバックフォーカスの確保が困難になる。
更に、本発明の光学系において、第４レンズ群が前記条件（１５）を満足すれば、光学性能を保ったまま、小型化が可能になる。この条件（１５）の下限を超えると、最終レンズ群（第４レンズ群）のパワーが強すぎるため諸収差の補正が困難になる。最も像側のレンズ群にて発生する収差を抑制するためには、このレンズ群のレンズ枚数を大にせざるを得ず、光学系の全長が長くなる。また望遠端における射出瞳の位置が像位置に近くなり、良好な像側テレセントリック性を確保し得ない。
この条件（１５）の代わりに、次の条件（１５−１）を満足すればより好ましい。
（１５−１）０．５≦ｆ４／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦１．８
更に、条件（１５）、（１５−１）の代わりに下記条件（１５−２）を満足すれば良好な光学性能を保ったまま、光学系を小型化し得る一層望ましい。
（１５−２）０．８≦ｆ４／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦１．２

この本発明の光学系は、第１レンズ群が負の屈折力を有するために、この第
１レンズ群の像点（第２レンズ群の物点）は、第２レンズ群よりかなり物体側に
位置する。光学系の全長を短くするためには、第２レンズ群と第３レンズ群の合
成焦点距離、第１レンズ群と第２レンズ群との主点間隔等を小さくする必要があ
る。

一方、高い変倍比を確保するためには、変倍の際の第２レンズ群と第３レン
ズ群の移動範囲を確保する必要がある。そのためには、第１レンズ群と第２レン
ズ群との間隔をある程度確保する（大にする）必要がある。

したがって、光学系の全長を短くすることと、変倍のための間隔を確保する
こととを両立させることが困難になる。

しかし、第２レンズ群の前側主点位置を、第２レンズ群より第１レンズ群側
に位置させるようにすれば、第１レンズ群と第２レンズ群との主点間隔を小さく
することが可能になる。また、第２レンズ群の倍率を大きくすることができ、変
倍の際の第２レンズ群の移動量を小さくできる。その結果、光学系の全長を短縮
すること、変倍用の間隔を確保すること、高変倍比を確保すること、とを同時に
達成できる。

この場合、第２レンズ群の最終面を像側に向けて凹の面とすることが望まし
い。この第２レンズ群の最終面が、像側に向けて凹の面であれば、第２レンズ群
の主点位置が第１レンズ群側に移動し、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔
を短縮することができる。これにより光学系全長を短縮することができ、また第
２レンズ群の倍率を大きくすることができるので、第２レンズ群の移動量を小さ
くできる。

また、本発明の他の構成の変倍光学系は、第１レンズ群の前側主点位置が第
１レンズ群より物体側に位置する（第１レンズ群の最も物体側の面より物体側に
位置する）ことを特徴とする。

即ち、物体側より順に、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群と負の第３レ
ンズ群と正の第４レンズ群とを少なくとも含んでいて、広角端から望遠端にかけ
て変倍を行なう際に、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群が光軸に沿って移
動する光学系であって、第１レンズ群の前側主点位置が第１レンズ群よりも物体
側に位置する変倍光学系である。

上記本発明の光学系は、第１レンズ群を負の屈折力にすることによって入射
瞳位置が物体側になり、光学系の有効径を小さくすることができる。また、広角
端から望遠端へ変倍を行なう際に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を狭めな
がら、一方第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を広げながら第２レンズ群と第３
レンズ群と物体側へ移動することによって長焦点距離化できる。また、広角端か
望遠端への変倍に際して、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群を光軸に沿っ
て移動することにより、変倍と変倍に伴う像面位置の変化を補正することとの両
者を行なうようにしている。また、第２レンズ群と第３レンズ群とを光軸に沿っ
て移動させ、その他のレンズ群は固定することにより、変倍と合焦の両方を行な
うこともできる。

また、第１レンズ群を負の屈折力を持つレンズ群にすることにより、レトロ
フォーカス光学系となり、広角端で負の歪曲収差が発生しやすい。これは、歪曲
収差を電気的に補正する場合、広画角化や高変倍比化しやすく好ましい。また、
レトロフォーカスタイプの光学系は、焦点距離が最も短い広角端でもバックフォ
ーカスを十分長くでき、像側テレセントリック性の確保が容易である。また、最
終群を正のレンズ群にすれば、像側テレセントリック性の確保が一層容易になり
好ましい。

この場合、レンズの有効径やレンズ全長を短縮するためには、第１レンズ群
の物体側には負のパワーを配置することが好ましい。また、倍率の色収差等の収
差を補正するためには、第１レンズ群の物体側の負のパワーの像側に正のパワー
を配置することが好ましい。そしてこの第１レンズ群の物体側の負のパワーを強
くすることによって、第１レンズ群の前側主点位置を第１レンズ群の物体側の面
より物体側に位置するようにすれば、レンズ有効径やレンズ系の全長を十分小に
することができ、光学系の小型化が可能になる。

また、本発明の変倍光学系は、物体側から順に、負の第１レンズ群と正の第
２レンズ群と負の第３レンズ群と正の第４レンズ群とを少なくとも含む構成であ
って、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも第２レンズ群と第３レン
ズ群とを光軸に沿って移動させる光学系であって、第１レンズ群を負のレンズ成
分と正のレンズ成分とにて構成し、下記条件（１）、（２）を満足するようにし
たことを特徴とするものである。
（１） −１．５≦ｆＮ／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．２
（２）０．４≦ｆＰ／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦８
ただし、ｆＮ，ｆＰは夫々第１レンズ群の負のレンズ成分及び正のレンズ成
分の焦点距離、ｆＴ，ｆＷは夫々望遠端及び広角端における全系の焦点距離であ
る。

本発明の光学系は、最も物体側の第１レンズ群を通る光束の位置が変倍によ
り大きく変化する。そのため、最も物体側の第１レンズ群で発生する倍率の色収
差等は、変倍により大きく変化する。

本発明の光学系は、最も物体側の第１レンズ群を正のパワーと負のパワーを
含む構成にし、倍率の色収差等の軸外収差の補正と変倍による倍率の色収差の変
動を抑えるようにした。また、正のパワーによって、下側光線のコマ収差の補正
を可能にした。

この場合、レンズの有効径を小にし、レンズ全長を短くするためには、第１
レンズ群の物体側に負のパワーを配置して倍率の色収差等を補正するためにこの
負のパワーの像側に正のパワーを配置することが好ましい。そして、前記条件（
１）を満足するように第１レンズ群の物体側の負のパワーを強くした。これによ
って、第１レンズ群の有効径を十分小にすることができる。この条件（１）の上
限を超えると負パワーが強すぎ、第１群での発生収差が大きく補正が困難となる
。下限を超えると、レンズ径を小さくする効果が少なくなる。

また、条件（２）を満足するように、第１レンズ群の正のパワーを十分強く
することによって、第１レンズ群の倍率の色収差等の収差を良好に補正するよう
にした。この条件（２）の上限を超えると倍率色収差等の補正効果が小さくなる
。下限を超えると、レンズ径を小さくする効果が小さくなる。

また、光学系の歪曲収差を補正せずに、歪曲収差を電気的に補正する場合、
前記条件（１）、（２）を満足することにより、広角端で負の歪曲収差を発生さ
せて広画角化、広変倍比化を行ない得る。

前記条件（１）、（２）に代えて、下記条件（１−１）、（２−１）を満足
するようにすれば、光学性能を良好に保ったまま、より小型になし得るので好ま
しい。
（１−１） −１≦ｆＮ／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．３
（２−１）０．６≦ｆＰ／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦６

また、前記各条件の代わりに下記条件（１−２）、（２−２）を満足すれば
光学性能を良好に保ったままより小型化し得るので更に好ましい。
（１−２） −０．８≦ｆＮ／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．４５
（２−２）０．８≦ｆＰ／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦４．５

更に、第１レンズ群が両凹レンズと物体側に凸面を向けた正レンズを含む構
成であれば収差補正上一層好ましい。

また、本発明の他の構成は、物体側より順に、負の第１レンズ群と正の第２
レンズ群と負の第３レンズ群と正の第４レンズ群とを少なくとも含んでいて、広
角端から望遠端への変倍の際に、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群とが光
軸に沿って移動する光学系であり、第１レンズ群が両面凹面形状の負レンズを含
んでいることを特徴とする。

本発明の変倍光学系において、第１レンズ群を前述のような負のパワーと正
のパワーにて構成する時に、少ないレンズ枚数にて前記のような効果を得るよう
にするためには、第１レンズ群中に両面が凹の負レンズ成分を含むことが好まし
い。これにより第１レンズ群のレンズ枚数を少なくできるために光学系の小型化
が容易である。

即ち、本発明の変倍光学系が物体側より順に、負の第１レンズ群と、正の第
２レンズ群と、負の第３レンズ群と、正の第４レンズ群とを少なくとも含んでい
て、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ
群が光軸に沿って移動する光学系であって、第１レンズ群が両凹形状の負のレン
ズ成分を含むことが好ましい。

このように、第１レンズ群が両凹の負のレンズ成分を含むことにより、光学
性能を良好に保った上での光学系の小型化が容易になる。

以上の本発明の各構成の変倍光学系において、広角端から望遠端への変倍の
際に、第１レンズ群を固定にすることが好ましい。

第１レンズ群は、有効径が大であり重量も大である。このような第１レンズ
群を変倍の際に光軸に沿って移動させることは、アクチュエータの負担になり、
メカ機構も複雑になる。また第１レンズ群が固定であれば、沈胴式のようなメカ
機構が必要ないので撮影装置を小型化し得る。また、メカ機構が単純になり、撮
像装置の耐久性が増すため好ましい。更に撮像装置を防水にする場合も容易に行
ない得る。このような理由により、第１レンズ群を固定させたまま、変倍や合焦
を行なうことが好ましい。

また、負、正、負、正の変倍光学系において、第１レンズ群を可動にした場
合、変倍の際にこの第１レンズ群が、像側に移動した後に物体側に戻る構成にな
る。第１レンズ群が変倍の際に固定であれば、広角端で、バックフォーカスを確
保できる。また、望遠端で、最も物体側の第１レンズ群にて合焦を行なった場合
、レンズ群の移動量が大になり、そのため光学系が大型化する。

前記の本発明の変倍光学系は、最も物体側の面（光学系の第１面）の曲率半
径ｒ１を下記条件（３）を満足するようにすることが望ましい。
（３） −７０≦ｒ１（ｍｍ）

条件（３）を満足すれば、第１面が強いパワーを有することになり、この第
１面の強いパワーにより入射瞳位置がより物体側になり、光学系を小型化し得る
。

また、条件（３）の代わりに下記条件（３−１）を満足すれば、光学系をよ
り小型化し得るため好ましい。
（３−１） −３０≦ｒ１（ｍｍ）

また、条件（３）、（３−１）の代わりに下記条件（３−２）を満足すれば
光学系を一層小型化し得る。
（３−２） −１５≦ｒ１（ｍｍ）

また、本発明の変倍光学系は、第２レンズ群を、物体側より順に正のレンズ
成分と負のレンズ成分にて構成することがより望ましい。

つまり、本発明の光学系は、物体側より順に、負の第１レンズ群と正の第２
レンズ群と負の第３レンズ群と正の第４レンズ群とを少なくとも含んでいて、広
角端から望遠端への変倍に際して少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群とを光
軸に沿って移動させるもので、第２レンズ群が物体側より順に、正のレンズ成分
と負のレンズ成分を含む構成である。

本発明の変倍光学系において、正の第２レンズ群は、負の第１レンズ群にて
発散した光束を収束させるものである。そのために、第２レンズ群の物体側のレ
ンズ成分は、正のレンズ成分であることが好ましい。また、この第２レンズ群を
前述のように物体側より正、負の順に構成することにより、主点位置が第１レン
ズ群側に移動する。これにより、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔を短縮
でき、光学系の全長を短くできる。また、第２レンズ群の倍率を大きくでき、変
倍の際の第２レンズ群の移動量を小さくできる。また、第２レンズ群が同じ焦点
距離である場合、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔が広がるため、変倍の
際に第１レンズ群と第２レンズ群の間隔確保が制約の要件にならなくなる。
第２レンズ群が正と負を含むために、変倍の際の色収差等の諸収差の変動を抑え
ることができる。

この場合、第２レンズ群の物体側のレンズ成分が正のパワーであり、それよ
りも像側のレンズ成分が負のパワーであれば、少ないレンズ枚数にて、前記の色
収差等の諸収差の変動を抑えることが容易になる。

これに対し、前記特許文献１の実施例８の第２群の３枚のレンズを正＋（正
＋負）に分けても、正＋（正＋負）＝正＋正となり、前記のような効果は得られ
ない。

また、本発明の光学系において第２レンズ群が少なくとも２枚の正レンズと
１枚の負レンズを含むようにすることが好ましい。

前記のように、第２レンズ群は、負のパワーの第１レンズ群にて発散した光
束を収束する必要がある。第２レンズ群が良好な性能を保ったまま光束を十分に
収束するためには、少なくとも２枚の正レンズを含むことが好ましい。また、レ
ンズ系を小型にするためには、各レンズ群のパワーを増す必要がある。第２レン
ズ群の正のパワーを強くすると変倍に伴う第２レンズ群の横倍率や収差の変化が
大になる。そのため、第２レンズ群にて発生する収差を補正し、変倍に伴う収差
変動を抑制するためには、第２レンズ群が正レンズ２枚含むことが好ましい。

