JP5424553B2

JP5424553B2 - 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置

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Publication number: JP5424553B2
Application number: JP2007307088A
Authority: JP
Inventors: 啓介市川; 伸一三原
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: JP2008257179A

Description

本発明は、特に電子撮像光学系に適した超小型であり結像性能に優れた結像光学系及び、この結像光学系を有するビデオカメラやデジタルカメラを始めとする電子撮像装置に関するものである。

デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子撮像装置では、ＣＣＤ等の固体撮像素子が用いられる。近年においては、この固体撮像素子の高画素化等に伴って、使用される光学系としても光学性能の高いレンズが要望されている。また、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の小型化に伴い、それらに搭載されるズームレンズに対しても、当然ながら小型化、薄型化、軽量化等が要望されている。

特に、装置の大きさに関しては、撮影時はもちろんのこと、非撮影時においても、小型化、薄型化が求められている。そのため、光学系においても、ズームレンズをカメラの本体に収納したときのサイズと全長のサイズの短縮化を両立した光学系が強く要望されている。

従来の小型のズームレンズとして、負先行型ズーム光学系が知られている。この負先行型ズーム光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群からなる。このタイプの光学系は、例えば特許文献１にあるように負の屈折力を有する第１レンズ群のレンズ枚数が２枚のタイプと、例えば特許文献２にあるように1枚のタイプがある。

特開２００２−１４２８４号公報特開２００３−１７７３１５号公報

第１レンズ群が２枚のレンズで構成されているタイプのズーム光学系は、第１レンズ群の光軸方向の厚みが厚い。このため、ズーム光学系を筐体の厚み（奥行き）方向に収納するいわゆる沈胴式鏡筒にしても、カメラ筐体をさらに薄くすることは困難であった。また、第１レンズ群が１枚のレンズで構成されているタイプのズーム光学系は、小型化にできる。しかしながら、レンズ枚数が少ないため、このままでは光学性能をより向上させることが困難である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、薄型であることと高画素にも耐えうる光学性能を両立させた結像光学系及びそれを有する電子撮像装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の結像光学系は、
実質的に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズを有する第３レンズ群と、からなる結像光学系であって、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広角端に対し望遠端で小さく、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が広角端に対し望遠端で大きくなるように変倍が行われ、
前記第１レンズ群は負両凹レンズＡnと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＡpの接合レンズからなり、
前記正メニスカスレンズＡpが樹脂レンズであり、
前記第２レンズ群は、正レンズ成分と負レンズ成分を有し、合計枚数が３枚以下であり、かつ、
前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズの２枚からなるか、または、正両凸レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズからなり、
非球面の形状を、光軸方向をｚ、光軸に垂直な方向をｈとする座標軸とし、Ｒを球面成分の光軸上における曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０・・・を非球面係数として、次の式（７）で表した場合、
ｚ＝ｈ²／Ｒ［１＋｛１−（１＋ｋ）ｈ^２／Ｒ²｝^1/2］
＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰＋・・・（７）
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする。
０．１０≦｜ｚ_AR（ｈ）−ｚ_AC（ｈ）｜／Ａpｄ≦１．０５・・・（８）
ここで、ｚ_ACは前記正メニスカスレンズＡpにおける接合側の面の形状、ｚ_AR は前記正メニスカスレンズＡpにおける空気接触側面の形状であって、いずれも上記式（７）に従う形状であり、ｈは広角端における前記結像光学系全系の焦点距離をｆｗとしたときｈ＝０．７ｆｗで表され、Ａpｄは前記正メニスカスレンズＡpの光軸上の厚みであり、また、常にｚ（０）＝０である。また、レンズ成分とは、両端が空気接触面である単レンズ又は接合レンズを意味する。
また、以下の説明では、適宜、負両凹レンズＡnを負レンズＡn、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＡpを正レンズＡp、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズを像側に凸面を向けたレンズ、という。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記正レンズＡpの材質はエネルギー硬化型樹脂であることを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記負レンズＡnの材質は有機物質を含むことを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、横軸をνd、及び縦軸をθgFとする直交座標系において、
θgF＝αgF×Ａpν＋βgF（但し、αgF＝−０．００１６３）
で表される直線を設定したときに、前記正レンズＡpが以下の条件式（１）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（２）で定まる領域との両方の領域に含まれることを特徴とする。
０．６４００＜βgF＜０．９０００・・・（１）
３≦Ａpν≦２７・・・（２）
ここで、Ａpνは前記正レンズＡpのｄ線のアッベ数、θgF は前記正レンズＡpの部分分散比（ｎg−ｎF)／（ｎF−ｎC）、ｎgはｇ線の屈折率、ｎFはＦ線の屈折率、ｎCはＣ線の屈折率である。

また、本発明の好ましい態様によれば、横軸をνd、及び縦軸をθhgとする直交座標系において、
θhg＝αhg×Ａpν＋βhg（但し、αhg＝−０．００２２５）
で表される直線を設定したときに、前記正レンズＡpが以下の条件式（３）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（２）で定まる領域との両方の領域に含まれることを特徴とする。
０．５７００＜βhg＜０．９５００・・・（３）
３≦Ａpν≦２７・・・（２）
ここで、Ａpνは前記正レンズＡpのｄ線のアッベ数、θhg は前記正レンズＡpの部分分散比（ｎh−ｎg)／（ｎF−ｎC）、ｎhはｈ線の屈折率、ｎgはｇ線の屈折率、ｎFはＦ線の屈折率、ｎCはＣ線の屈折率である。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記負レンズＡnが以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする。
１．４３≦Ａnn≦２．００・・・（４）
ここで、Ａnnは前記負レンズＡnのｄ線の屈折率である。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記負レンズＡnが以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
３０≦Ａnν≦９５・・・（５）
ここで、Ａnνは前記負レンズＡnのｄ線のアッベ数である。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記正レンズＡpが以下の条件式（６）を満足することを特徴とする。
１．５０≦Ａpn≦１．８５・・・（６）
ここで、Ａpnは前記正レンズＡpのｄ線の屈折率である。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１レンズ群は少なくとも１つ以上の非球面を有することを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１レンズ群は両空気接触面ともに非球面を有することを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１レンズ群の接合面が非球面であることを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、非球面の形状を、光軸方向をｚ、光軸に垂直な方向をｈとする座標軸とし、Ｒを球面成分の光軸上における曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０・・・を非球面係数として、次の式（７）で表した場合、
ｚ＝ｈ²／Ｒ［１＋｛１−（１＋ｋ）ｈ^２／Ｒ²｝^1/2］
＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰＋・・・（７）
以下の条件式（９）、(１０)を満足し、
−５０≦ｋ_AF≦１２０・・・（９）
−５０≦ｋ_AR≦５０・・・（１０）
且つ、下記の条件式（１１）を満足することを特徴とする。
−８≦ｚ_AF（ｈ）／ｚ_AR（ｈ）≦２・・・（１１）
ここで、ｋ_AFは前記第１レンズ群における最も物体側の面に関するｋ値、ｋ_AR は前記第１レンズ群における最も像側の面に関するｋ値で、いずれも上記式（７）におけるｋ値であり、ｚ_AFは前記第１レンズ群の最も物体側の面の形状、ｚ_ARは前記第１レンズ群の最も像側の面の形状であり、いずれも上記式（７）に従う形状であり、ｈは広角端における前記結像光学系全系の焦点距離をｆｗとしたときｈ＝０．７ｆｗで表される。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記正レンズＡpの光軸上での厚さをＡpｄ、前記負レンズＡnの光軸上での厚さをＡnｄとしたとき、以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする。
Ａpｄ／Ａnｄ≦１・・・（１２）