この場合、第２レンズ群中の最も物体側の正レンズが、このレンズ群中で最
も強い正のパワーを持つようにすれば、光束を十分に収束し、光学系を小型化し
得るので好ましい。この時、第２レンズ群を物体側より順に正レンズ、正レンズ
、負レンズの順にするのが好ましい。

更に、この第２レンズ群を物体側より順に、正レンズ、正レンズと負レンズ
との接合レンズにて構成すれば一層好ましい。接合レンズの色収差を補正できる
し、接合レンズにすることで、接合レンズを構成するレンズの偏心誤差や間隔誤
差がききにくくなり、またメカ構造が簡単になり好ましい。この場合、正レンズ
と負レンズの接合レンズを負の屈折力を持つようにすることにより、主点位置が
第１レンズ群側に移動する。これにより、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間
隔を短縮でき、光学系の全長を短くできる。また、第２レンズ群の倍率を大きく
でき、変倍の際の第２レンズ群の移動量を小さくできる。また、第２レンズ群が
同じ焦点距離である場合、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔が広がるため
、変倍の際に第１レンズ群と第２レンズ群の間隔確保が制約の要件にならなくな
る。

また、この接合レンズを物体側から順に、両凸レンズと両凹レンズを接合し
た像側に凹面を向けたメニスカス形状にすれば、第２レンズ群の主点位置が第１
レンズ群側に移動する。これにより、第１レンズ群と第２レンズ群との主点間隔
を短縮させることができ、光学系の全長を短くし得る。また、第２レンズ群の倍
率を大きくし得るので、変倍に伴う第２レンズ群の移動量を少なくし得る。また
、接合レンズの負のパワーを強くし得るため、第２レンズ群にて発生する色収差
を良好に補正でき、変倍に伴う色収差の変動を抑えることができる。

また、本発明の光学系において、第２レンズ群は、第１レンズ群にて発生す
る収差を打ち消す方向の収差を発生させている。例えば、広角端では第１レンズ
群にて外コマが発生しがちであるが、第２レンズ群の最終面（接合レンズの像側
の面）を像側に凹面を向けた形状にすることにより、内コマを発生させて、光学
系全体のコマ収差を補正できる。この第２レンズ群の最終面の凹面は、高次の収
差を発生しやすい。そのため、この面を非球面にすることが好ましい。その場合
、非球面形状としては、光軸から離れるにつれて近軸パワーが強くなる非球面作
用を持つことが好ましい。

また、本発明の光学系おいて、第２レンズ群を正、正、負の構成にした時、
次の条件（４）、（５）、（６）を満足することが好ましい。

（４）０．４≦ｆ２１／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦３
（５）１≦ｆ２２／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦３
（６） −５≦ｆ２３／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．１
ただし、ｆ２１は第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離、ｆ２２
は第２レンズ群の２番目の正レンズの焦点距離、ｆ２３は第２レンズ群の第３番
目のレンズである負レンズの焦点距離である。

本発明の光学系おいて、第２レンズ群は、負のパワーの第１レンズ群により
発散した光束を収束するためのものである。良好な光学性能を確保しながら光束
を十分に収束するためには、前記の構成の第２レンズ群が上記条件（４）、（５
）、（６）を満足することが好ましい。

条件（４）において、上限の３を超えると負のパワーの第１レンズ群にて発
散した光束を十分に収束させることができない。そのため第２レンズ群の有効径
が大になる。また下限の０．４を超えると、第２レンズ群の物体側の正レンズの
パワーが強くなりすぎて収差補正が困難になる。

同様に条件（５）において、上限の３を超えると、負のパワーの第１レンズ
群にて発散した光束を十分に収束させることができない。そのため第２レンズ群
の有効径が大になる。また条件（５）の下限の１を超えると、第２レンズ群の２
番目の正レンズのパワーが強くなりすぎて、収差補正が困難になる。

更に、条件（６）の上限の−０．１を超えると、第２レンズ群の３番目のレ
ンズである負レンズのパワーが強くなりすぎて、収差補正が困難になる。条件（
６）の下限の−５を超えると、色収差の補正が不十分になり、また、第２レンズ
群の主点位置を第１レンズ群側に出す効果が小さくなる。

また、条件（４）、（５）、（６）の代わりに次の条件（４−１）、（５−
１）、（６−１）を満足すれば、光学性能を良好に保ったまま光学系の小型化が
可能になりより好ましい。
（４−１）０．５≦ｆ２１／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦２
（５−１）０．２≦ｆ２２／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦２
（６−１） −１≦ｆ２３／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．２

更に、前記条件の代わりに次の条件（４−２）、（５−２）、（６−２）を
満足すれば光学性能を良好に保ったまま更に小型化し得るので一層好ましい。
（４−２）０．６≦ｆ２１／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦１．３
（５−２）０．３≦ｆ２２／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦１
（６−２） −０．７≦ｆ２３／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．３

また、本発明の変倍光学系において、第２レンズ群を物体側より順に、正レ
ンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズにて構成し、下記条件（７）を満足
することが望ましい。
（７） −２≦（ｆＴ×ｆＷ）^1/2／ｆ２ＣＥ≦２
ただし、ｆ２ＣＥは第２レンズ群の接合レンズの焦点距離である。

この条件（７）の上限の２を超えると、色収差の補正が不十分になる。また
、条件（７）の下限の−２を超えると、接合レンズの負レンズのパワーが強くな
りすぎて、負レンズにて発生する収差が大になる。

また、条件（７）の代わりに下記条件（７−１）を満足すればより好ましい
。
（７−１） −１≦（ｆＴ×ｆＷ）^1/2／ｆ２ＣＥ≦１

更に、上記条件の代わりに次の条件（７−２）を満足すれば一層望ましい。
（７−２） −０．７≦（ｆＴ×ｆＷ）^1/2／ｆ２ＣＥ≦０．７

また、本発明の光学系は、第２レンズ群中に硝材のアッベ数の差Δνが下記条件
（Ａ）を満足するレンズを含むことが望ましい。
（Ａ） Δν≧２０

本発明の光学系は、第２レンズ群が広角端から望遠端に変倍する際に光軸に
沿って移動する。この第２レンズ群が条件（８）を満足する硝材のレンズを含む
ことにより、変倍に伴う第２レンズ群の色収差等の諸収差の変動を抑えることが
できる。

また、前記条件（Ａ）の代わりに、次の条件（Ａ−１）を満足すれば色収差
の補正効果が増大しより望ましい。
（Ａ−１） Δν≧２６

また、第２レンズ群が、正、負の順に続けて含む構成である場合、次の条件
（Ａ−２）を満足すれば更に望ましい。
（Ａ−２） Δν≧１０

また、前記条件（Ａ−２）の代わりに、下記条件（Ａ−３）を満足すること
が好ましい。
（Ａ−３） Δν≧１７

また、本発明の変倍光学系の他の構成は、物体側から順に、負の第１レンズ
群と正の第２レンズ群と負の第３レンズ群と正の第４レンズ群を少なくとも含む
もので、広角端から望遠端への変倍の際に、少なくとも第２レンズ群と第３レン
ズ群が光軸に沿って移動する光学系で、第３レンズ群の像側主点位置が第３レン
ズ群の最終面（最も像側の面）より物体側にあることを特徴とする。

本発明の変倍光学系は、変倍の際に第２レンズ群と第３レンズ群とが光軸に
沿って移動する。このような光学系において、第３レンズ群の像側主点位置を第
３レンズ群の最終面より物体側に位置するようにすれば、第２レンズ群と第３レ
ンズ群の合成光学系の主点間隔を狭くすることができる。このことは、光学系の
小型化にとって好ましい。

また、本発明の変倍光学系の他の構成は、物体側から順に、負の第１レンズ
群と正の第２レンズ群と負の第３レンズ群と正の第４レンズ群を少なくとも含ん
でいて、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも第２レンズ群と第３レ
ンズ群とえ夫々光軸に沿って移動させるもので、第３レンズ群が両凹レンズより
なることを特徴とする。

本発明の変倍光学系において、第３レンズ群は、正のパワーを有する第２レ
ンズ群にて発生する収差を打ち消すような構成にすることが好ましい。例えば広
角端においては、第２レンズ群にて外コマが発生しがちである。この収差を打ち
消すためには、第３レンズ群の最終面を像側に凹形状の凹面にすることにより内
コマを発生させることが望ましい。これにより光学系全系のコマ収差を良好に補
正することが可能になる。つまり、第３レンズ群は、その像側の面を像側に凹面
を向けた面にすることが好ましい。また、第２レンズ群にて発生するコマ収差、
非点収差を補正するためには、第３レンズ群の物体側の面は、物体側に凹面を向
けることが好ましい。以上のことから、少ない枚数のレンズにて構成し、強い負
のパワーにして光学系を小型化するためには、第３レンズ群を物体側に凹面を向
け、両凹形状の負レンズにすることが望ましい。また、両凹形状の負レンズは、
主点間隔が小さくなるため、光学系の小型化の上で好ましい。

また、本発明の他の変倍光学系は、物体側から順に、負の第１レンズ群と正
の第２レンズ群と負の第３レンズ群と正の第４レンズ群を少なくとも含んでおり
、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群
が夫々光軸に沿って移動するもので、下記条件（８）を満足することを特徴とし
ている。
（８） −５≦ｆ３／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．４
ただし、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。

本発明の光学系は、第１レンズ群が負の屈折力を有するため、第１レンズ群
の像点（第２レンズ群の物点）は、第２レンズ群からかなり物体側に離れた位置
に形成される。そのため、光学系の全長を短くするためには、第２レンズ群と第
３レンズ群の合成の焦点距離、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔等を小さ
くする必要がある。

一方、高い変倍比を確保するためには、変倍に伴う第２レンズ群と第３レン
ズ群の移動範囲を確保する必要がある。そのためには、第１レンズ群と第２レン
ズ群の間隔をある程度確保する必要がある。その結果、光学系の全長を短縮する
（第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離を小にする）ことと、変倍のため
の間隔を確保することとの両立が困難である。しかし、変倍のために移動する光
学系（第２レンズ群と第３レンズ群の合成の光学系）を、正、負のテレフォトタ
イプの光学系にすれば、第２レンズ群と第３レンズ群の合成光学系の前側主点位
置が第２レンズ群よりも第１レンズ側に位置する。これにより、第１レンズ群と
第２、第３レンズ群の合成光学系の主点間隔を小さくできる。また第２レンズ群
と第３レンズ群の合成焦点距離も小さくできる。また、第２レンズ群の倍率を大
きくできるので、変倍の際の第２レンズ群の移動量を小さくできる。その結果、
光学系全長の短縮と変倍のための間隔の確保と、高い変倍比の確保とを同時に行
なうことができる。

このように、第２レンズ群と第３レンズ群との合成焦点距離を小さくするた
めには、第３レンズ群の焦点距離が前記条件（８）を満足することが望ましい。

この条件（８）において、下限の−５を超えると第３レンズ群の負のパワー
が弱すぎるため、前記の効果を得ることが困難になる。また、条件（８）におい
て、上限の−０．４を超えると第３レンズ群の負のパワーが強くなりすぎて、他
の各レンズ群のパワーが強くなるため光学系の収差補正が困難になる。また、バ
ックフォーカスを長くできない。

この条件（８）の代わりに次の条件（８−１）を満足すれば光学性能を良好
に保ったまま光学系の一層の小型化が可能になり好ましい。
（８−１） −３≦ｆ３／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．６

更に条件（８）、（８−１）の代わりに次の条件（８−２）を満足すれば、
光学性能を良好に保ったまま更に小型化し得るため一層好ましい。
（８−２） −２．５≦ｆ３／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．８

また、本願の光学系の他の構成は、物体側より順に、負の第１レンズ群と正
の第２レンズ群と負の第３レンズ群と正の第４レンズ群とを少なくとも含んでい
て、広角端から望遠端への変倍の際に、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群
が光軸に沿って移動するもので、次の条件（９）を満足することを特徴とする。
（９） −９≦β３Ｓ／β２Ｓ≦−０．５
ただし、β２Ｓはスタンダードの全系の焦点距離ｆＳ［ｆＳ＝（ｆＴ×ｆＷ
）^1/2］の時の第２レンズ群の倍率、β３Ｓは全系の焦点距離ｆＳの時の第３レ
ンズ群の倍率である。

この条件（９）を満足することにより、第３レンズ群により合焦を行なう時
に合焦量（第３レンズ群の移動量）を小さくできる。

条件（９）において上限の−０．５を超えると、第３レンズ群の倍率が小に
なり、第３レンズ群の移動量が大になる。そのため、望遠端において、第３レン
ズ群と第４レンズ群の間隔を確保するのが設計上の制約条件となる。また、下限
の−９を超えると、第２レンズ群の倍率が小になり第２レンズ群の移動量が大に
なるため、光学系の全長を短縮することが困難になる。

上記条件（９）の代わりに次の条件（９−１）を満足するようにすれば光学
性能を良好に保ったまま小型化が可能でありより好ましい。
（９−１） −７≦β３Ｓ／β２Ｓ≦−１

更に、次の条件（９−２）を満足すれば一層好ましい。
（９−２） −５≦β３Ｓ／β２Ｓ≦−１．８

また、本発明の前記の各構成の変倍光学系は、第３レンズ群により合焦を行
なうことが好ましい。

本発明の変倍光学系は、物点位置が無遠から近点に近づく特に、正のパワー
の第２レンズ群を移動させて合焦を行なうと、この正のパワーの第２レンズ群を
物体側に移動させる必要がある。これは、広角端から望遠端への変倍の際に第２
レンズ群を光軸に沿って移動させる方向と同じである。そのため、第２レンズ群
にて近点へのフォーカシングを行なうことは、第２レンズ群の移動範囲が広くな
り、光学系の全長の短縮が困難になる。またレンズ群を移動させるためのアクチ
ュエータの負担も大になる。

また、第２レンズ群は、負のパワーの第１レンズ群で発散した光を収束する
必要がある。そのため良好な性能を確保したまま、光束を十分に収束するために
は、複数枚のレンズにて構成することが望ましい。その結果、第２レンズ群は重
量が大になる。このような重量の大きな第２レンズ群による高速な合焦は、困難
である。

一方、負のパワーの第３レンズ群にて合焦する場合、この第３レンズ群を光
軸に沿って像面側に移動すればよい。そのため、負のパワーの第３レンズ群にて
合焦すれば、移動範囲を広げずにすむ。その結果、レンズ群の移動範囲確保が、
設計上の制約条件にならない。また、レンズ群を移動させるためのメカ機構も単
純になる。また、第３レンズ群の有効径は、あまり大きくならないため、合焦ス
ピードが増大する。

また、負正負正の構成の光学系は、十分小型化した場合、変倍の際の第３レ
ンズ群の横倍率β３は｜β３｜＝１になる位置を含まない。そのため、第３レン
ズ群は、正の屈折力の第２レンズ群や正の屈折力の第４レンズ群に比べて高い倍
率であり合焦のための移動量が少なくてすむ。

また、負正正正構成の光学系と比較すると、本発明のように負正負正の光学
系は、第３レンズ群にて合焦を行なう場合、第１レンズ群と第２レンズ群の主点
間隔が小になり、第２レンズ群と第３レンズ群の合成の光学系の焦点距離が小に
なる。そのため、合焦の際の第３レンズ群の移動範囲が少なくてすむ。その結果
、レンズ移動範囲の確保が設計上の制約条件にはならず、レンズ群を移動させる
ためのメカ機構も単純になる。

この場合、前述のように、第３レンズ群が１枚の負レンズのみで構成されて
いれば、重量が軽くなり、合焦の際のレンズ駆動機構の負担が少なく、合焦に要
する時間が短くてすむ。

また、本発明の光学系のように、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群と
にて変倍を行なう場合、変倍の際に光軸方向に移動するレンズ群で合焦すること
になり、レンズ群を移動するための機構が簡単になり好ましい。

本発明の光学系において前述のように第３レンズ群にて合焦を行なう場合、
レンズ有効径における第３レンズ群の体積が２５ｍｍ³以下であることが望まし
い。

このように第３レンズ群の体積が２５ｍｍ³以下であれば、アクチュエータ
の負担が小さく、高速での合焦が可能になる。

また、本発明の光学系において、第１レンズ群の少なくとも１面が非球面で
あることが望ましい。

本発明の光学系は、最も物体側の第１レンズ群における光線高が高い。その
ため、第１レンズ群に少なくとも１面非球面を含めることにより、歪曲収差や非
点収差、コマ収差等の軸外収差を効果的に補正することができる。

また、光学系をより広画角にし、高い変倍比にしたり小型化するためには、
光学系では像歪を補正せずに、電子的に像歪補正を行なうと良い。この場合、１
群が非球面を含むと像歪を効果的に発生させることができる。この時、第１レン
ズ群の最も物体側の面が非球面であれば最も効果的である。この非球面は、光軸
から離れるにしたがって、近軸パワーが弱くなる非球面作用を持つことが好まし
い。

また、第１レンズ群の最終凸面を非球面にすることが好ましい。この時の非
球面は、広軸から離れるにしたがって、近軸パワーを強める非球面作用を持つこ
とが好ましい。

更に、本発明の光学系において、第２レンズ群中に非球面を設けてもよい。

第２レンズ群は、第１レンズ群により光束径が広げられるため、入射する光
束径が大である。そのため、第２レンズ群に少なくとも１面非球面を含むように
することは、良好な収差補正を行なう上で好ましい。また、光学系を小型化する
ためには、各レンズ群のパワーを強める必要がある。第２レンズ群の正のパワー
を強くすると、変倍に伴う、第２レンズ群の横倍率や収差の変化が大になる。そ
のために第２レンズ群にて発生する収差を良好に補正して変倍に伴う収差変動を
抑えるためには、第２レンズ群が正レンズ２枚を含むように構成し、あるいは非
球面を設けることが好ましい。

この場合、第２レンズ群の最も物体側の面あるいは開口絞りに面した面を非
球面にすると、球面収差を効果的に補正し得るため望ましい。この非球面の形状
は、光軸から離れるにつれて近軸的なパワーが弱くなるような非球面作用をもつ
ことが好ましい。つまり、このような非球面形状にすれば、第２レンズ群にて発
生する正の球面収差を抑制できるため好ましい。更にこの非球面形状は、光軸か
ら離れるにつれて近軸的なパワーを強め、有効径周辺付近で近軸的なパワーが反
転するようにすることが一層望ましい。

また、第２レンズ群中の負レンズの最も像側の面を非球面にすれば、非点収
差、コマ収差等の軸外収差を効果的に補正し得る。

第２レンズ群の最終面が負レンズの像側に凹面形状の凹面である場合、高次
の収差が発生しやすい。この高次の収差は、前記凹面を非球面にすることにより
抑えることができる。この時の非球面は、光軸から離れるにつれて、近軸的なパ
ワーを強める作用を有する形状であることが好ましい。

更に、第２レンズ群の最も物体側の面とこの第２レンズ群の負レンズの像側
の面の両方に非球面を設ければ、より好ましい。この両面を非球面にすれば、非
球面による収差補正量が非常に大になり、第２レンズ群にて発生する変倍の際の
球面収差の変動や、第２レンズ群にて発生する非点収差を補正し得る。また、第
２レンズ群の正レンズと負レンズが、接合に近い形状となり、接合に伴う性能劣
化が少なく、変倍に伴う第２レンズ群と第３レンズ群の移動量が更に少なくなり
好ましい。

第２レンズ群の負レンズの像側の非球面は、第２レンズ群の最も物体側の面
の球面効果で発生する収差（球面にて発生する収差）例えば、球面収差、コマ収
差、非点収差、歪曲収差をすべて打ち消す作用を有し、両面を非球面にすること
により第２レンズ群にて発生するすべての収差を効果的に補正し得る。

また、本発明の光学系において、第４レンズ群に非球面を設けてもよい。

本発明の変倍光学系は、最も像側のレンズ群における光線高が高い。そのた
め、第４レンズ群に少なくとも１面非球面を設けることにより、歪曲収差、非点
収差、コマ収差等の軸外収差や瞳収差を効果的に補正できる。この第４レンズ群
に設ける非球面は、光軸から離れるにつれて近軸パワーをより弱める非球面作用
をもつものが好ましい。

この場合、第４レンズ群は、１枚の正レンズにて構成することが望ましい。
光学系の全長を短くするためには、第４レンズ群が主として瞳位置の制御を行な
う構成にすればよい。その場合、第４レンズ群は、あまり多くのレンズで構成す
る必要はない。この第４レンズ群を、１枚の正レンズにて構成すれば、少ないレ
ンズ枚数にて瞳位置を制御する効果が得られる。その場合、第４レンズ群は、両
凸レンズ１枚にて構成すれば、収差補正上好ましい。

また、本発明の光学系は、広角端から望遠端への変倍の際、および合焦の際
第４レンズ群を固定にすることが望ましい。

変倍の際に、最も像側のレンズ群を固定にすれば、変倍に伴う収差変動や瞳
位置の変動を抑えることが可能になる。

本発明の変倍光学系は、変倍の際に移動するレンズ群のうち、像側に移動し
た後に物体側に戻るレンズ群（Ｕターンさせるレンズ群）と、物体側へのみ移動
させるレンズ群（単調移動レンズ群）を含む時、Ｕターンさせるレンズ群の位置
を広角端と望遠端における位置に固定し、単調移動レンズ群のみを広角端と望遠
端のみに使用することも可能である。

図１３に示すように、Ｕターン群が広角端（上段）から望遠端（下段）へ像
側に移動してから物体側へ戻り、広角端の位置と望遠端とが同じ位置の場合、こ
のレンズ群は固定し、単調移動群を広角端位置から直接望遠端位置に移動する。
これによって、広角端と望遠端でも使用するようにしてもよい。

本発明の光学系において、前述のように広角端と望遠端に変倍する際、Ｕタ
ーンさせるレンズ群の位置が固定であれば、移動レンズ群の数が減少し、メカ機
構が単純になり、光学系の小型化が容易になる。また、広角端と望遠端のみでの
使用であるため、移動レンズ群を手動にて広角端と望遠端の位置の切換を行なっ
てもよい。そのため、アクチュエーターが不要である。この広角端と望遠端の切
り換えの際に、Ｕターンするレンズ群が物体側へ戻りきらないで広角端と望遠端
の位置が一致しない場合、Ｕターンするレンズ群を望遠端の位置に固定し、単調
移動レンズ群のみを移動して使用してもよい。また、広角端での使用が多少犠牲
になるか、移動群が減り、メカ機構が単純になり、光学系の小型化が可能になる
。

本発明の光学系において、歪曲収差を電子的に補正することが可能である。

歪曲収差を光学系にて良好に補正する場合、レンズ枚数が大になり、光学系
が大型化する。そのため、光学系にて十分補正しきれない歪曲収差を、電子的に
補正することによって、光学系をより小型化し得る。この場合、歪曲収差が２０
％以下であれば、歪曲収差を電子的に補正した時の画像の質を良好に保つことが
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で
ある。したがって、電子的に歪曲収差を補正すれば、光学系を広角化、高変倍比
化しやすいので好ましい。

また、本発明は、歪曲収差の最大収差量が３０％である光学系で、光学系中
に光路折り曲げ用光学系を設けたことを特徴とする。

本発明の光学系のように、負正負正のレンズ群よりなる光学系で、電子的に
歪曲収差を補正して広画角化する場合、広角端においてマイナスの歪曲収差を発
生させ、電子的に補正することがよい。この時、歪曲収差が−３０％よりも大に
なると、画像最周辺における補正倍率が大になり、歪曲収差を電子的に補正した
後の画像が粗くなる。そのため、最大歪曲収差の量が３０％以下であることが好
ましい。

また、歪曲収差を電子的に補正する時、最大補正倍率が２倍以下であること
が望ましい。

例えば、図１４に示すように歪曲収差が発生している時、電子的に歪曲収差
の補正により、図１４に示すように補正する必要がある。

歪曲収差は、像高により異なるので、補正倍率Ｂ／Ａは画像毎に異なる。補
正倍率が大きい箇所（多くの場合画像最周辺）は、画質が劣化する。また設計上
、軸上の歪曲収差はないため、補正倍率が大であると画像中心と補正倍率の高い
箇所の解像が異なり、画像内のばたつきが問題になる。補正倍率が２倍以下であ
れば、上記の問題がなくなり好ましい。

また、横軸が光学系の焦点距離、縦軸が最大歪曲収差の図において、山ある
いは谷を二つ以上持たない形状の歪曲収差であることが好ましい。

例えば、図１５に示すように、変倍に伴って最大歪曲収差量が変化する光学
系は、変倍に伴う最大歪曲収差量の変化が大であると、画像補正用データ量が増
大して、画像補正のアルゴリズムが不安定になる。そのため、補正後の画像が不
自然になりやすい。そのため、図１５に示すグラフが単調な図になることが好ま
しい。特に、図１５に示すグラフが二つ以上の山や谷を持たないことが望ましい
。更に、ある特定の焦点距離における歪曲収差が、いわゆる陣笠形状ではなく、
樽型あるいは糸巻形であることが好ましい。

以上述べた本発明の変倍光学系は、次に述べる各条件を満足する構成にする
ことが好ましい。

まず、本発明の光学系において、第１レンズ群が下記条件（１０）を満足す
ることが望ましい。
（１０） −３＜ｆ１／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2＜−０．６
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離である。

この条件（１０）において、上限の−０．６を超えると、第１レンズ群の負
のパワーが強くなりすぎて、歪曲収差特に広角端での負の歪曲収差、非点収差、
球面収差等の諸収差が大になる。下限の−３を超えると、第１レンズ群の負のパ
ワーが弱くなりすぎて、有効径が大きくなり光学系が大型化する。また、第１レ
ンズ群が可動の場合、第１レンズ群の移動量が大になり、光学系の全長が大にな
り好ましくない。