また、本発明の好ましい態様によれば、広角端から望遠端まで変倍する際に、前記第１レンズ群が光軸上を最初に像側に移動するような往復運動をすることを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記負レンズ成分が以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする。
−０．５＜（Ｒ_2NF＋Ｒ_2NR）／（Ｒ_2NF−Ｒ_2NR）＜４・・・（１３）
ここで、Ｒ_2NF、Ｒ_2NRはそれぞれ、前記負レンズ成分の最も物体側の面と最も像面側の面の光軸上の曲率半径である。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２レンズ群は、以下の条件式（１４）、（１５）を満足することを特徴とする。
１．７５≦BｐAVn ・・・（１４）
Bnν≦３５・・・（１５）
ここで、BｐAVnは前記第２レンズ群のすべての前記正レンズの屈折率の平均値、Bnνは前記第２レンズ群の前記負レンズのアッベ数である。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２レンズ群の群内の空気間隔が、群内の少なくとも１つの前記負レンズの光軸上での厚さよりも小さいことを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第３レンズ群は、以下の条件式（１６）、（１７）を満足することを特徴とする。
１．４８≦Cｎ・・・（１６）
６０≧Cν ・・・（１７）
ここで、Cｎ、Cνはそれぞれ前記第３レンズ群の像側に凸面を向けたレンズの屈折率とアッベ数である。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第３レンズ群は少なくとも１つの非球面を有することを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置は、上記のいずれか１つに記載の結像光学系と、前記結像光学系の結像位置近傍に設けられた電子撮像素子とを有し、前記結像光学系を通じて結像された像を前記電子撮像素子にて撮像して得られた画像データを加工して形状を変化させた画像データとして出力することが可能な電子撮像装置において、前記結像光学系がほぼ無限遠物点合焦時に以下の条件式（１９）を満足することを特徴とする。
０．７＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜１．５・・・（１９）
ここで、ｙ₀₇は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀としたときｙ₀₇＝０．７ｙ₁₀で表され、ω_07wは広角端における撮像面上の中心からｙ₀₇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、ｆｗは広角端における前記結像光学系全系の焦点距離である。

本発明によれば、第１レンズ群を小型化することで、結像光学系及びそれを用いた電子撮像装置において、一層の小型化を達成することができる。加えて、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有した結像光学系及びそれを用いた電子撮像装置（光学機器）を達成することができる。また、本発明によれば、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数が少なくコンパクトで、優れた光学性能を有する結像光学系が達成できる。

実施例の説明に先立ち、本実施形態の結像光学系の作用効果について説明する。なお、近軸焦点距離が正の値のレンズを正レンズ、近軸焦点距離が負の値のレンズを負レンズとする。また、以下の説明において、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、のことである。

本実施形態の結像光学系は、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、像側に凸面を向けたレンズを有する第３レンズ群を少なくとも含む結像光学系であって、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広角端に対し望遠端で小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広角端に対し望遠端で大きくなるように変倍が行われ、第１レンズ群は負レンズＡnと正レンズＡpの接合レンズからなり、正レンズＡpが樹脂であることを特徴とする。

本実施形態の結像光学系は、第１レンズ群が負の屈折力を有している。よって、上述のいわゆる負先行型ズーム光学系になる。この負先行型ズーム光学系において、従来だと、収差補正のために最も物体側のレンズ群に、通常、少なくとも２つのレンズ成分が必要になる。すなわち、最も物体側のレンズ群は、物体側から順に、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズを有すると共に、少なくともレンズ群内に空気間隔を有することになる。そのため、光学系の厚みを厚くしてしまっている。

一方、第１レンズ群を１つのレンズ成分（単レンズ）のみで構成すると、沈胴式鏡筒を採用した場合、光学系の奥行き方向の薄型化にとって効果が大きい。しかしながら、最も物体側の負のレンズ群を１つのレンズ成分のみで構成すると、広角端における非点収差、色収差あるいは変倍時の非点収差、色収差の変動が大きくなりがちになるので光学性能の向上が困難である。

そこで、本実施形態の結像光学系では、第１レンズ群を負レンズＡnと正レンズＡpの接合レンズで構成している。そして、この正レンズＡpとして樹脂レンズを用いている。このようにすることで、非点収差、色収差の変動を良好に抑えることが可能であるとともに、光学系の沈胴厚の短縮化も図ることができる。

上記のように、第１レンズ群は、正レンズＡpと負レンズＡnを接合した接合レンズ成分とするのが好ましい。このようにすると、非点収差を良好に補正する上で有効である。

また、結像光学系は、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広角端に対し望遠端で小さく、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広角端に対し望遠端で大きくなるように変倍が行われる光学系であるのが好ましい。

また、正レンズＡpの材質はエネルギー硬化型樹脂であることが望ましい。また、負レンズＡnの材質は有機物質を含むことが望ましい。

ここで、色収差補正という観点から、正レンズＡpに用いる材料の光学特性（ｄ線基準のアッベ数Ａpν）は、以下に述べる条件を満たすと良い。

すなわち、横軸をＡpν、及び縦軸をθgFとする直交座標系において、
θgF＝αgF×Ａpν＋βgF（但し、αgF＝−０．００１６３）
で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（２）で定まる領域との両方の領域に、正レンズＡp（正レンズＡpのθgFとＡpν）が含まれるのが好ましい。
０．６４００＜βgF＜０．９０００・・・（１）
３≦Ａpν≦２７・・・（２）
ここで、θgFpは正レンズＡpの部分分散比（ｎg−ｎF)／（ｎF−ｎC）、Ａpνは正レンズＡp のアッベ数（ｎd−1)／（ｎF−ｎC）、ｎd、ｎC、ｎF、ｎgは各々ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率である。

条件式（１）の下限値を下回る場合、二次スペクトルによる色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをした場合のｇ線の色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、画像の鮮鋭さを確保することが難しくなる。一方、条件式（１）の上限値を上回る場合、二次スペクトルが補正過剰となり、撮像で得た画像において、画像の鮮鋭さを確保することが困難となる。

また、条件式（２）の上限値、下限値のいずれの側に超えても、Ｆ線とＣ線との色消し自体が困難で、ズーム時の色収差変動が大きくなる。そのため、撮像で得た画像において、画像の鮮鋭さを確保することが困難となる。特に、上限値を上回ると、色収差の補正がより困難になる。

なお、条件式（１）に代えて、次の条件式（１’）を満足するのがより望ましい。
０．６８００＜βgF＜０．８７００・・・（１’）
さらに、条件式（１）に代えて、次の条件式（１”）を満足すると最も良い。
０．７０００＜βgF＜０．８５００・・・（１”）

また、上記の直交座標とは別の、横軸をνd、及び縦軸をθhgとする直交座標系において、
θhg＝αhg×Ａpν＋βhg（但し、αhg＝−０．００２２５）
で表される直線を設定したときに、以下の条件式（３）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（２）で定まる領域との両方の領域に、正レンズＡp（正レンズＡpのθhgとＡpν）が含まれることを特徴とするものである。

０．５７００＜βhg＜０．９５００・・・（３）
３≦Ａpν≦２７・・・（２）
ここで、θhgは正レンズＡpの部分分散比（ｎh−ｎg)／（ｎF−ｎC）、ｎh、ｎC、ｎF、ｎgは、各々ｈ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率である。

条件式（３）の下限値を下回る場合、二次スペクトルによる色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをした場合のｈ線の色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、画像に紫の色フレア、色にじみが発生しやすい。一方、条件式（３）の上限値を上回る場合、この硝材を負（凹）レンズに用いたときの二次スペクトルによる色収差、つまりＦ線とＣ線で色消しをした場合のｈ線の色収差補正が十分でなくなる。そのため、撮像で得た画像において、画像に紫の色フレア、色にじみが発生しやすい。

なお、条件式（３）に代えて、次の条件式（３’）を満足するのがより望ましい。
０．６２００＜βhg＜０．９２００・・・（３’）
さらに、条件式（３）に代えて、次の条件式（３”）を満足すると最も良い。
０．６７００＜βhg＜０．９０００・・・（３”）

また、第１レンズ群の負レンズＡn（負レンズＡnに用いる光学材料）が、以下の条件式（４）を満足すると良い。
１．４３≦Ａnn≦２．００・・・（４）
ここで、Ａnnは負レンズＡnのｄ線の屈折率である。

条件式（４）の上限値を上回る場合と下限値を下回る場合、すなわち、条件式（４）を満足しないと、非点収差、ディストーションの補正に不利である。

また、条件式（４）に代えて、条件式（４’）を満足するのがより望ましい。
１．４９≦Ａnn≦１．９５・・・（４’）
さらに、条件式（４）に代えて、条件式（４”）を満足すると最も良い。
１．５１≦Ａnn≦１．９０・・・（４”）