このように、上記条件（１０）を満足すると、良好な光学性能を得ることと
小型化とを両立し得る。

また、条件（１０）の代わりに下記条件（１０−１）を満足すれば良好な光
学性能を保ったままより小型化し得るのでより好ましい。
（１０−１） −２＜ｆ１／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2＜−０．８

更に、条件（１０）、（１０−１）の代わりに下記条件（１０−２）を満足
すれば良好な光学性能を保ったままより小型化し得るので一層好ましい。
（１０−２） −１．３＜ｆ１／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2＜−０．９

また、本発明の光学系において、第２レンズ群が下記条件（１１）を満足す
れば好ましい。
（１１）０．３＜ｆ２／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2＜２
ただし、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。

この条件（１１）において、上限の２を超えると、正の第２レンズ群の正の
パワーが弱くなりすぎて、第１レンズ群で発生する歪曲収差、特に広角端での負
の歪曲収差等の諸収差の補正が困難になる。また、１群で発散した光束を十分に
収束することができず光学系が大型化する。また、下限の０．３を超えると第２
レンズ群の正のパワーが強くなりすぎ、像側テレセントリック性の確保が困難に
なる。また、２群での収差の発生が大きくなる。

この条件（１１）の代わりに条件（１１−１）を満足すれば良好な光学性能
を保ったままより小型化し得るのでより好ましい。
（１１−１）０．４＜ｆ２／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2＜１．５

更に条件（１１）、（１１−１）の代わりに条件（１１−２）を満足すれば
良好な光学性能を保ったままより小型化し得るので一層好ましい。
（１１−２）０．５＜ｆ２／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2＜１

また、本発明の光学系において、次の条件（１２）を満足すれば好ましい。
（１２） −５＜ｆ１／ｆ２＜−０．５

この条件（１２）の上限の−０．５を超えれば、第１レンズ群の負のパワー
が強すぎて、歪曲収差、特に広角端での負の歪曲収差が大になる。また、第２レ
ンズ群の移動量が大になり、光学系の全長が大になり、光学系が大型化する。ま
た、下限の−５を超えると第１レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎる。そのた
め光学系の有効径が大になり、大型化する。また、望遠端での第１レンズ群と第
２レンズ群の間隔の確保や倍率の確保が困難になる。

上記の条件（１２）の代わりに次の条件（１２−１）を満足すると、光学性
能を良好に保ったままより小型にできるため好ましい。
（１２−１） −３＜ｆ１／ｆ２＜−０．８

条件（１２）、（１２−１）の代わりに条件（１２−２）を満足すれば、光
学性能を良好に保ったまま小型化を達成する上で更に好ましい。
（１２−２） −１．８＜ｆ１／ｆ２＜−１．１

また、下記条件（１３）を満足することが望ましい。
（１３）０．１＜Ｍ３／Ｍ２＜０．９
ただし、Ｍ２は第２レンズ群の移動範囲、Ｍ３は第３レンズ群の移動範囲で
ある。

本発明の光学系は、広角端から望遠端に変倍する際に、第２レンズ群と第３
レンズ群の間隔は徐々に開き、広角端付近での間隔の変化は小さく、望遠端付近
での間隔の変化は大である。その結果、本発明は、特に広角端付近で第２レンズ
群にて補正しきれないコマ収差や非点収差を第２レンズ群と第３レンズ群とで補
正している。そのために設けたのが前記条件（１３）である。

この条件（１３）において、上限の０．９を超えると第３レンズ群の移動範
囲が大きいために、上記収差補正作用が弱くなり、光学性能の確保が困難になる
。また第２レンズ群の移動量が小さくなるため、高い変倍比のズーム光学系にす
ることが困難になる。一方、条件（１３）の下限の０．１を超えると、第２レン
ズ群の移動範囲が大になり、望遠端で第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を確保
することが困難になる。そのため光学系の全長を長くせざるを得なくなる。また
、変倍に伴う射出瞳位置の変動が大きくなる。

また、条件（１３）の代わりに下記条件（１３−１）を満足すれば光学性能
を保ったまま、光学系を小型化し得るので好ましい。

（１３−１）０．２＜Ｍ３／Ｍ２＜０．７

更に、条件（１３）、（１３−１）の代わりに次の条件（１３−２）を満足
すれば光学性能を保ったまま、光学系を更に小型化し得る一層好ましい。
（１３−２）０．３＜Ｍ３／Ｍ２＜０．５

また、本発明の光学系において、次の条件（１４）を満足すれば良好な光学
性能を保ったまま、光学系を小型化し得る望ましい。
（１４）０．３＜ｆ２／ｆ４＜３
ただし、ｆ４は第４レンズ群の焦点距離である。

本発明の光学系は、負のパワーの第１レンズ群で発散させた光束を第２レン
ズ群、第３レンズ群、第４レンズ群の正負正のトリプレットタイプの光学系にて
収束させている。上記条件（１４）の上限の３を超えるとトリプレットタイプの
光学系の物体側の正のパワーが弱いため、望遠端において、第２レンズ群が第１
レンズ群側に大きく移動させる必要がある。そのため、第１レンズ群と第２レン
ズ群の空気間隔を確保することが困難になる。また、第４レンズ群の正のパワー
が強くなりすぎ、負の歪曲収差の発生が大になる。この条件（１４）の下限の０
．３を超えると、第４レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎ、広角端でのバック
フォーカスの確保が困難になり、また、コマ収差の補正量が不足する。

上記条件（１４）の代わりに次の条件（１４−１）を満足すれば十分な結像
性能を有し、バックフォーカスの長い変倍比のズーム光学系を実現できるためよ
り好ましい。
（１４−１）０．５＜ｆ２／ｆ４＜２

更に、条件（１４）、（１４−１）の代わりに次の条件（１４−２）を満足
すれば、更に十分な結像性能を有していて高い変倍比のズーム光学系を実現し得
るので一層好ましい。

光学系の全長を短縮するために、主として第４レンズ群が瞳位置の制御を行
う構成の場合、第４レンズ群をレンズ枚数のあまり多い構成にする必要がない。
そのため、第４レンズ群を１枚の正レンズにて構成することによって、少ないレ
ンズ枚数にて瞳位置を制御することができる。この場合、収差補正上、正レンズ
が両凸レンズであることが好ましい。

前述のように、本発明の変倍光学系は、ＣＣＤ等の電子撮像素子を備えた各
種の機器に用いることを目的としている。

この本発明の光学系を備えた情報処理装置は、次のような構成である。
即ち、本発明の情報処理装置は、前述の本発明のいずれかの構成の変倍光学
系と、この変倍光学系により形成される物体像を受光する位置に配置された電子
撮像素子と、電子撮像素子により光電変換させた電子信号を処理する処理手段と
、この処理手段に操作者が入力したい情報信号を入力するための入力部と、処理
手段からの出力を表示する表示素子と、表示手段からの出力を記録する記録媒体
とを含んでいて、処理手段が変倍光学系により形成され電子撮像素子により受光
された物体像を表示素子により表示するように構成したものである。

また、前記の本発明の情報処理装置は、入力部がキーボードにて構成され、
変倍光学系と電子撮像素子とが表示素子の周辺部にまたはキーボードの周辺部に
内蔵されていることを特徴とする。

また、本発明の他の機器である電話装置は、前述の各構成のいずれかの本発
明の変倍光学系と、この変倍光学系により形成された物体像を受光する位置に配
置された電子撮像素子と、電話信号を送信および受信するためのアンテナと、電
話番号等の信号を入力するための入力部と、電子撮像素子にて受光された物体像
を送信可能な信号に変換する信号処理部とを含むことを特徴とする。

更に本発明の電子カメラ装置は、前述の各種構成の本発明のいずれかの変倍
光学系と、変倍光学系により形成された物体像を受光する位置に配置された電子
撮像素子と、電子撮像素子によって光電変換された電子信号を処理する処理手段
と、電子撮像素子にて受光された物体像を観察可能に表示する表示素子と、前記
電子撮像素子にて受光された物体像の像情報を記録するための記録部材を内蔵あ
るいは挿脱可能に構成したもので、前記処理手段が、電子撮像素子に受光された
物体像を前記表示素子にて表示する表示処理機構と、前記電子撮像素子に受光さ
れた物体像を前記記録媒体に記録する記録処理機能を有することを特徴としてい
る。

本発明は、少なくとも第２レンズ群と第３レンズ群を物体側へ第２レンズ群と第３レンズ群の間が広がるように移動させることにより、変倍とフォーカシングの両方を行うことが可能である。

本発明の実施例１の構成を示す図本発明の実施例２の構成を示す図本発明の実施例３の構成を示す図本発明の実施例４の構成を示す図本発明の実施例５の構成を示す図本発明の実施例６の構成を示す図本発明の実施例７の構成を示す図本発明の実施例８の構成を示す図本発明の実施例９の構成を示す図本発明の実施例１０の構成を示す図本発明の実施例１１の構成を示す図本発明の実施例１２の構成を示す図本発明の光学系において、広角端と望遠端とを切り替え使用する際の説明図本発明の光学系において、引き伸ばし倍率の説明図変倍と最大歪曲収差の関係を示す説明図本発明の撮影光学系を用いたカメラの外観を示す前面斜視図本発明の撮影光学系を用いたカメラの断面図本発明の撮影光学系を内蔵したパソコンの外観を示す斜視図本発明の撮影光学系を内蔵した携帯電話の正面図本発明の撮影光学系を内蔵した携帯電話の側面図

次に本発明の変倍光学系の実施の形態を各実施例にもとづいて説明する。
本発明の変倍光学系の実施例は、図１〜図１２に示すレンズ構成であって、
次に示すデータを有する。

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.6204 60.3
2 3.50 0.72
3 6.52 0.90 1.7552 27.5
4 非球面[2] 6.03
5 絞り面 0.00
6 非球面[3] 1.33 1.5638 60.7
7 -10.45 0.10
8 5.04 0.97 1.6204 60.3
9 -6.14 0.50 1.7400 28.3
10 非球面[4] 0.80
11 -8.12 0.50 1.4875 70.2
12 非球面[5] 1.46
13 7.26 1.45 1.6204 60.3
14 非球面[6] 0.10
15 ∞ 1.44 1.5477 62.8
16 ∞ 0.80
17 ∞ 0.60 1.5163 64.1
18 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -6.02
k 0
a 4.1458×10^-3 b -2.3179×10^-4 c 9.7435×10^-6

非球面[2]
曲率半径 47.50
k 0
a 2.7101×10^-5 b -1.0163×10^-4 c -5.6436×10^-6

非球面[3]
曲率半径 3.24
k 0
a -1.0502×10^-3 b -1.4347×10^-4 c -2.0548×10^-5

非球面[4]
曲率半径 4.51
k 0
a 1.0709×10^-2 b 1.1991×10^-3 c 5.3274×10^-4

非球面[5]
曲率半径 5.29
k 0
a 2.0691×10^-3 b -1.0907×10^-3 c 1.0683×10^-4

非球面[6]
曲率半径 -6.05
k 0
a 2.4658×10^-3 b -1.4889×10^-5 c -1.5349×10^-7

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.55 9.25
Fno 2.80 3.72 4.90
２ω（°） 70.48 39.87 23.49
d4 6.03 3.17 0.80
d10 0.80 1.62 3.87
d12 1.46 3.50 3.62

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.5891 61.1
2 3.51 0.74
3 6.94 0.92 1.7552 27.5
4 非球面[2] 6.10
5 絞り面 0.00
6 非球面[3] 1.17 1.6204 60.3
7 -11.33 0.10
8 6.85 0.93 1.6204 60.3
9 -6.16 0.50 1.7215 29.2
10 非球面[4] 0.80
11 -19.73 0.50 1.4875 70.2
12 非球面[5] 1.76
13 8.57 1.24 1.6385 55.4
14 非球面[6] 0.10
15 ∞ 1.44 1.5477 62.8
16 ∞ 0.80
17 ∞ 0.60 1.5163 64.1
18 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -5.21
k 0
a 4.7602×10^-3 b -2.3258×10^-4 c 1.1012×10^-5

非球面[2]
曲率半径 101.60
k 0
a -9.8689×10^-5 b -1.0096×10^-4 c -3.0657×10^-6

非球面[3]
曲率半径 3.21
k 0
a -1.6343×10^-3 b -1.8322×10^-4 c -2.1419×10^-5

非球面[4]
曲率半径 3.88
k 0
a 1.0861×10^-2 b 1.2415×10^-3 c 4.0454×10^-4

非球面[5]
曲率半径 8.04
k 0
a 1.8531×10^-3 b -5.2742×10^-4 c 5.4633×10^-5

非球面[6]
曲率半径 -7.60
k 0
a 9.5703×10^-4 b 1.8578×10^-5 c -2.2208×10^-6

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.54 9.19
Fno 2.80 3.74 4.90
２ω（°） 72.62 41.08 24.21
d4 6.10 3.26 0.80
d10 0.80 1.79 6.10
d12 1.76 3.61 1.76