また、第１レンズ群の負レンズＡn（負レンズＡnに用いる光学材料）が、以下の条件式（５）を満足すると良い。
３０≦Ａnν≦９５・・・（５）
ここで、Ａnνは負レンズＡnのｄ線のアッベ数である。

条件式（５）の上限値を上回る場合と下限値を下回る場合、すなわち、条件式（５）を満足しないと、色収差の補正に不利である。

また、条件式（５）に代えて、条件式（５’）を満足するのがより望ましい。
３５≦Ａnν≦７０・・・（５’）
さらに、上記条件（５）に代えて、条件式（５”）を満足すると最も良い。
４０≦Ａnν≦６４．５・・・（５”）

また、第１レンズ群の正レンズＡp（正レンズＡpに用いる光学材料）が、以下の条件式（６）を満足すると良い。
１．５０≦Ａpn≦１．８５・・・（６）
ここで、Ａpnは正レンズＡpのｄ線の屈折率である。

条件式（６）の上限値を上回る場合と下限値を下回る場合、すなわち、条件式（６）を満足しないと、非点収差、ディストーションの補正に不利である。

また、条件式（６）に代えて、条件式（６’）を満足するのがより望ましい。
１．５５≦Ａpn≦１．８０・・・（６’）
さらに、条件式（６）に代えて、条件式（６”）を満足すると最も良い。
１．５７≦Ａpn≦１．７７・・・（６”）

また、第１レンズ群は少なくとも１つ以上の非球面を有することが望ましい。ここで、第１レンズ群は両空気接触面ともに非球面を有することが望ましい。また、第１レンズ群の接合面が非球面であることが望ましい。

ここで、第１レンズ群を接合レンズにて構成する目的は、色収差の補正にある。一般にズームレンズにおいては、レンズ構成をシンプルにしようとするほど、望遠側と広角側での倍率色収差の同時補正が困難となる。そこで、最も物体側のレンズ群（第１レンズ群）の接合面を非球面とすれば、広角側の倍率色収差をコントロールすることが出来るので、同時補正が容易になる。

また、接合レンズの接合面の非球面は光軸から離れるほど、球面であるよりも強い収斂性を有することが望ましい。最も物体側のレンズ群を薄くシンプルにしようとする場合、広角側における倍率色収差が望遠側のそれよりも補正不足となりやすい傾向にある。そこで、最も物体側のレンズ群の接合面を光軸から離れるほど収斂性が強くなる非球面とすることで、広角端での補正不足を解消することができる。その結果、ズーム全域に亘り倍率色収差を良好に補正できる。

また、レンズ形状については以下のようにすると良い。つまり、非球面の形状を、光軸方向をｚ、光軸に垂直な方向をｈとする座標軸とし、Ｒを球面成分の光軸上における曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０・・・を非球面係数として、次の式（７）で表した場合、
ｚ＝ｈ²／Ｒ［１＋｛１−（１＋ｋ）ｈ^２／Ｒ²｝^1/2］
＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰＋・・・（７）
以下の条件式（８）を満足するのが好ましい。
０．１０≦｜ｚ_AR（ｈ）−ｚ_AC（ｈ）｜／Ａpｄ≦１．０５・・・（８）
ここで、ｚ_ACは正レンズＡpにおける接合側の面の形状、ｚ_AR は正レンズＡpにおける空気接触側面の形状であって、いずれも上記式（７）に従う形状であり、ｈは広角端における結像光学系全系の焦点距離をｆｗとしたときｈ＝０．７ｆｗで表され、Ａpｄは正レンズＡpの光軸上の厚みであり、また、常にｚ（０）＝０である。

条件式（８）の下限値を下回ると、色収差の補正が不十分になりやすい。条件式（８）の上限値を上回ると、正レンズを薄く加工することを考えた場合に周辺部の縁肉確保が困難になる。

また、条件式（８）に代えて、条件式（８’）を満足するのがより望ましい。
０．１５≦｜ｚ_AR（ｈ）−ｚ_AC（ｈ）｜／Ａpｄ≦０．９５・・・（８’）
さらに、条件式（８）に代えて、条件式（８”）を満足すると最も良い。
０．２０≦｜ｚ_AR（ｈ）−ｚ_AC（ｈ）｜／Ａpｄ≦０．８５・・・（８”）

また、レンズ形状に関して、以下のようにすると良い。つまり、非球面の形状を、光軸方向をｚ、光軸に垂直な方向をｈとする座標軸とし、Ｒを球面成分の光軸上における曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０・・・を非球面係数として、次の式（７）で表した場合、
ｚ＝ｈ²／Ｒ［１＋｛１−（１＋ｋ）ｈ^２／Ｒ²｝^1/2］
＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰＋・・・（７）
以下の条件式（９）、(１０)を満足し、
−５０≦ｋ_AF≦１２０・・・（９）
−５０≦ｋ_AR≦５０・・・（１０）
且つ、以下の条件式（１１）を満足すると良い。
−８≦ｚ_AF（ｈ）／ｚ_AR（ｈ）≦２・・・（１１）
ここで、ｋ_AFは第１レンズ群における最も物体側の面に関するｋ値、ｋ_AR は第１レンズ群における最も像側の面に関するｋ値をｋ_AR で、いずれも上記式（７）におけるｋ値であり、ｚ_AFは第１レンズ群の最も物体側の面の形状、ｚ_ARは第１レンズ群の最も像側の面の形状であり、いずれも上記式（７）に従う形状であり、ｈは広角端における結像光学系全系の焦点距離をｆｗとしたときｈ＝０．７ｆｗで表される。

条件式（１１）の上限値を上回ると、非点収差の補正にとって不利となりやすい。下限値を下回ると、歪曲収差の発生量が著しくなる。そのため、たとえ後述する画像処理機能を用いて歪みを整えたとしても、その補正では画像周辺部を放射方向に拡大することになる。このため、周辺部分のメリジオナル方向の解像が悪化しやすい。

また、条件式（１１）に代えて、条件式（１１’）を満足するのがより望ましい。
−４≦ｚ_AF（ｈ）／ｚ_AR（ｈ）≦０・・・（１１’）
さらに、条件式（１１）に代えて、条件式（１１”）を満足すると最も良い。
−２≦ｚ_AF（ｈ）／ｚ_AR（ｈ）≦−０．３・・・（１１”）

また、正レンズＡpの光軸上での厚さをＡpｄ、負レンズＡnの光軸上での厚さをＡnｄとしたとき、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
Ａpｄ／Ａnｄ≦１・・・（１２）

また、条件式（１２）に代えて、条件式（１２’）を満足するのがより望ましい。
０．３≦Ａpｄ／Ａnｄ≦１．０・・・（１２’）

なお、第１レンズ群は、広角端から望遠端まで変倍する際に、光軸上を最初に像側に移動するような往復運動をする（移動軌跡が像側に凸になる）のが好ましい。このようにすれば、光学系の全長を短く出来、鏡筒沈胴時の薄型化に有効である。

また、第２レンズ群は正の屈折力を有する。この第２レンズ群は、正レンズ成分と負レンズ成分を有し、合計枚数が３枚以下であることが望ましい。この場合、第２レンズ群は２つのレンズ成分、又は単レンズ成分と接合レンズ成分、又は３枚の単レンズ成分にて構成するのが好ましい。このようにすると、全長短縮、色収差補正、非点収差補正の面で有利である。

特に、第２レンズ群を１つのレンズ成分B1から構成するか、あるいは物体側から順に２つのレンズ成分B1, B2で構成するのが好ましい。第２レンズ群を１つのレンズ成分B1で構成する場合、レンズ成分B1は、物体側から、正の単レンズ、負の単レンズの順で接合された接合レンズにするのが良い。一方、第２レンズ群を２つのレンズ成分B1, B2で構成する場合、レンズ成分B1を正の単レンズとし、レンズ成分B2を、物体側から正の単レンズ、負の単レンズの順で接合された接合レンズとするのが好ましい。

また、第２レンズ群の負レンズ成分が以下の条件式（１３）を満たすと良い。
−０．５＜（Ｒ_2NF＋Ｒ_2NR）／（Ｒ_2NF−Ｒ_2NR）＜４・・・（１３）
ここで、Ｒ_2NF、Ｒ_2NRはそれぞれ、負レンズ成分の最も物体側の面と最も像面側の面の光軸上の曲率半径である。