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.6031 60.6
2 4.48 0.97
3 7.51 0.80 1.7552 27.5
4 非球面[2] 5.92
5 絞り面 0.00
6 非球面[3] 1.11 1.5831 59.4
7 -11.90 0.18
8 5.02 1.07 1.6031 60.6
9 -7.11 0.50 1.7552 27.5
10 非球面[4] 0.99
11 -5.11 0.50 1.5163 64.1
12 非球面[5] 1.17
13 6.47 1.44 1.6204 60.3
14 非球面[6] 0.10
15 ∞ 1.44 1.5477 62.8
16 ∞ 0.80
17 ∞ 0.60 1.5163 64.1
18 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -4.63
k 0
a 5.5039×10^-3 b -2.5158×10^-4 c 1.3452×10^-5

非球面[2]
曲率半径 66.64
k 0
a 1.2656×10^-3 b -9.5692×10^-5 c 7.6969×10^-6

非球面[3]
曲率半径 3.35
k 0
a -7.3518×10^-4 b -1.5748×10^-4 c -1.2254×10^-5

非球面[4]
曲率半径 4.21
k 0
a 1.0627×10^-2 b 1.1853×10^-3 c 4.6230×10^-4

非球面[5]
曲率半径 13.24
k 0
a 3.3734×10^-4 b -6.6874×10^-4 c 4.2789×10^-5

非球面[6]
曲率半径 -6.24
k 0
a 3.3138×10^-3 b -4.3222×10^-5 c 9.5167×10^-7

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.40 8.73
Fno 2.80 3.73 4.85
２ω（°） 75.00 41.52 25.00
d4 5.92 3.38 0.80
d10 0.99 2.05 4.17
d12 1.17 2.81 3.12

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.6204 60.3
2 3.25 0.29
3 4.29 0.94 1.7552 27.5
4 非球面[2] 5.03
5 絞り面 0.00
6 非球面[3] 1.01 1.6204 60.3
7 -12.57 0.10
8 4.49 0.99 1.6204 60.3
9 -5.35 0.50 1.7400 28.3
10 非球面[4] 0.56
11 -11.06 0.50 1.5174 52.4
12 非球面[5] 1.30
13 9.40 1.54 1.6779 50.7
14 非球面[6] 0.10
15 ∞ 1.44 1.5477 62.8
16 ∞ 0.80
17 ∞ 0.60 1.5163 64.1
18 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -5.98
k 0
a 4.0091×10^-3 b -2.7928×10^-4 c 1.4177×10^-5

非球面[2]
曲率半径 13.18
k 0
a 3.4011×10^-4 b -1.8510×10^-4 c -1.2851×10^-5

非球面[3]
曲率半径 3.30
k 0
a -5.9142×10^-4 b -7.0142×10^-5 c -2.5056×10^-5

非球面[4]
曲率半径 4.84
k 0
a 1.2471×10^-2 b 1.3152×10^-3 c 6.8878×10^-4

非球面[5]
曲率半径 3.62
k 0
a 3.1795×10^-3 b -1.5075×10^-3 c 6.1765×10^-5

非球面[6]
曲率半径 -4.42
k 0
a 3.1479×10^-3 b -5.7541×10^-5 c 8.3945×10^-6

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.55 9.23
Fno 2.80 3.57 4.82
２ω（°） 69.36 38.86 23.12
d4 5.03 2.23 0.52
d10 0.56 1.79 3.74
d12 1.30 1.87 2.63

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.5891 61.1
2 3.37 0.75
3 6.70 0.87 1.7552 27.5
4 非球面[2] 5.70
5 絞り面 0.00
6 非球面[3] 1.45 1.4875 70.2
7 -9.97 0.52
8 4.42 1.07 1.6204 60.3
9 -5.45 0.50 1.7282 28.5
10 非球面[4] 0.50
11 -9.25 0.50 1.5182 58.9
12 非球面[5] 1.53
13 8.28 1.37 1.6485 53.0
14 非球面[6] 0.10
15 ∞ 1.44 1.5477 62.8
16 ∞ 0.80
17 ∞ 0.60 1.5163 64.1
18 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -5.49
k 0
a 5.0544×10^-3 b -3.0410×10^-4 c 1.3506×10^-5

非球面[2]
曲率半径 46.83
k 0
a -3.2227×10^-5 b -1.2567×10^-4 c -8.9687×10^-6

非球面[3]
曲率半径 3.33
k 0
a -1.4380×10^-3 b -9.5797×10^-5 c -2.0801×10^-5

非球面[4]
曲率半径 6.26
k 0
a 8.5253×10^-3 b 7.5797×10^-4 c 3.8118×10^-4

非球面[5]
曲率半径 4.64
k 0
a 2.2048×10^-3 b -9.9656×10^-4 c 2.9107×10^-5

非球面[6]
曲率半径 -6.31
k 0
a 2.0807×10^-3 b -2.9740×10^-5 c 1.0497×10^-6

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.57 9.31
Fno 2.80 3.71 4.86
２ω（°） 70.15 39.77 23.38
d4 5.70 2.87 0.50
d7 0.52 0.53 0.50
d10 0.50 1.17 3.08
d12 1.53 3.68 4.17

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.6204 60.3
2 3.36 0.70
3 7.90 0.50 1.4875 70.2
4 5.03 0.90 1.7552 27.5
5 非球面[2] 5.38
6 絞り面 0.00
7 非球面[3] 1.12 1.6204 60.3
8 -10.87 0.10
9 4.96 0.96 1.6204 60.3
10 -5.30 0.50 1.7400 28.3
11 非球面[4] 0.50
12 -8.17 0.50 1.4875 70.2
13 非球面[5] 1.65
14 6.79 1.46 1.6204 60.3
15 非球面[6] 0.10
16 ∞ 1.44 1.5477 62.8
17 ∞ 0.80
18 ∞ 0.60 1.5163 64.1
19 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -10.77
k 0
a 8.2294×10^-4 b -2.7934×10^-5 c 1.7803×10^-6

非球面[2]
曲率半径 15.26
k 0
a -1.3734×10^-3 b -3.5501×10^-5 c -5.6480×10^-6

非球面[3]
曲率半径 3.27
k 0
a -8.1868×10^-4 b -1.5555×10^-4 c -1.9482×10^-5

非球面[4]
曲率半径 4.43
k 0
a 1.2571×10^-2 b 1.4464×10^-3 c 6.7097×10^-4

非球面[5]
曲率半径 4.54
k 0
a 1.3944×10^-3 b -1.1919×10^-3 c 1.1486×10^-4

非球面[6]
曲率半径 -6.24
k 0
a 2.5630×10^-3 b -3.2080×10^-5 c 6.5654×10^-7

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.57 9.26
Fno 2.80 3.71 4.90
２ω（°） 70.32 39.74 23.44
d5 5.38 2.68 0.50
d11 0.50 1.30 3.35
d13 1.65 3.55 3.67

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.6385 55.4
2 3.18 0.85
3 10.06 0.98 1.7552 27.5
4 -10.51 0.50 1.6584 50.9
5 非球面[2] 5.32
6 絞り面 0.00
7 非球面[3] 0.99 1.6204 60.3
8 -10.04 0.10
9 4.30 0.89 1.6204 60.3
10 -7.65 0.50 1.7552 27.5
11 非球面[4] 0.50
12 -7.53 0.50 1.4875 70.2
13 非球面[5] 1.62
14 6.54 1.50 1.6204 60.3
15 非球面[6] 0.10
16 ∞ 1.44 1.5477 62.8
17 ∞ 0.80
18 ∞ 0.60 1.5163 64.1
19 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -50.93
k 0
a -1.1150×10^-3 b 4.9798×10^-5 c -2.0056×10^-7

非球面[2]
曲率半径 14.65
k 0
a -3.3552×10^-3 b -1.9526×10^-5 c -1.5257×10^-5

非球面[3]
曲率半径 3.22
k 0
a -1.0088×10^-3 b -2.3761×10^-4 c -2.5064×10^-5

非球面[4]
曲率半径 3.58
k 0
a 1.3851×10^-2 b 1.8117×10^-3 c 7.5060×10^-4

非球面[5]
曲率半径 4.52
k 0
a 1.2216×10^-3 b -1.3739×10^-3 c 1.6669×10^-4

非球面[6]
曲率半径 -6.01
k 0
a 2.8889×10^-3 b -2.8165×10^-5 c 5.2766×10^-8

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.59 9.37
Fno 2.80 3.73 4.95
２ω（°） 69.09 39.23 23.03
d5 5.32 2.64 0.50
d11 0.50 1.36 3.53
d13 1.62 3.44 3.42

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.6204 60.3
2 3.69 0.96
3 9.08 0.86 1.7552 27.5
4 非球面[2] 6.21
5 絞り面 0.00
6 非球面[3] 0.90 1.7440 44.8
7 -55.81 0.10
8 7.69 1.04 1.5163 64.1
9 -3.96 0.50 1.6398 34.5
10 2.09 1.07 1.6204 60.3
11 非球面[4] 0.50
12 -10.59 0.50 1.4875 70.2
13 非球面[5] 1.40
14 6.25 2.03 1.5163 64.1
15 非球面[6] 0.10
16 ∞ 1.44 1.5477 62.8
17 ∞ 0.80
18 ∞ 0.60 1.5163 64.1
19 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -5.90
k 0
a 4.1717×10^-3 b -2.2739×10^-4 c 8.6445×10^-6

非球面[2]
曲率半径 -174.73
k 0
a -1.7087×10^-4 b -7.7584×10^-5 c -6.5263×10^-6

非球面[3]
曲率半径 4.14
k 0
a 1.4458×10^-4 b 4.5153×10^-5 c 2.7661×10^-6

非球面[4]
曲率半径 29.59
k 0
a 8.1168×10^-3 b 5.9611×10^-4 c 2.7168×10^-4

非球面[5]
曲率半径 4.52
k 0
a 1.4147×10^-3 b -5.5703×10^-4 c -6.5721×10^-6

非球面[6]
曲率半径 -5.65
k 0
a 3.0369×10^-3 b -6.4153×10^-5 c 2.9494×10^-6

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.59 9.38
Fno 2.80 3.71 4.86
２ω（°） 70.60 40.14 23.53
d4 6.21 3.13 0.57
d11 0.50 1.26 3.35
d13 1.40 3.72 4.19

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.5891 61.1
2 3.47 0.59
3 5.82 0.94 1.7552 27.5
4 非球面[2] 6.09
5 絞り面 0.00
6 非球面[3] 0.91 1.6204 60.3
7 -11.20 0.23
8 4.74 0.93 1.6204 60.3
9 -6.12 0.50 1.7215 29.2
10 非球面[4] 0.50
11 -3.02 0.50 1.4875 70.2
12 -3.58 0.10
13 5.39 0.50 1.4875 70.2
14 非球面[5] 1.46
15 6.96 1.50 1.5891 61.1
16 非球面[6] 0.10
17 ∞ 1.44 1.5477 62.8
18 ∞ 0.80
19 ∞ 0.60 1.5163 64.1
20 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -5.75
k 0
a 4.8626×10^-3 b -2.5107×10^-4 c 9.2245×10^-6

非球面[2]
曲率半径 31.33
k 0
a 3.5638×10^-4 b -8.5272×10^-5 c -1.1454×10^-5

非球面[3]
曲率半径 3.95
k 0
a -2.1138×10^-4 b -7.4751×10^-5 c -6.3469×10^-6

非球面[4]
曲率半径 4.17
k 0
a 7.7897×10^-3 b 7.6306×10^-4 c 1.8375×10^-4

非球面[5]
曲率半径 2.61
k 0
a -3.2368×10^-3 b -9.0360×10^-4 c -3.8692×10^-5

非球面[6]
曲率半径 -6.11
k 0
a 2.1287×10^-3 b -4.2152×10^-5 c 8.9406×10^-7

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.59 9.37
Fno 2.80 3.73 4.93
２ω（°） 68.59 39.50 22.86
d4 6.09 3.13 0.69
d10 0.50 1.42 4.40
d14 1.46 3.50 2.97

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.6204 60.3
2 3.31 0.55
3 4.73 1.03 1.7552 27.5
4 非球面[2] 5.67
5 非球面[3] 1.23 1.6385 55.4
6 -13.73 0.10
7 5.32 0.88 1.6204 60.3
8 -5.10 0.50 1.7552 27.5
9 非球面[4]絞り面 0.80
10 -8.31 0.50 1.4875 70.2
11 非球面[5] 1.98
12 6.81 1.52 1.6204 60.3
13 非球面[6] 0.10
14 ∞ 1.44 1.5477 62.8
15 ∞ 0.80
16 ∞ 0.60 1.5163 64.1
17 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -5.52
ｋ 0
ａ 5.4968×10^-3 ｂ 3.3870×10^-4 c 1.5307×10^-5

非球面[2]
曲率半径 15.80
ｋ 0
ａ 1.2697×10^-3 ｂ -2.0004×10^-4 c -2.5137×10^-6

非球面[3]
曲率半径 3.44
ｋ 0
ａ 1.0381×10^-4 ｂ -6.4560×10^-5 c -1.4365×10^-5

非球面[4]
曲率半径 5.60
ｋ 0
ａ 1.0541×10^-2 ｂ 1.3968×10^-3 c 3.5661×10^-4

非球面[5]
曲率半径 4.56
ｋ 0
ａ 1.4586×10^-3 ｂ -1.7750×10^-3 c 2.8864×10^-4

非球面[6]
曲率半径 -5.34
ｋ 0
ａ 3.5622×10^-3 ｂ -1.5564×10^-5 c -5.8621×10^-7

ズームデータ（無限遠物点）
WE ST TE
f(mm) 3.33 5.50 9.11
Fno 2.80 3.85 5.31
２ω（°） 70.08 39.57 23.36
d4 5.67 2.98 0.80
d9 0.80 1.80 4.27
d11 1.98 3.67 3.39

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.50 1.6204 60.3
2 2.98 0.88
3 5.23 0.88 1.7552 27.5
4 非球面[2] 6.53
5 絞り面 0.00
6 非球面[3] 1.02 1.6385 55.4
7 -17.17 0.10
8 7.32 0.79 1.6204 60.3
9 -5.90 0.50 1.7400 28.3
10 非球面[4] 0.80
11 -28.77 0.50 1.4875 70.2
12 非球面[5] 1.62
13 8.95 1.45 1.6204 60.3
14 非球面[6] 0.10
15 ∞ 1.44 1.5477 62.8
16 ∞ 0.80
17 ∞ 0.60 1.5163 64.1
18 ∞ 0.50
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -11.89
k 0
a 3.3530×10^-3 b -1.3909×10^-4 c 2.9292×10^-6

非球面[2]
曲率半径 13.77
k 0
a -3.7319×10^-4 b -2.0287×10^-5 c -2.9914×10^-5

非球面[3]
曲率半径 2.79
k 0
a -1.0997×10^-3 b -6.8993×10^-5 c -7.0612×10^-5

非球面[4]
曲率半径 3.90
k 0
a 1.6914×10^-2 b 2.3905×10^-3 c 1.5240×10^-3

非球面[5]
曲率半径 4.65
k 0
a 4.4861×10^-3 b -2.0142×10^-3 c 2.9670×10^-4

非球面[6]
曲率半径 -5.55
k 0
a 1.4744×10^-3 b 9.6921×10^-5 c -6.2413×10^-6

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 3.33 5.77 10.00
Fno 2.80 3.84 5.20
２ω（°） 64.58 37.99 21.70
d4 6.53 3.40 0.80
d10 0.80 1.74 4.98
d12 1.62 3.82 3.17

面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 非球面[1] 0.60 1.6779 55.3
2 4.30 1.04 1.6889 31.1
3 28.66 5.55
4 絞り面 0.15
5 非球面[2] 0.63 1.4970 81.5
6 -8.12 0.10
7 非球面[3] 1.42 1.7433 49.3
8 -6.33 0.69 1.6889 31.1
9 非球面[4] 0.51
10 -136.31 0.92 1.7308 40.5
11 非球面[5] 2.98
12 10.28 1.50 1.8061 40.9
13 非球面[6] 1.00
14 ∞ 0.50 1.5163 64.1
15 ∞ 0.70
像面 ∞ 0.00

非球面[1]
曲率半径 -7.26
k -7.5008×10^-1
a 2.8206×10^-5 b 1.5091×10^-5 c -2.3234×10^-6

非球面[2]
曲率半径 12.14
k -1.0772×10
a 1.1765×10^-4 b 2.0616×10^-4 c -2.1972×10^-5

非球面[3]
曲率半径 3.37
k -5.3133×10^-1
a 3.2799×10^-3 b -4.8597×10^-5 c 2.9707×10^-5

非球面[4]
曲率半径 3.35
k -1.4967e
a 1.5684×10^-2 b 6.4902×10^-4 c 4.4655×10^-4

非球面[5]
曲率半径 9.53
k -1.7189×10
a 2.4182×10^-3 b -2.2193×10^-4

非球面[6]
曲率半径 -12.70
k -5.7080×10
a -1.3200×10^-3 b 3.4540×10^-5 c 7.9575×10^-8

ズームデータ（無限遠物点）

WE ST TE
ｆ（ｍｍ） 4.79 7.72 13.06
Fno 2.40 3.15 4.29
２ω（°） 64.51 36.60 21.16
d3 5.55 2.79 0.15
d9 0.51 0.80 3.39
d11 2.98 5.45 5.49

上記データにおいて面番号１、２、・・・は、夫々物体側より順に第１面、
第２面、・・・を番号付けしたものである。また曲率半径は、夫々の面番号の各
面の曲率半径を示し、単位はｍｍである。また、曲率半径の非球面［１］・・・
等は各実施例毎に示してある。また、面間隔は、面番号１の列に第１面と第２面
の間隔を、面番号２の列に第２面と第３面の間隔を順次示してある。その単位は
、同様にｍｍである。屈折率およびアッベ数は、同様に面番号１の列に第１面と
第２面の間のレンズの材料について示す。また、ＷＥはワイド、ＳＴは中間焦点
距離（スタンダード）、ＴＥはテレである。他の面番号の列も同様に示してある
。

また、非球面中のｋ，ａ，ｂ，ｃ・・・は、後に示す非球面の式に示す非球
面係数の値である。

本発明の変倍光学系の実施例１は、図１に示す通りの構成である。

この図１に示すように、実施例１の光学系は、物体側より順に、負の第１レ
ンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２と負の第３レンズ群Ｇ３と正の第４レンズ群
Ｇ４の四つのレンズ群より構成されている。この光学系は、開口絞りＳが第２レ
ンズ群Ｇ２の物体側に設けられ、この開口絞りＳより像側は、正負正のトリプレ
ットの構成になっている。

また、この実施例１の光学系は、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レ
ンズ群Ｇ１は固定であり、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２とは一体に物体側へ移
動し、第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げながら物体側へ移
動する。また第４レンズ群Ｇ４は固定である。

尚、第４レンズ群Ｇ４の像面Ｉの側には、フィルター類Ｆが配置されており
、このフィルター類Ｆも変倍の際固定である。

この実施例１の光学系は、変倍の際に第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとを一
体に移動させることにより、変倍に伴う収差変動を少なくし、またレンズの有効
径が大にならない。

また、第２レンズ群Ｇ２は、変倍時可動であり、これにより主として変倍作
用を有する。また、第３レンズ群Ｇ３は、変倍時可動であって主として像位置の
変動を補正する作用を有している。

また、この実施例１の光学系は、物点が無限遠から光学系に近づく時、第３
レンズ群Ｇ３を撮像面側に移動させることにより、合焦を行なう。

この光学系は、第１レンズ群Ｇ１が負の屈折力を有するため、第１レンズ群
Ｇ１の像点（第２レンズ群Ｇ２の物点）が第２レンズ群Ｇ２よりかなり物体側に
形成される。光学系の全長を短くするためには、１群と２群の間隔や第２レンズ
群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離を小さくする必要がある。一方、変倍
の際の第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の移動範囲を確保するためには、第
１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔をある程度確保する必要がある。その
結果、光学系の全長を短くすることと変倍比を確保することを両立させることが
困難である。

実際に、第３レンズ群が正の屈折力をもつ場合、光学系の全長を短くするこ
とが光学性能を確保することの両立は難しい。しかし、第３レンズ群が負の屈折
力であれば、第２レンズ群と第３レンズ群の合成の系の主点位置が第２レンズ群
よりも第１レンズ群側に位置するので、第１レンズ群と、第２レンズ群と第３レ
ンズ群の合成の系との主点間隔は小さくできる。また第２レンズ群、第３レンズ
群の焦点距離も小さくできる。したがって、第２レンズ群の倍率を大にでき、変
倍の際の第２レンズ群の移動量を小にできる。

その結果、光学系の全長の短縮と、変倍の際の間隔の確保、高い変倍比の確
保とを両立させ得る。

また、第２レンズ群Ｇ２は、負のパワーの第１レンズ群Ｇ１で発散した光を
収束する必要がある。そのため、良好な光学性能を確保した上で、焦点距離を短
くするために、この実施例１の光学系は、第２レンズ群Ｇ２を２枚の正のパワー
のレンズを含むようにした。

また、第２レンズ群Ｇ２は、広角端から望遠端に変倍する際に、光軸方向に
移動する。そのために、変倍に伴う色収差を含む諸収差の変動を抑える必要があ
る。この変動を抑える上で、少なくとも１枚の負のパワーのレンズを含む必要が
ある。また、第２レンズ群が３枚構成の場合、物体側から順に、正正負の構成に
することが収差補正上好ましい。そのため、この実施例１では、第２レンズ群を
正レンズと、正レンズと負レンズを接合した接合レンズの３枚のレンズにて構成
した。また、第２レンズ群の最終面を像側に凹の凹面にすれば、第２レンズ群Ｇ
２の主点位置が第１レンズ群Ｇ１側に移動するため第１レンズ群Ｇ１と第２レン
ズ群Ｇ２の主点間隔を短縮し得、光学系の全長を短縮し得る。また、第２レンズ
群の倍率を大きくできるため、変倍に伴う第２レンズ群の移動量を小さくできる
。

本発明の実施例１の光学系は、非球面を第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の面
、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の面、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面、第２
レンズ群Ｇ２の最も像側の面、第３レンズ群Ｇ３の像側の面、第４レンズ群Ｇ４
の像側の面の６面に用いている。

第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面を非球面にすると、球面収差を効果的に
補正できる。この非球面は、光軸から離れるにつれて、近軸的なパワーを弱める
ような非球面作用を有する面である。これにより、第２レンズ群にて発生する正
の球面収差を抑制できる。

また、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面を非球面にすると、非点収差、コマ
収差等の軸外収差を効果的に補正できる。また、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の
面は、高次の収差が発生しやすいため、この面を非球面にすることによって、高
次の収差の発生を抑えることができる。この時の非球面は、光軸から離れるにつ
れて、近軸的なパワーを弱める作用をもつことが好ましい。また、第２レンズ群
Ｇ２の最も物体側の面と最も像側の面とを共に非球面にすれば、収差補正量が非
常に増大し、第２レンズ群Ｇ２で発生する球面収差の変倍に伴う変動や、第２レ
ンズ群Ｇ２で発生する非点収差等を補正できる。

また、正のパワーのレンズと負のパワーのレンズが接合に近い形状になるの
で、接合に伴う性能の劣化が少なく、変倍に伴う第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ
群Ｇ３の移動量が一層少なくてすむ。

また、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面の非球面は、第２レンズ群Ｇ２の
最も像側の面の球面効果で発生する収差（球面収差、コマ収差、非点収差、歪曲
収差）のすべてを打ち消す作用を有する。第２レンズ群の前記の両面を非球面に
することによって、第２レンズ群Ｇ２にて発生するすべての収差を効果的に抑制
し得る。尚、この実施例において、第４レンズ群Ｇ４の物体側の面を非球面にし
てもよい。

この実施例１の変倍比（望遠端の焦点距離／広角端の焦点距離）は、２．８
である。しかし、広角端にて負の歪曲収差を発生させて、広角画角／望遠画角が
３の高い変倍比にし、像歪を電気的に補正している。この場合、第１レンズ群Ｇ
１の負のパワーと第２レンズ群Ｇ２以降の正のパワーとで、レトロフォーカスタ
イプであり、広角端において負の歪曲収差を発生させやすい。したがって、この
実施例１は、広画角化、高変倍比にしやすい。

光学系の全長を短縮するためには、レンズの最小中心肉厚≦最大像高×０．
５を満足することが好ましい。また、有口径における最小縁肉≦最大像高×０．
５を満足することが好ましい。更に、光学系の全長を短くするためには、移動群
前後の最小空気間隔≦最大像高×０．６を満足することが好ましい。

以上のような非球面を設ける場合、非球面を形成するレンズがガラスよりな
り、その転移点Ｔｇが下記条件を満足することが望ましい。
６０℃＜Ｔｇ＜６２０℃

非球面形状は、研磨では正確な非球面を形成することができない。また研削
では、大量に加工することが困難である。非球面レンズの材料が上記条件を満足
すれば、ガラス成形法により加工することができ、容易に大量生産することが可
能である。そのため、光学系が安価になる。このように、非球面を有するレンズ
は、ガラス成形法にて加工することが好ましい。また、非球面レンズは、有機、
無機ハイブリッド材料にて形成することが可能である。この有機無機ハイブリッ
ド材料は、例えば特開平７−９０１８１号公報に記載されているように、無機材
料中に有機材料が分散されているもの、あるいは有機材料中に無機材料が分散さ
れているものがある。これらの有機無機ハイブリッド材料は、ガラスに比べると
融点が低く、低い温度で成形して容易に大量生産することができ、光学系が安価
になる。また、プラスチックレンズに比べると、高屈折率、低分散の光学特性が
得られる。また耐熱性にもすぐれており、傷もつきにくく、例えば光学系の前玉
にも使用し得る。このように、少なくとも非球面を有するレンズに、このような
有機無機ハイブリッドレンズを用いることが好ましい。

また、非球面レンズをプラスチックにて形成してもよい。プラスチックレン
ズは、プラスチック成形法により、簡単に、大量に非球面レンズを生産し得る。
また、プラスチックレンズは、材料費が安いため、安価なレンズ、安価な光学系
を得ることができる。また、プラスチックレンズは、ガラスレンズよりも軽いた
め光学系の軽量化が可能になる。