条件式（１３）の上限値を上回る場合と下限値を下回る場合、すなわち条件式（１３）を満足しないと、色収差、非点収差の補正に不利である。

また、条件式（１３）に代えて、条件式（１３’）を満足するのがより望ましい。
０＜（Ｒ_2NF＋Ｒ_2NR）／（Ｒ_2NF−Ｒ_2NR）＜３・・・（１３’）
さらに、条件式（１３）に代えて、条件式（１３”）を満足すると最も良い。
０．２＜（Ｒ_2NF＋Ｒ_2NR）／（Ｒ_2NF−Ｒ_2NR）＜２．７・・・（１３”）

また、第２レンズ群は、以下の条件式を満足するのが望ましい。
１．７５≦BｐAVn ・・・（１４）
Bnν≦３５・・・（１５）
ここで、BｐAVnは、第２レンズ群のすべての正レンズ成分の屈折率平均値、Bnνは第２レンズ群の負レンズ成分のアッベ数である。

条件式（１４）の下限値を下回ると非点収差を良好に補正する上で不利である。また、条件式（１５）を満足しないと、色収差の補正の面で不利になる。

なお、第２レンズ群（レンズ成分B1とレンズ成分B2）のすべての正レンズの屈折率の平均値BｐAVnは１．７９以上とするのが好ましい。このようにすることで、非点収差の補正を有利に行える。

なお、すべての負レンズ成分のアッベ数の平均値_AVEνd_2Nは２５以下、かつ、出来れば１０以上とするのが良い。このようにすると、色収差の補正を有利に行える。

また、第２レンズ群の群内の空気間隔が、群内の少なくとも１つの負レンズ成分の光軸上での厚さよりも小さくすることが好ましい。これにより、光学系を小型にできる。

次に、第３レンズ群について説明する。第３レンズ群は正の屈折力を有するのが好ましい。ここで、上述したように、本実施形態の結像光学系は、薄型化のために第１レンズ群を１つのレンズ成分にて構成した。そのため、非点収差を良好に補正する面で不利がある。そこで、第３レンズ群に像側に凸面を向けたレンズを配している。また、この像側に凸面を向けたレンズは、像側の面の方を強い曲率とした形状としている。

また、第３レンズ群は、極力高屈折率低分散にしておくことが望ましい。そこで、第３レンズ群は、以下の条件式（１６）、（１７）を満足するのが好ましい。
１．４８≦Cｎ・・・（１６）
６０≧Cν ・・・（１７）
ここで、Cｎ、Cνは、それぞれ第３レンズ群の屈折率と分散である。より具体的には、像面側に凸面を向けたレンズの屈折率と分散である。

条件式（１６）、（１７）を共に満足しないと非点収差、色収差の補正にとって不利になる。

また、条件式（１６）、（１７）に代えて、条件式（１６’）、（１７’）を満足するのがより望ましい。
１．５≦Cｎ・・・（１６’）
５８≧Cν ・・・（１７’）

さらに、条件式（１６）、（１７）に代えて、条件式（１６”）、（１７”）を満足すると最も良い。
１．５２≦Cｎ・・・（１６”）
５５≧Cν ・・・（１７”）

本発明のように、第１レンズ群を１つのレンズ成分のみで構成した場合、非点収差補正と樽型歪曲補正とがトレードオフの関係になりやすい。そこで、この点に着目して、光学系における歪曲収差の発生をある程度許容しておく。そして、本発明の結像（ズーム）光学系を用いる電子撮像装置に含まれる画像処理機能によって画像形状の歪みを補正する。このように対応することで、最終的に得られる画像において、歪曲収差が目立たないようにする。

このような手順について、以下詳述する。ここで、無限遠物体を仮に歪曲収差がない光学系で結像したとする。この場合、結像した像に歪曲がないので、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω ・・・（１８）
が成立する。
ここで、ｙは像点の光軸からの高さ、ｆは結像系の焦点距離、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である。

一方、光学系に広角端近傍の状態のときのみ樽型歪曲収差を許容した場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω ・・・（１８’）
となる。つまり、ωとｙとを一定の値とするならば、広角端において焦点距離ｆは長くてよいこととなり、その分収差補正は容易になる。

ここで、従来は、歪曲収差と非点収差を両立させるために、最も物体側のレンズ群（第１レンズ群に相当）を通常２つのレンズ成分で構成している。しかしながら、本実施形態の結像光学系では、樽型歪曲収差の発生を許容するようにしている。このようにすると、歪曲収差と非点収差を両立させる必要がなくなる。このため、非点収差の補正が容易になる。その結果、第１レンズ群が１つのレンズ成分で構成することができる。

このように、本実施形態の結像光学系では、樽型歪曲収差の発生を許容している。そのため、電子撮像素子上に形成される像には歪みが生じている。そこで、本実施形態の電子撮像装置では、電子撮像素子で得られた画像データを、画像処理で加工するようにしている。この加工では、樽型の歪曲収差を補正するように、画像データ（画像の形状）を変化させる。このようにすれば、最終的に得られた画像データは、物体とほぼ相似の形状を持つ画像データとなる。よって、この画像データに基づいて、物体の画像をＣＲＴやプリンターに出力すれば、歪みの少ない被写体の画像が得られる。

ここで、結像光学系は、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式(１９)を満足するのが好ましい。
０．７＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜０．９８・・・(１９)
ここで、ｙ₀₇は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀としたときｙ₀₇＝０．７ｙ₁₀で表され、ω_07wは広角端における撮像面上の中心からｙ₀₇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、ｆｗは広角端における前記結像光学系全系の焦点距離である。

条件式(１９)は、ズーム広角端における樽型歪曲の度合いを規定したものである。条件式(１９)を満足すれば、無理なく非点収差の補正が可能となる。なお、樽型に歪んだ像は撮像素子にて光電変換されて、樽型に歪んだ画像データとなる。しかしながら、樽型に歪んだ画像データは、電子撮像装置の信号処理系である画像処理手段にて、電気的に、像の形状変化に相当する加工が施される。このようにすれば、最終的に画像処理手段から出力された画像データを表示装置にて再生したとしても、歪曲が補正されて被写体形状にほぼ相似した画像が得られる。

ここで、条件式(１９)の上限値を上回る場合であって、特に、１に近い値をとると、歪曲収差が光学的に良く補正された像が得られる。しかしながら、光学系の非点収差の補正が十分にできない。一方、条件式(１９)の下限値を下回ると、光学系の歪曲収差による画像歪みを画像処理手段で補正したとしても、画角周辺部の放射方向への引き伸ばし率が高くなりすぎる。その結果、画像周辺部の鮮鋭度の劣化が目立つようになってしまう。

条件式(１９)を満足することにより非点収差が良好に補正しやすくなるので、光学系の薄型化と大口径比化（広角端でＦ／２．８よりも明るくする）の両立が可能となる。

なお、条件式（１９）に代えて、次の条件式(１９')を満足すると、より好ましい。
０．７５＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜０．９７５・・・(１９')
さらに、条件式（１９）に代えて、次の条件式(１９”)を満足すると、より一層好ましい。
０．８０＜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）＜０．９７・・・(１９”)

以上、本実施形態の結像光学系及びそれを有する電子撮像装置の好ましい形態について説明した。なお、本実施形態の結像光学系及びそれを有する電子撮像装置は、第１レンズ群に関して以下の特徴を備えるとより好ましい。

第１レンズ群は、以下の条件式（２０）を満足するのが好ましい。
０．０８０≦θgFp−θgFn≦０．５００・・・（２０）
ここで、θgFp、θgFnは、それぞれ正レンズＡp、負レンズＡnの部分分散比（ｎg−ｎF)／（ｎF−ｎC）、ｎd、ｎC、ｎF、ｎgは各々ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率である。

上記条件式（２０）を満足すると、二次スペクトルに対する補正効果が大きくなる。よって、撮像で得た画像において、画像の鮮鋭性を増すことができる。

また、上記条件式（２０）に代えて、条件式（２０’）を満足するのがより望ましい。
０．０９０≦θgFp−θgFn≦０．３２０・・・（２０’）
さらに、条件式（２０）に代えて、条件式（２０”）を満足すると最も良い。
０．１００≦θgFp−θgFn≦０．１４５・・・（２０”）