また、本発明の光学系において、すべてのレンズをプラスチックレンズにす
ることも可能である。このように、光学系のすべてのレンズをプラスチックレン
ズにすると、すべてのレンズをプラスチック成形法にて生産することができ、光
学系の大量生産が容易である。また、材料費が安いため、安価な光学系を得るこ
とができる。

次に本発明の変倍光学系の実施例２は、図２に示すような構成である。この
実施例２は、実施例１と同様、負正負正の四つのレンズ群よりなり、広角端から
望遠端への変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が光軸上を移動す
る。つまり、広角端から望遠端への変倍に際して負の第１レンズ群Ｇ１は固定で
あり、開口絞りＳと正の第２レンズ群Ｇ２は、一体に物体側へ移動し、負の第３
レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げながら物体側に移動した後に
像側に入り、正の第４レンズ群Ｇ４は、フィルタ類と共に像面に対して固定であ
る。

この実施例２は、望遠焦点距離／広角焦点距離が２．８であるが、広角で負
の歪曲収差を発生させて広角画角／望遠画角を３と高くし、像歪を電気的に補正
している。

この実施例２は、第３レンズ群Ｇ３を広角端と望遠端の位置に固定し、第２
レンズ群Ｇ２のみを移動させることにより、広角端と望遠端のみで使用するよう
にしてもよい。このようにすれば、移動させるレンズ群の数が少なく、メカ機構
が単純になるため、より小型にし得る。

また、広角端と望遠端での使用にした場合、移動レンズ群を可動にて広角端
と望遠端の位置に切り換えての使用にしてもよい。この場合、アクチュエータは
不要になるため好ましい。

本発明の実施例３の変倍光学系は、図３に示す通りの構成である。つまり、
実施例１と同様に、負、正、負、正の四つのレンズ群にて構成されている。そし
て、広角端から望遠端への変倍に際して負の第１レンズ群Ｇ１は固定であり、開
口絞りＳと正の第２レンズ群Ｇ２は、一体に物体側へ移動し、負の第３レンズ群
Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げながら物体側に移動した後に像側に戻
り、第４レンズ群Ｇ４とフィルタ類Ｆとは固定である。

この実施例３の光学系は、望遠焦点距離／広角焦点距離が２．６である。し
かし、広角での負の歪曲収差を発生させて広角画角／望遠画角を３と高くして像
歪を電気的に補正してもよい。

この実施例３は、合焦を２番目のレンズにて行なう。

また、本発明の実施例４の変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１を変倍時可動に
した実施例である。

即ち、この実施例４の光学系は、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群
Ｇ２と負の第３レンズ群Ｇ３と正の第４レンズ群Ｇ４の四つのレンズ群より構成
されている。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Ｇ１を
像側へ移動した後に物体側へ戻る方向に移動し、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２
とを一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３を第２レンズ群Ｇ２との間隔を広
げながら物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４とフィルタ類Ｆとを像面に対し固定
する。

この実施例４の光学系は、望遠焦点距離／広角焦点距離が２．８であるが、
広角側で負の歪曲収差を発生させて広角画角／望遠画角を３と高い変倍比として
いる。そして、像歪を電気的に補正している。

この実施例４の光学系は、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４が絞りＳか
ら離れた位置にある。このような光学系は、レンズの外形を円形ではなく、長方
形状の外形にし、レンズ群を軽量化することにより、アクチュエータの負担を少
なくし得るので好ましい。

本発明の実施例５の変倍光学系は、図５に示すような構成である。この実施
例５は、実施例１〜４の第２レンズ群Ｇ２を二つに分け、両凸レンズを第２レンズ群Ｇ２とし接合レンズを第３レンズ群Ｇ３とした。即ち、実施例５の光学系は、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２と正の第３レンズ群Ｇ３と負の第４レンズ群Ｇ４と正の第５レンズ群Ｇ５とにて構成されている。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Ｇ１は固定であり、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２とは一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ群Ｇ２との間隔をいったん広げその後狭めながら物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げながら物体側へ移動した後に像側に移動し、第５レンズ群Ｇ５はフィルタ類Ｆと共に固定されている。なお、実施例５は、本発明に係る本実施形態に含まれない参考例である。

この実施例５の光学系は、望遠焦点距離／広角焦点距離は２．８であるが、
広角側で負の歪曲収差を発生させて広角画角／望遠画角を３とし高い変倍比にし
ている。そして、像歪を電気的に補正している。

本発明の実施例６の変倍光学系は、図６に示す通りの構成である。

この実施例６は、第１レンズ群を３枚のレンズにて構成した。

即ち、実施例６の光学系は、物体側から順に全体が負の屈折力で負レンズと負と正の接合レンズの３枚のレンズよりなる第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２と負の第３レンズ群Ｇ３と正の第４レンズ群Ｇ４とより構成されている。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Ｇ１は固定であり、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２は一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３が第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げながら物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４はフィルタ類Ｆと共に固定されている。

この実施例６の光学系は、望遠焦点距離／広角焦点距離は２．８であるが、
広角側で負の歪曲収差を発生させて広角画角／望遠画角を３として高い変倍比を
得るようにしている。そして、像歪を電気的に補正している。

本発明の実施例７の変倍光学系は、図７に示す通りの構成であって、実施例
６と同様に第１レンズ群を３枚のレンズにて構成している。

この実施例７は、物体側より順に、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２と負の第３レンズ群Ｇ３と正の第４レンズ群Ｇ４とより構成されている。そして、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２とは一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３が第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げながら物体側に移動した後に像側に移動し、第４レンズ群Ｇ４はフィルタ類Ｆと共に固定である。

この実施例７は、望遠焦点距離／広角焦点距離は２．８であるが、広角にお
いて負の歪曲収差を発生させて広角画角／望遠画角を３とし高い変倍比にしてい
る。そして、像歪を電気的に補正する。

本発明の実施例８の変倍光学系は、図８に示す通りの構成である。

この実施例８は、第２レンズ群を４枚のレンズにて構成した。即ち、実施例８は、物体側より順に、負の第１レンズ群Ｇ１と、全体が正の屈折力を有していて、正レンズと正負正の３枚接合レンズの４枚のレンズよりなる第２レンズ群Ｇ２と、負の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とより構成されている。そして、広角端から望遠端への変倍に際に、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２とは一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げながら物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４はフィルタ類Ｆと共に固定である。

この実施例８は、望遠焦点距離／広角焦点距離は２．８であるが、広角にて
負の歪曲収差を発生させ、広角画角／望遠画角が３の高い変倍比にしてある。そ
して、像歪を電気的に補正する。

本発明の実施例９の変倍光学系は、図９に示す通りの構成である。この実施
例９は第３レンズ群を２枚のレンズにて構成した。

この実施例９は、物体側より順に、負の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レン
ズ群Ｇ２と、全体として負の屈折力を有し２枚のレンズよりなる第３レンズ群Ｇ
３と正の第４レンズ群Ｇ４とよりなる。そして、広角端から望遠端への変倍の際
に、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２とは一体に
物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げながら物
体側へ移動した後に像側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４はフィルタ類Ｆと共に固定
である。

この実施例９は、望遠焦点距離／広角焦点距離は２．８であるが、広角で負
の歪曲を発生させることによって広角画角／望遠画角を３とし高い変倍比にして
いる。そして、像歪は電気的に補正している。

本発明の実施例１０の変倍光学系は、図１０に示すような構成である。

この実施例１０は、開口絞りを第２レンズ群の最終面に配置した点で他の実
施例と相違する。

即ち、実施例１０の光学系は、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ
２と負の第３レンズ群Ｇ３と正の第４レンズ群Ｇ４とよりなる。そして、広角端
から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１は固定であり、第２レンズ群Ｇ２
と開口絞りＳとは一体になって物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ
群Ｇ２との間隔を広げながら物体側へ移動した後に像側へ移動し、第４レンズ群
Ｇ４はフィルタ類Ｆと共に固定されている。この実施例は、第２レンズ群Ｇ２と
第３レンズ群Ｇ３の移動が少なくて、第３レンズ群Ｇ３の体積も小である。

この実施例１０は、望遠焦点距離／広角焦点距離は２．７であるが、広角に
おいて負の歪曲収差を発生させて広角画角／望遠画角を３とした。これにより高
い変倍比になし得ている。そして、像歪を電気的に補正している。

本発明の実施例１１の変倍光学系は、図１１に示す通りである。これは、実
施例１等と同様に、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群
Ｇ２と、負の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とにて構成されている
。そして、広角端から望遠端への変倍に際して、負の第１レンズ群Ｇ１は固定で
あり、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２とは一体に物体側へ移動し、負の第３レン
ズ群Ｇ３は第２レンズ群との間隔を広げながら物体側へ移動した後に像側へ移動
し、正の第４レンズ群Ｇ４はフィルタ類Ｆと共に固定である。

この実施例１１は、広角端から望遠端まで、歪曲収差を±５％以下に補正し
ている。

本発明の実施例１２の変倍光学系は、図１２に示すような構成である。

この実施例１２は、第１レンズ群を接合レンズにて構成した。つまり、この
実施例の光学系は、物体側より順に負レンズと正レンズとを接合した負の屈折力
の接合レンズよりなる第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２と、負の第３
レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とよりなる。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Ｇ１は固定されており、開口絞りＳと第２レン
ズ群Ｇ２とは一体になって物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ群Ｇ
２との間隔を広げながら物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４はフィルタ類Ｆと共
に固定されている。

この実施例１２は、望遠焦点距離／広角焦点距離は２．７であるが、広角に
て負の歪曲収差を発生させて広角画角／望遠画角を３になるようにし、高い変倍
比にしている。ここで、像歪を電気的に補正している。

本発明の各実施例の光学系にて用いられる非球面は、光軸に回転対称で、光
軸をｚ軸とし、光軸（ｚ軸）よりの距離をｈ（ｈ²＝ｘ²＋ｙ²）とした時、次の
式にて表わされる。
ｚ＝Ｃｈ／［１＋｛１−（１＋ｋ）Ｃ²ｈ²｝^1/2］
＋ａｈ⁴＋ｂｈ⁶＋ｃｈ⁸＋ｄｈ¹⁰＋・・・
上記式において、Ｃは頂点の曲率（１／ｒ）、ｋは円錐定数、ａ，ｂ，ｃ，
ｄは夫々４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。

次に本発明の撮影光学系を使用した撮影装置の例を述べる。

図１６、図１７は、本発明の撮影光学系が組み込まれた電子カメラを示す図
である。これら図において、図１６及び図１７は夫々電子カメラの外観を示す前
方斜視図および断面図である。これら図に示すように１０は電子カメラで、撮影
用光路１１を有する撮影光学系１２とファインダー用光路１３を有するファイン
ダー光学系１４とシャッター１５とフラッシュ１６と液晶表示モニター１７とを
備えている。このカメラ１０の上部に配置されたシャッター１５が押圧されると
それに連動して本発明の撮影光学系である対物レンズ１２を通して撮影が行なわ
れる。この撮影光学系１２により形成される物体像は、赤外線カットフィルター
２１を介してＣＣＤ等の撮像素子チップ２０上に形成される。

撮像素子チップ２０にて受光された物体像は、電気的に接続された処理手段
１８を介することにより反転されて正立正像の電子画像としてカメラ１０の背面
に設けられた液晶表示モニター１７に表示される。また処理手段１８は、撮像素
子チップ２０にて撮影された物体像を反転させた正立正像の電気信号に変換し、
また電子情報として記録する記録手段１９の制御をも行なう。この記録手段１９
は、処理手段１８に設けられたメモリーであってもよく、図示されているような
処理手段１８と電気的に記録を書き込むディバイスであってもよい。

また、ファインダー用光路１３を有するファインダー用光学系１４は、ファ
インダー用対物光学系３１と、このファインダー用対物光学系にて形成された物
体像を正立させるポロプリズム３２と物体像を観察する観察者の眼球Ｅに導く接
眼レンズ３３とを備えている。ポロプリズム３２は、前部分３２ａと後部分３２
ｂとに分割されており、その間に物体像が形成される面を有し、この面の上に視
野枠３４が配置されている。このポロプリズム３２は四つの反射面を有し、ファ
インダー用対物光学系３１にて形成された物体像を正立正像させる。

また、カメラ１０は、部品を減らしコンパクトにし、低コストにするために
、ファインダー光学系１４を省いてもよい。その場合は、観察者は液晶モニター
１７を見ながら撮影を行なうことになる。

次に、本発明の撮影光学系を内蔵する情報処理装置の一例であるパソコンに
ついて、図１８にもとづき述べる。

この図１８はパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。

この図１８に示すように、パソコン４０は、外部より操作者が情報を入力す
るためのキーボード４１と、図示していない情報処理手段や記録手段と、情報を
操作者に表示するモニター４２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影
光学系４３とを有している。ここでモニター４２は、図示していないバックライ
トにより背面より照明され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もよい。また、撮
影光学系は、モニター４２の右上に内蔵されているが、図示する位置に限らず、
モニター４２の周囲やキーボードの周囲のどこでもよい。

このパソコン４０にて用いる撮影光学系は、本発明の撮影光学系４３と物体
像を受光する撮像素子チップを有しており、それらはパソコン４０に内蔵されて
いる。

このパソコン４０に内蔵されている撮影光学系のフォーカシングは、例えば
第３レンズ群を光軸に沿って移動させることにより行なわれる。

撮像チップにて受光された物体像は、パソコン４０の処理手段（ＣＰＵ）に
入力され正立正像化された電子画像としてモニター４２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４５が示されている。またこの画像４
５は、処理手段を介して、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ようにすることも可能である。

次に、図１９、図２０は本発明の撮影光学系を内蔵した情報処理装置の一例
である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を示すものである。

図１９は携帯電話５０の正面図、図２０は側面図である。

図１９、図２０に示すように、携帯電話５０は、操作者の声を情報として入
力するマイク部５１と、通話相手の声を出力するスピーカー部５２と、操作者が
情報を入力する入力ダイヤル５３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番
号等の情報を表示する例えば液晶表示素子のモニター５４と、撮影光学系５５と
、通話電波の送信と受信を行なうアンテナ５６と、画像情報や通信情報、入力信
号等の処理を行なう処理手段（図示してない）とを有している。なお、図に示す
各構成の配置位置は一例であって、これに限ることはない。

この携帯電話５０に内蔵する撮影光学系は、撮影光路５７上に配置された本
発明の撮影光学系からなる対物レンズと物体像を受光する撮像素子チップとを
有している。この撮影光学系は例えば第３レンズ群を光軸に沿って移動すること
によりフォーカシングが行なわれる。

撮影光学系において撮像チップにて受光された物体像は、図示していない処
理手段に入力された正立正像化された電子画像としてモニター５４に表示されま
たは通信相手のモニターに表示され、あるいはその両方に表示される。又処理手
段には通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップにて受光された物体像の
情報を、送信可能な信号に変換する信号処理機能が含まれている。

以上述べた本発明の変倍光学系は、特許請求の範囲に記載したもののほか次
の各項の光学系およびこれら光学系を用いた次に記載するカメラ等の装置も、本
発明の目的を達成し得る。

（１）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４に記載する光学系で、下記の条件（１）、（２）を満足することを特徴とする変倍光学系。
（１） −１．５≦ｆＮ／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．２
（２）０．４≦ｆＰ／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦８
ただし、ｆＮは負のレンズ成分の焦点距離、ｆＰは正のレンズ成分の焦点距離、ｆＴは望遠端における全系の焦点距離、ｆＷは広角端における全系の焦点距離である。

（２）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）の項に記載する光学系で、最も物体側の面の曲率半径ｒ１が下記条件（３）を満足することを特徴とする変倍光学系。
（３） −３０≦ｒ１

（３）（１）又は（２）の項に記載する光学系で、前記第２レンズ群が少なく
とも２枚の正レンズと１枚の負レンズを含むことを特徴とする変倍光学系。

（４）前記の（３）の項に記載する光学系で、下記条件（４）、（５）、（６
）を満足することを特徴とする変倍光学系。
（４）０．４≦ｆ２１／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦３
（５）０．１≦ｆ２２／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦３
（６） −５≦ｆ２３／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．１
ただし、ｆ２１は第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離、ｆ２２
は第２レンズ群の物体側より２番目の正レンズの焦点距離、ｆ２３は第２レンズ
群の負レンズの焦点距離、ｆＴは望遠端における全系の焦点距離、ｆＷは広角端
における全系の焦点距離である。

（５）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の項に記載する光学系で、第２レンズ群が下記条件（Ａ）を満足することを特徴とする変倍光学系。
（Ａ） Δν≧２０
ただし、Δνは第２レンズ群中のレンズのアッベ数の差である。

（６）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）又は（５）の項に記載する光学系で、第３レンズ群の像側主点位置が、第３レンズ群の最終面よりも像面側に位置することを特徴とする変倍光学系。

（７）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）又は（７）の項に記載する光学系で、第３レンズ群の焦点距離ｆ３が下記条件（９）を満足することを特徴とする変倍光学系。
（９） −５≦ｆ３／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦−０．４
ただし、ｆＷは広角端における全系の焦点距離、ｆＴは望遠端における全系の焦点距離である。

（８）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）又は（７）の項に記載する光学系で、下記条件（１０）を満足することを特徴とする変倍光学系。
（１０） −９≦β３Ｓ／β２Ｓ≦−０．５
ただし、β２Ｓ、β３Ｓは夫々スタンダード（中間焦点距離）ｆＳにおける第２レンズ群および第３レンズ群の倍率である。尚、ｆＳは広角端における全系の焦点距離をｆＷ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとした時、ｆＳ＝（ｆＴ×ｆＷ）^1/2である。

（９）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）又は（８）の項に記載する光学系で、第３レンズ群により合焦を行なうことを特徴とする変倍光学系。

（１０）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）又は（９）の項に記載する光学系で、有効径における第３レンズ群の体積が２５ｍｍ³以下であることを特徴とする変倍光学系。

（１１）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）又は（１０）の項に記載する光学系で、第３レンズ群中の少なくとも１面が非球面であることを特徴とする変倍光学系。

（１２）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）又は（１１）の項に記載する光学系で、第２レンズ群の少なくとも１面が非球面であることを特徴とする変倍光学系。

（１３）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）又は（１２）の項に記載する光学系で、第４レンズ群の少なくとも１面が非球面であることを特徴とする変倍光学系。

（１４）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）又は（１３）の項に記載する光学系で、広角端から望遠端への変倍の際に移動するレンズ群中に像側へ移動したのち物体側へ戻るＵターン群と物体側へ移動する単調移動群を含み、Ｕターン群の位置を広角端と望遠端における位置に固定し、単調移動群のみを移動させて広角端と望遠端にて使用するようにしたことを特徴とする変倍光学系。

（１５）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）又は（１４）の項に記載する光学系で、光学系で発生する歪曲収差を電気的に補正することを特徴とする変倍光学系。

（１６）前記の（１５）の項に記載する光学系で、歪曲収差の最大補正量が３
０％以下であることを特徴とする変倍光学系。

（１７）前記の（１５）又は（１６）の項に記載する光学系で、歪曲収差を電
気的に補正する際の最大引き伸ばし倍率が２以下であることを特徴とする変倍光
学系。

（１８）前記の（１５）、（１６）又は（１７）に記載する光学系で、横軸を
光学系の焦点距離、縦軸を最大歪曲収差とした時の倍率と最大歪曲収差の関係が
二つ以上の山または谷を持たないことを特徴とする変倍光学系。

（１９）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）乃至（１８）の項のいずれか一つの項に記載された変倍光学系を備え、前記変倍光学系にて形成される物体像を受光する位置に配置された電子撮像素子と、電子撮像素子により光電変換された電子信号を処理する処理手段と、操作者が前記処理手段に入力したい情報信号を入力するための入力部と、処理手段からの出力を表示するための表示素子と、処理手段からの出力を記録するために記録媒体を含んでいて、処理手段が変倍光学系によって電子撮像素子に受光された物体像を表示素子にて表示するようにしたことを特徴とする情報処理装置。

（２０）前記の（１９）の項に記載する情報処理装置において、入力部がキー
ボードにて構成され、変倍光学系と撮像素子とが表示素子の周辺部又はキーボー
ドの周辺部に内蔵されていることを特徴とするパソコン装置。

（２１）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは、前記の（１）乃至（２０）の項のうちの一つに記載する変倍光学系を備え、変倍光学系により形成された物体像を受講する位置に配置された電子撮像素子と、電話信号を送信あるいは受信するためのアンテナと電話番号等の信号を入力するための入力部と、電子撮像素子によって受光された物体像を送信可能な信号に変換する信号処理部とを含むことを特徴とする電話装置。

（２２）特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１４あるいは前記の（１）乃至（２１）の項のいずれかに記載する変倍光学系を備えていて、変倍光学系にて形成された物体像を受光する位置に配置されている電子撮像素子と、電子撮像素子によって光電変換された電子信号を処理する処理手段と、電子撮像素子にて受光された物体像を観察可能に表示する表示素子と、電子撮像素子で受光された物体像の像情報を記録するための記録部材を内蔵または挿脱可能に構成し、処理手段が電子撮像素子にて受光された物体像を表示素子にて表示する表示処理機能と、電子撮像素子にて受講された物体像を記録媒体に記録する記録処理機能とを有していることを特徴とする電子カメラ装置。

なお、明細書中、「レンズ成分」とは、単レンズまたは接合レンズであって、空気接触光学面が２面であるレンズのことをいう。

第２レンズ群と第３レンズ群の移動により変倍とフォーカシングを行い得るため、光学系全体の小型化が可能となり、デジカメ、携帯電話などの撮影光学系として利用し得、また光学系を含めたデジカメ、携帯電話などが全体として小型なものになし得る。

Claims

物体側から順に、実質的に、
負の第１レンズ群と、
正の第２レンズ群と、
負の第３レンズ群と、
正の第４レンズ群とよりなり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、実質的に、負の単レンズであって、空気接触光学面が２面である負のレンズ成分と正の単レンズ又は正の接合レンズであって、空気接触光学面が２面である正のレンズ成分からなるか、若しくは負レンズと正レンズの接合レンズからなり、
前記負のレンズ成分が両凹の負レンズを含み、
前記正のレンズ成分が物体側に凸面を向けた正レンズを含み、
広角端から望遠端への変倍の際に、
前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔を狭めながら物体側へ移動し、
前記第３レンズ群は、前記第２レンズ群との間隔を広げながら物体側へ移動するか、前記第２レンズ群との間隔を広げながら物体側に移動した後に像側に移動すると共に、
前記第４レンズ群は、固定であり、
前記第２レンズ群の前側主点位置は、前記第２レンズ群よりも物体側に位置し、
前記第４レンズ群は、次の条件（１５）を満足する変倍光学系。
（１５）０．４≦ｆ４／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦２
ただし、
ｆ４は、前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆＷは、広角端における全系の焦点距離、
ｆＴは、望遠端における全系の焦点距離、
である。
物体側から順に、実質的に、
負の第１レンズ群と、
正の第２レンズ群と、
負の第３レンズ群と、
正の第４レンズ群とよりなり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、実質的に、負の単レンズであって、空気接触光学面が２面である負のレンズ成分と正の単レンズ又は正の接合レンズであって、空気接触光学面が２面である正のレンズ成分からなるか、若しくは負レンズと正レンズの接合レンズからなり、
前記第３レンズ群は、物体側の面が物体側に凹形状で、像側の面が像側に凹形状であり、
広角端から望遠端への変倍の際に、
前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔を狭めながら物体側へ移動し、
前記第３レンズ群は、前記第２レンズ群との間隔を広げながら物体側へ移動するか、前記第２レンズ群との間隔を広げながら物体側に移動した後に像側に移動すると共に、
前記第４レンズ群は、固定であり、
前記第４レンズ群は、次の条件（１５）を満足する変倍光学系。
（１５）０．４≦ｆ４／（ｆＴ×ｆＷ）^1/2≦２
ただし、
ｆ４は、前記第４レンズ群の焦点距離、
ｆＷは、広角端における全系の焦点距離、
ｆＴは、望遠端における全系の焦点距離
である。
前記第１レンズ群の前側主点位置は、第１レンズ群より物体側に位置する
請求項１又は２に記載の変倍光学系。
前記第１レンズ群の負のレンズ成分は、両凹の負レンズ１枚からなる
請求項１又は２に記載の変倍光学系。
前記第１レンズ群の正のレンズ成分は、物体側に凸面を向けた正レンズ１枚か、物体側から順に正レンズ、負レンズからなる物体側に凸面を向けた接合レンズである
請求項１から４のいずれか１項に記載の変倍光学系。
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群は、固定である
請求項１から５のいずれか１項に記載の変倍光学系。
開口絞りは、第２レンズ群の物体側あるいは像側に設けられ、
変倍の際に、前記開口絞りと前記第２レンズ群とは、一体に物体側へ移動する
請求項１から６のいずれか１項に記載の変倍光学系。
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した負の接合レンズで構成される
請求項１から７のいずれか１項に記載の変倍光学系。
前記第３レンズ群の物体側の面は、物体側に凹形状で、
前記第３レンズ群の像側の面は、像側に凹形状である
請求項１に記載の変倍光学系。
前記第３レンズ群は、両凹の負レンズからなる
請求項１又は２に記載の変倍光学系。
前記第４レンズ群は、１枚の正レンズよりなる
請求項１から１１のいずれか１項に記載の変倍光学系。
前記第３レンズ群又は前記第４レンズ群は、レンズ１枚で構成されるレンズ群を含む
請求項１又は２に記載の変倍光学系。
下記の条件式を満たす請求項１から１２のいずれか１項に記載の変倍光学系。
広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間の面間隔＞
望遠端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間の面間隔
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間の面間隔＜
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間の面間隔
広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間の面間隔 ≦
望遠端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間の面間隔
下記の条件式（１４−３）を満足する
請求項１から１３のいずれか１項に記載の変倍光学系。
（１４−３）０．５＜ｆ２／ｆ４＜３
ただし、
ｆ４は、第４レンズ群の焦点距離、
ｆ２は、第２レンズ群の焦点距離
である。