また、第１レンズ群は、以下の条件式（２１）を満足するのが好ましい。
０．０９≦θhgp−θhgn≦０．６０・・・（２１）
ここで、θhgp、θhgnは、それぞれ正レンズＡp、負レンズＡnの部分分散比（ｎh−ｎg)／（ｎF−ｎC）、ｎh、ｎC、ｎF、ｎgは、各々ｈ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率である。

上記条件式（２１）を満足すると、二次スペクトルに対する補正効果が大きくなる。よって、撮像で得た画像において、色フレア、色にじみを軽減できる。

また、条件式（２１）に代えて、条件式（２１’）を満足するのがより望ましい。
０．１２≦θhgp−θhgn≦０．５０・・・（２１’）
さらに、条件式（２１）に代えて、条件式（２１”）を満足すると最も良い。
０．１５≦θhgp−θhgn≦０．４０・・・（２１”）

また、第１レンズ群は、以下の条件式（２２）を満足するのが好ましい。
Ａpν−Ａnν≦−１０・・・（２２）
ここで、Ａpν、Ａnνは、それぞれ正レンズＡp、負レンズＡnのアッベ数（ｎd−１)／（ｎF−ｎC）である。

上記条件式（２２）を満足すると、軸上色収差、倍率色収差のうちのＣ線とＦ線の色消しがしやすい。

また、条件式（２２）に代えて、条件式（２２’）を満足するのがより望ましい。
Ａpν−Ａnν≦−２０・・・（２２’）
さらに、条件式（２２）に代えて、条件式（２２”）を満足すると最も良い。
Ａpν−Ａnν≦−３０・・・（２２”）

また、第１レンズ群は、物体側から、負レンズＡn、正レンズＡpの順の接合とするのが良い。特に、正レンズＡpの光学材料には、樹脂などの有機材料、あるいは、有機材料に無機微粒子を拡散させた材料を用いればよい。このような材料を用いることで、薄いレンズの加工が可能である。なお、有機材料に無機微粒子を拡散させた場合、光学特性を色々と変えることができるので、レンズとして使える材料が増える。

また、光学材料を樹脂にすると、紫外線硬化型樹脂などエネルギー硬化型樹脂がレンズの材料として使える。このような材料を用いると、成形によってレンズを得ることができる。この場合、出来る限り薄く加工するために、負レンズ上に直接成形する方式で接合レンズを形成する方法が良い。その時、樹脂の耐久性を考慮して第１レンズ群の接合レンズ成分は、物体側から負レンズＡn、正レンズＡpの順の貼り合わせとしたほうが良い。

特に負レンズＡnの光学材料に、有機物質を含む材料を用いることで、低コスト化が図れて良い。負レンズＡnと正レンズＡpの光学材料として各々樹脂材料を用いた場合、各々の線膨張係数を同じ値に近づけることができる（線膨張係数の差を小さくできる）。そのため、温湿度変化に対する変化の割合も負レンズＡnと正レンズＡp２つのレンズで同程度にすることができる。その結果、焦点位置ずれ量を相殺できる等、耐環境性に関する品質の劣化を防止できる点で効果的である。

本発明の結像光学系（ズームレンズ）は、以上述べた条件式や構成上の特徴を、個々に、満足あるいは備えることにより、高画素数の撮像素子を用いても、それに十分耐えうる良好な収差補正が実現できる。このため、結像（ズーム）光学系の薄型化を達成することが可能となる。また、本発明の結像（ズーム）光学系は、上記条件式や構成上の特徴を、組み合わせて備える（満足する）こともできる。この場合、良好な収差補正を達成しつつも、一層の小型薄型化が可能となる。また、本発明の結像光学系を有する電子撮像装置は、小型・薄型化された結像（ズーム）光学系を備えることで、高機能でコンパクトなもの
に出来る。

以下に、本発明にかかる結像光学系の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。なお、実施例３は参考例である。

下記の実施例では、結像光学系はいずれもズームレンズである。よって、以下においては、結像光学系をズームレンズと称して説明する。

本発明の実施例１にかかるズームレンズについて説明する。図１は本発明の実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図２は実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。また、ＦＩＹは像高、ωは半画角を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。

実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３を有している。開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２内に設けられている。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面図中、ＬＰＦはローパスフィルター、ＣＧはカバーガラス、Ｉは電子撮像素子の撮像面を示している。

第１レンズ群Ｇ１は、負両凹レンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズで構成されており、全体で負の屈折力を有している。負両凹レンズＬ１が負レンズＡnであって、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２が正レンズＡpである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

広角端から望遠端へと変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１は像側に凸の往復移動をし、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体的に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側へ移動する。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１中の負両凹レンズＬ１の両面、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２の像側の面、第２レンズ群Ｇ２中の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３の両面、第３レンズ群Ｇ３中の像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５の像側の面に設けられている。

本発明の実施例２にかかるズームレンズについて説明する。図３は本発明の実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図４は実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例２のズームレンズは、図３に示すように、物体側より順に、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を有している。

広角端から望遠端へと変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１は像側に凸の往復移動をし、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体的に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側へ移動をする。

本発明の実施例３にかかるズームレンズについて説明する。図５は本発明の実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図６は実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例３のズームレンズは、図５に示すように、物体側より順に、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を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、正両凸レンズＬ３と負両凹レンズＬ４との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１中の負両凹レンズＬ１の両面、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２の像側の面、第２レンズ群Ｇ２中の正両凸レンズＬ３の物体側の面、負両凹レンズＬ４の像側の面、第３レンズ群Ｇ３中の像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５の像側の面に設けられている。

本発明の実施例４にかかるズームレンズについて説明する。図７は本発明の実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図８は実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例４のズームレンズは、図７に示すように、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３を有している。開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２内に設けられている。

第２レンズ群Ｇ２は、正両凸レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

広角端から望遠端へと変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１は像側に凸の往復移動をし、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体的に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は像側に凸の往復移動をする。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１中の負両凹レンズＬ１の両面、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２の像側の面、第２レンズ群Ｇ２中の正両凸レンズＬ３の両面、第３レンズ群Ｇ３中の像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６の像側の面に設けられている。

本発明の実施例５にかかるズームレンズについて説明する。図９は本発明の実施例５にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図１０は実施例５にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例５のズームレンズは、図９に示すように、物体側より順に、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を有している。

本発明の実施例６にかかるズームレンズについて説明する。図１１は本発明の実施例６にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図１２は実施例６にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例６のズームレンズは、図１１に示すように、物体側より順に、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を有している。

本発明の実施例７にかかるズームレンズについて説明する。図１３は本発明の実施例７にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。

図１４は実施例７にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。

実施例７のズームレンズは、図１３に示すように、物体側より順に、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を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、正両凸レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１中の負両凹レンズＬ１の両面、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２の像側の面、第２レンズ群Ｇ２中の正両凸レンズＬ３の両面、第３レンズ群Ｇ３中の像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５の像側の面に設けられている。

次に、上記各実施例のズームレンズを構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、実施例１の数値データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄは各レンズのｄ線での屈折率、νｄは各レンズのアッべ数、Ｆｎｏ．はＦナンバー、ｆは全系焦点距離、Ｄ０は物体から第１面までの距離をそれぞれ表している。また、*は非球面をそれぞれ示している。

また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に垂直な方向をｈとする座標軸として表し、Ｒは球面成分の光軸上における曲率半径、ｋは円錐定数、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝ｈ²／Ｒ［１＋｛１−（１＋ｋ）ｈ^２／Ｒ²｝^1/2］
＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰＋・・・・
また、Ｅ（ｅ）は１０のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。

実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄ nd νd
1* -15.462 0.90 1.58313 59.38
2* 10.794 0.40 1.63494 23.22
3* 22.802 可変
4* 3.890 1.96 1.82080 42.71
5* 109.108 0.10
6(絞り) ∞ 0.20
7 7.761 0.77 1.92286 18.90
8 3.000 可変
9 -13.000 1.64 1.83481 42.71
10* -6.361 可変
11 ∞ 0.40 1.54771 62.84
12 ∞ 0.20
13 ∞ 0.50 1.51633 64.14
14 ∞ 可変
像面 ∞

非球面データ
第１面
ｋ=1.471,Ａ4=1.88103e-04,Ａ6=-1.69956e-06,Ａ8=1.82507e-07,Ａ10=-2.76919e-09
第２面
ｋ=2.272,Ａ4=-2.55192e-03,Ａ6=1.23121e-04,Ａ8=-2.38954e-06
第３面
ｋ=0.000,Ａ4=-2.93058e-04,Ａ6=5.59887e-06,Ａ8=3.31785e-07,Ａ10=-8.68042e-09
第４面
ｋ=-0.638,Ａ4=1.31539e-03,Ａ6=1.82997e-05,Ａ8=3.59540e-05
第５面
ｋ=0.000,Ａ4=3.31992e−03,Ａ6=-1.38498e-05,Ａ8=9.02736e-05
第１０面
ｋ=-0.707,Ａ4=3.13574e-04,Ａ6=-1.31801e-05,Ａ8=3.05182e-07,Ａ10=-3.81964e-09

各種データ
広角中間望遠
焦点距離 6.37 10.58 18.35
Ｆナンバー 3.11 4.25 6.07

d3 12.05 6.70 2.33
d8 2.78 7.44 13.62
d10 4.08 3.16 2.98
d14 0.40 0.40 0.40

実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄ nd νd
1* -16.392 0.90 1.58313 59.38
2* 10.282 0.45 1.63494 23.22
3* 22.040 可変
4(絞り) ∞ -0.30
5* 3.776 1.87 1.82080 42.71
6* 32.116 0.10
7 6.694 0.80 1.94595 17.98
8 3.000 可変
9 -11.184 1.71 1.83481 42.71
10* -6.106 可変
11 ∞ 0.40 1.54771 62.84
12 ∞ 0.20
13 ∞ 0.50 1.51633 64.14
14 ∞ 可変
像面 ∞

非球面データ
第１面
ｋ=5.347,Ａ4=1.95090e-04,Ａ6=2.12926e-06,Ａ8=2.16736e-07,Ａ10=-2.79006e-09
第２面
ｋ=3.149,Ａ4=-1.99226e-03,Ａ6=1.34099e-04,Ａ8=-5.50020e-06
第３面
ｋ=0.000,Ａ4=-3.32056e-04,Ａ6=6.58036e-06,Ａ8=3.54744e-07,Ａ10=-1.61383e-08
第５面
K=-0.595,Ａ4=1.37202e-03,Ａ6=1.11145e-04,Ａ8=3.46468e-05
第６面
ｋ=0.000,Ａ4=3.43936e-03,Ａ6=1.92009e-04,Ａ8=8.93813e-05
第１０面
ｋ=-0.556,Ａ4=4.24134e-04,Ａ6=-1.20324e-05,Ａ8=2.28101e-07,Ａ10=-1.93580e-09

各種データ
広角中間望遠
焦点距離 6.50 10.79 18.72
Ｆナンバー 3.16 4.28 6.06

d3 12.11 6.71 2.33
d8 2.81 7.63 13.93
d10 4.46 3.46 3.12
d14 0.40 0.40 0.40

実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄ nd νd
1* -19.046 0.90 1.58313 59.38
2* 7.337 0.64 1.63494 23.22
3* 16.750 可変
4(絞り) ∞ -0.30
5* 3.576 1.72 1.76802 49.24
6 -5.796 0.01
7 -5.796 1.15 1.68893 31.08
8* 3.677 可変
9 -11.500 1.71 1.83481 42.71
10* -6.209 可変
11 ∞ 0.40 1.54771 62.84
12 ∞ 0.20
13 ∞ 0.50 1.51633 64.14
14 ∞ 可変
像面 ∞

非球面データ
第１面
ｋ=3.412,Ａ4=3.97076e-05,Ａ6=-3.29690e-07,Ａ8=1.88241e-07,Ａ10=-3.13277e-09
第２面
ｋ=-9.182,Ａ4=1.30188e-03,Ａ6=-5.18523e-05
第３面
ｋ=0.000,Ａ4=-3.95655e-04,Ａ6=-1.03464e-06,Ａ8=4.16506e-07,Ａ10=-1.00735e-08
第５面
ｋ=-0.618,Ａ4=1.39345e-03,Ａ6=5.18187e-05,Ａ8=-6.66710e-06
第８面
ｋ=1.506,Ａ4=3.76685e-03,Ａ6=1.09718e-04
第１０面
ｋ=-0.717,Ａ4=2.88210e-04,Ａ6=-8.88582e-06,Ａ8=-1.66910e-07,Ａ10=8.09989e-09

各種データ
広角中間望遠
焦点距離 6.32 10.49 18.20
Ｆナンバー 3.18 4.30 6.08

d3 11.90 6.64 2.33
d8 2.76 7.59 13.76
d10 4.41 3.34 2.98
d14 0.39 0.39 0.39

実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄ nd νd
1* -23.122 0.90 1.58313 59.38
2* 9.500 0.40 1.63494 23.22
3* 15.910 可変
4* 4.888 1.53 1.80139 45.46
5* -14.403 0.10
6(絞り) ∞ 0.20
7 15.918 1.13 1.80518 25.42
8 15.918 0.50 1.80810 22.76
9 3.089 可変
10 -19.907 2.20 1.52542 55.78
11* -5.035 可変
12 ∞ 0.40 1.54771 62.84
13 ∞ 0.20
14 ∞ 0.50 1.51633 64.14
15 ∞ 可変
像面 ∞

非球面データ
第１面
ｋ=3.010,Ａ4=-5.96749e-04,Ａ6=4.10487e-05,Ａ8=-1.14447e-06,Ａ10=1.34265e-08
第２面
ｋ=-21.392,Ａ4=3.83806e-04,Ａ6=1.25996e-05,Ａ8=-4.24887e-07
第３面
ｋ=-24.890,Ａ4=-2.85533e-04,Ａ6=3.86546e-05,Ａ8=-1.44035e-06,Ａ10=2.25399e-08
第４面
ｋ=-2.888,Ａ4=1.31535e-03,Ａ6=-2.50364e-04,Ａ8=1.09313e-05,Ａ10=-6.40927e-06
第５面
ｋ=9.569,Ａ4=1.64533e-05,Ａ6=-1.14030e-04,Ａ8=-3.16233e-05,Ａ10=-6.52234e-07
第１１面
ｋ=-1.864,Ａ4=-2.15880e-04,Ａ6=-4.54345e-06,Ａ8=-2.60139e-07,Ａ10=5.61064e-09

各種データ
広角中間望遠
焦点距離 6.32 10.48 18.17
Ｆナンバー 3.12 4.22 5.89

d3 13.10 7.29 2.33
d9 2.69 7.09 13.39
d11 3.60 3.01 3.68
d15 0.39 0.39 0.39

実施例５
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄ nd νd
1* -34.545 0.90 1.58313 59.38
2* 7.980 0.47 1.63494 23.22
3* 13.045 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5* 4.691 1.44 1.80139 45.46
6* -17.585 0.10
7 ∞ 0.00
8 12.460 1.13 1.80518 25.42
9 12.460 0.50 1.80810 22.76
10 2.996 可変
11 -19.613 2.20 1.52542 55.78
12* -5.152 可変
13 ∞ 0.40 1.54771 62.84
14 ∞ 0.20
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 可変
像面 ∞

非球面データ
第１面
ｋ=12.512,Ａ4=-7.40672e-04,Ａ6=4.24754e-05,Ａ8=-1.10555e-06,Ａ10=1.25130e-08
第２面
ｋ=-13.426,Ａ4=6.25226e-04,Ａ6=-8.72566e-06,Ａ8=1.63761e-07
第３面
ｋ=-15.289,Ａ4=-3.62270e-04,Ａ6=3.82924e-05,Ａ8=-1.39125e-06,Ａ10=2.26782e-08
第５面
ｋ=-2.685,Ａ4=1.40629e-03,Ａ6=-2.66596e-04,Ａ8=1.11148e-05,Ａ10=-7.27705e-06
第６面
ｋ=15.122,Ａ4=-1.17083e-04,Ａ6=-1.81828e-04,Ａ8=-2.18257e-05,Ａ10=-2.07193e-06
第１２面
ｋ=-2.033,Ａ4=-3.84121e-04,Ａ6=-7.58550e-06,Ａ8=3.06017e-07,Ａ10=-8.10746e-09

各種データ
広角中間望遠
焦点距離 6.32 10.48 18.17
Ｆナンバー 3.13 4.19 5.80

d3 13.06 7.20 2.33
d10 2.70 7.22 13.61
d12 3.87 3.24 3.68
d16 0.40 0.40 0.40

実施例６
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄ nd νd
1* -62.978 0.90 1.52542 55.78
2* 6.222 0.50 1.63494 23.22
3* 9.378 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5* 4.373 1.45 1.80139 45.46
6* -22.678 0.10
7 ∞ 0.00
8 11.498 1.00 1.80518 25.42
9 11.498 0.50 1.80810 22.76
10 2.871 可変
11 -25.841 2.24 1.52542 55.78
12* -5.414 可変
13 ∞ 0.40 1.54771 62.84
14 ∞ 0.20
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 可変
像面 ∞

非球面データ
第１面
ｋ=115.825,Ａ4=-1.02115e-03,Ａ6=4.64918e-05,Ａ8=-1.03620e-06,Ａ10=1.25142e-08
第２面
ｋ=-6.173,Ａ4=-5.10682e-04,Ａ6=6.05286e-05,Ａ8=-1.22834e-06
第３面
ｋ=-9.273,Ａ4=-5.21376e-04,Ａ6=3.78868e-05,Ａ8=-9.84729e-07,Ａ10=1.27203e-08
第５面
ｋ=-2.266,Ａ4=1.84972e-03,Ａ6=-1.73222e-04,Ａ8=1.10119e-06,Ａ10=-3.70909e-06
第６面
ｋ=-6.491,Ａ4=2.70223e-05,Ａ6=-1.52099e-04,Ａ8=-1.81739e-05,Ａ10=-8.01489e-07
第１２面
ｋ=-1.964,Ａ4=-2.92129e-04,Ａ6=-1.08102e-05,Ａ8=3.88627e-07,Ａ10=-7.52707e-09

各種データ
広角中間望遠
焦点距離 6.38 10.58 18.34
Ｆナンバー 3.13 4.19 5.79

d3 13.16 7.34 2.33
d10 2.70 7.31 13.66
d12 3.80 3.13 3.68
d16 0.40 0.40 0.40

実施例７
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄ nd νd
1* -15.770 0.90 1.52542 55.78
2* 8.609 0.46 1.63494 23.22
3* 15.939 可変
4* 3.971 2.14 1.82080 42.71
5* 182.483 0.10
6(絞り) ∞ 0.20
7 8.692 0.79 1.92286 18.90
8 3.100 可変
9 -13.000 1.73 1.83481 42.71
10* -6.452 可変
11 ∞ 0.40 1.54771 62.84
12 ∞ 0.20
13 ∞ 0.50 1.51633 64.14
14 ∞ 可変
像面 ∞

非球面データ
第１面
ｋ=0.933,Ａ4=1.93160e-04,Ａ6=-3.21386e-06,Ａ8=1.81254e-07,Ａ10=-2.52242e-09
第２面
ｋ=-7.894,Ａ4=-3.34142e-04,Ａ6=2.28471e-05
第３面
ｋ=0.000,Ａ4=-3.90784e-04,Ａ6=7.14566e-06,Ａ8=2.63302e-07,Ａ10=-6.24781e-09
第４面
ｋ=-0.645,Ａ4=1.26114e-03,Ａ6=1.67185e-05,Ａ8=2.90769e-05
第５面
ｋ=0.000,Ａ4=3.26920e-03,Ａ6=1.59702e-05,Ａ8=7.54797e-05
第１０面
ｋ=-0.592,Ａ4=2.43011e-04,Ａ6=-4.53184e-06,Ａ8=-7.36639e-08,Ａ10=3.70774e-09

各種データ
広角中間望遠
焦点距離 6.41 10.64 18.46
Ｆナンバー 3.16 4.27 6.00

d3 13.00 7.18 2.33
d8 2.74 7.21 13.42
d10 4.24 3.60 4.23
d14 0.38 0.38 0.38

各実施例における正レンズＡpについて、波長ごとの屈折率を以下に示す。なお、下記の値は、全実施例で共通である。
587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
1.634940 1.627290 1.654640 1.672908 1.689875

また、各実施例における負レンズＡnについて、波長ごとの屈折率を以下に示す。
下記の値は、実施例１〜５で共通である。
587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
下記の値は、実施例６〜７で共通である。
587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
1.525420 1.522680 1.532100 1.537050 1.540699

次に、各実施例におけるパラメータの値を掲げる。
実施例１実施例２実施例３実施例４
θgF 0.6679 0.6679 0.6679 0.6679
βgF 0.7057 0.7057 0.7057 0.7057
Apν 23.22 23.22 23.22 23.22
θhg 0.6203 0.6203 0.6203 0.6203
βhg 0.6725 0.6725 0.6725 0.6725
Ann 1.58313 1.58313 1.58313 1.58313
Anν 59.38 59.38 59.38 59.38
Apn 1.63494 1.63494 1.63494 1.63494
z_AF(h) -0.58708 -0.57103 -0.51415 -0.48726
z_AC(h) 0.67511 0.71836 0.99780 0.79320
z_AR(h) 0.38418 0.37436 0.46527 0.48845
ｋ_AF 1.471 5.347 3.412 3.010
ｋ_AR 0 0 0 -24.89
Apd 0.4 0.45 0.64 0.4
And 0.9 0.9 0.9 0.9
R_2NF 7.761 6.694 -5.796 15.918
R_2NR 3.000 3.000 3.677 3.089
BpAVn 1.8208 1.8208 1.76802 1.8032
Bnν 18.9 17.98 31.08 22.76
Cn 1.83481 1.83481 1.83481 1.52542
Cν 42.71 42.71 42.71 55.78
tanω_07w 0.4354 0.4264 0.4385 0.4089
y₁₀ 3.84 3.84 3.84 3.84
y₀₇ 2.688 2.688 2.688 2.688
fw 6.37 6.5 6.32 6.31

実施例５実施例６実施例７
θgF 0.6679 0.6679 0.6679
βgF 0.7057 0.7057 0.7057
Apν 23.22 23.22 23.22
θhg 0.6203 0.6203 0.6203
βhg 0.6725 0.6725 0.6725
Ann 1.58313 1.52542 1.52542
Anν 59.38 55.78 55.78
Apn 1.63494 1.63494 1.63494
z_AF(h) -0.39001 -0.34441 -0.57354
z_AC(h) 0.95977 1.15531 0.88588
z_AR(h) 0.57718 0.74920 0.54725
ｋ_AF 12.512 115.825 0.933
ｋ_AR -15.289 -9.273 0
Apd 0.47 0.5 0.46
And 0.9 0.9 0.9
R_2NF 12.460 11.498 8.692
R_2NR 2.996 2.871 3.100
BpAVn 1.8032 1.8032 1.8208
Bnν 22.76 22.76 18.9
Cn 1.52542 1.52542 1.83481
Cν 55.78 55.78 42.71
tanω_07w 0.4092 0.4339 0.4325
y₁₀ 3.84 3.84 3.84
y₀₇ 2.688 2.688 2.688
fw 6.31 6.37 6.41

次に、各実施例における条件式の値を掲げる。
実施例１実施例２実施例３実施例４
(1)βgF 0.7057 0.7057 0.7057 0.7057
(2)Apν 23.22 23.22 23.22 23.22
(3)βhg 0.6725 0.6725 0.6725 0.6725
(4)Ann 1.58313 1.58313 1.58313 1.58313
(5)Anν 59.38 59.38 59.38 59.38
(6)Apn 1.63494 1.63494 1.63494 1.63494
(8)|z_AR(h)-z_AC(h)|/Apd 0.7273 0.7644 0.8321 0.7619
(9)ｋ_AF 1.471 5.347 3.412 3.010
(10)ｋ_AR 0 0 0 -24.89
(11)z_AF(h)/z_AR(h) -1.5281 -1.5253 -1.1050 -0.9975
(12)Apd/And 0.44 0.5 0.71 0.44
(13)(R_2NF+R_2NR)/(R_2NF-R_2NR) 2.26 2.62 0.22 1.48
(14)BpAVn 1.8208 1.8208 1.76802 1.8032
(15)Bnν 18.9 17.98 31.08 22.76
(16)Cn 1.83481 1.83481 1.83481 1.52542
(17)Cν 42.71 42.71 42.71 55.78
(19)y₀₇/(fw・tanω_07w) 0.9692 0.9698 0.9699 (1.0418)
(22)Apν-Anν -36.16 -36.16 -36.16 -36.16

実施例５実施例６実施例７
(1)βgF 0.7057 0.7057 0.7057
(2)Apν 23.22 23.22 23.22
(3)βhg 0.6725 0.6725 0.6725
(4)Ann 1.58313 1.52542 1.52542
(5)Anν 59.38 55.78 55.78
(6)Apn 1.63494 1.63494 1.63494
(8)|z_AR(h)-z_AC(h)|/Apd 0.8140 0.8122 0.7362
(9)ｋ_AF 12.512 115.825 0.933
(10)ｋ_AR -15.289 -9.273 0
(11)z_AF(h)/z_AR(h) -0.6757 -0.4597 -1.0480
(12)Apd/And 0.52 0.56 0.51
(13)(R_2NF+R_2NR)/(R_2NF-R_2NR) 1.63 1.67 2.11
(14)BpAVn 1.8032 1.8032 1.8208
(15)Bnν 22.76 22.76 18.9
(16)Cn 1.52542 1.52542 1.83481
(17)Cν 55.78 55.78 42.71
(19)y₀₇/(fw・tanω_07w) (1.0410) 0.9725 0.9696
(22)Apν-Anν -36.16 -32.56 -32.56

（実施例８）
さて、以上のような本発明の結像光学系は、物体の像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの電子撮像素子で撮影する撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、携帯端末、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。

図１５〜図１７に本発明による結像光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。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の光学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、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有する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。そして、撮影者が、カメラ４０の上部に配置されたシャッター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のズームレンズ４８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、ＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、画像処理手段５１を介し、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、この画像処理手段５１にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは画像処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。

さらに、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が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。このファインダー用対物光学系５３によって、結像面６７上に物体像が形成される。この物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポロプリズム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。

このように構成されたデジタルカメラ４０によれば、撮影光学系４１の構成枚数を少なくした小型化・薄型化のズームレンズを有する電子撮像装置が実現できる。なお、本発明は、上述した沈胴式のデジタルカメラに限られず、屈曲光学系を採用する折り曲げ式のデジタルカメラにも適用できる。

次に、本発明の結像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図１８〜図２０に示す。図１８はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１９はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２０は図１８の側面図である。図１８〜図２０に示されるように、パソコン３００は、キーボード３０１と、情報処理手段や記録手段と、モニター３０２と、撮影光学系３０３とを有している。

ここで、キーボード３０１は、外部から操作者が情報を入力するためのものである。情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター３０２は、情報を操作者に表示するためのものである。撮影光学系３０３は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。モニター３０２は、液晶表示素子やＣＲＴディスプレイ等であってよい。液晶表示素子としては、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がある。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、その場所に限らず、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、例えば実施例１のズームレンズからなる対物光学系１００と、像を受光する電子撮像素子チップ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。

鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮像素子チップ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、最終的に、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、操作者が撮影した画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、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。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。

次に、本発明の結像光学系が撮影光学系として内蔵され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図２１に示す。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。図２１（a）〜（c）に示されるように、携帯電話４００は、マイク部４０１と、スピーカ部４０２と、入力ダイアル４０３と、モニター４０４と、撮影光学系４０５と、アンテナ４０６と、処理手段とを有している。

ここで、マイク部４０１は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力するためのものである。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ためのものである。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段（不図示）は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行ためのものである。

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、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上に配された対物光学系１００と、物体像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。対物光学系１００としては、例えば実施例１のズームレンズが用いられる。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。

鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ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。

なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。

本発明の実施例１にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例２にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例３にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例４にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例５にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例５にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例６にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例６にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明の実施例７にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例７にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。本発明によるズーム光学系を組み込んだデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図である。デジタルカメラ４０の後方斜視図である。デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。本発明のズーム光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図である。パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。パソコン３００の側面図である。本発明のズーム光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である携帯電話を示す図であり、（a）は携帯電話４００の正面図、（b）は側面図、（c）は撮影光学系４０５の断面図である。

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
Ｌ１〜Ｌ６各レンズ
ＬＰＦローパスフィルタ
ＣＧカバーガラス
Ｉ撮像面
Ｅ観察者の眼球
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
４８ズームレンズ
４９ＣＣＤ
５０撮像面
５１処理手段
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
６６フォーカス用レンズ
６７結像面
１００対物光学系
１０２カバーガラス
１６２電子撮像素子チップ
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

実質的に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズを有する第３レンズ群と、からなる結像光学系であって、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広角端に対し望遠端で小さく、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が広角端に対し望遠端で大きくなるように変倍が行われ、
前記第１レンズ群は負両凹レンズＡnと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＡpの接合レンズからなり、
前記正メニスカスレンズＡpが樹脂レンズであり、
前記第２レンズ群は、正レンズ成分と負レンズ成分を有し、合計枚数が３枚以下であり、かつ、
前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズの２枚からなるか、または、正両凸レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズからなり、
非球面の形状を、光軸方向をｚ、光軸に垂直な方向をｈとする座標軸とし、Ｒを球面成分の光軸上における曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０・・・を非球面係数として、次の式（７）で表した場合、
ｚ＝ｈ²／Ｒ［１＋｛１−（１＋ｋ）ｈ^２／Ｒ²｝^1/2］
＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰＋・・・（７）
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする結像光学系。
０．１０≦｜ｚ_AR（ｈ）−ｚ_AC（ｈ）｜／Ａpｄ≦１．０５・・・（８）
ここで、ｚ_ACは前記正メニスカスレンズＡpにおける接合側の面の形状、ｚ_AR は前記正メニスカスレンズＡpにおける空気接触側面の形状であって、いずれも上記式（７）に従う形状であり、ｈは広角端における前記結像光学系全系の焦点距離をｆｗとしたときｈ＝０．７ｆｗで表され、Ａpｄは前記正メニスカスレンズＡpの光軸上の厚みであり、また、常にｚ（０）＝０である。また、レンズ成分とは、両端が空気接触面である単レンズ又は接合レンズを意味する。
前記正メニスカスレンズＡpの材質はエネルギー硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
前記負両凹レンズＡnの材質は有機物質を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の結像光学系。
横軸をνd、及び縦軸をθgFとする直交座標系において、
θgF＝αgF×Ａpν＋βgF（但し、αgF＝−０．００１６３）
で表される直線を設定したときに、前記正メニスカスレンズＡpが以下の条件式（１）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（２）で定まる領域との両方の領域に含まれることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の結像光学系。
０．６４００＜βgF＜０．９０００・・・（１）
３≦Ａpν≦２７・・・（２）
ここで、Ａpνは前記正メニスカスレンズＡpのｄ線のアッベ数、θgF は前記正メニスカスレンズＡpの部分分散比（ｎg−ｎF)／（ｎF−ｎC）、ｎgはｇ線の屈折率、ｎFはＦ線の屈折率、ｎCはＣ線の屈折率である。
横軸をνd、及び縦軸をθhgとする直交座標系において、
θhg＝αhg×Ａpν＋βhg（但し、αhg＝−０．００２２５）
で表される直線を設定したときに、前記正メニスカスレンズＡpが以下の条件式（３）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（２）で定まる領域との両方の領域に含まれることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の結像光学系。
０．５７００＜βhg＜０．９５００・・・（３）
３≦Ａpν≦２７・・・（２）
ここで、Ａpνは前記正メニスカスレンズＡpのｄ線のアッベ数、θhg は前記正メニスカスレンズＡpの部分分散比（ｎh−ｎg)／（ｎF−ｎC）、ｎhはｈ線の屈折率、ｎgはｇ線の屈折率、ｎFはＦ線の屈折率、ｎCはＣ線の屈折率である。
前記負両凹レンズＡnが以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の結像光学系。
１．４３≦Ａnn≦２．００・・・（４）
ここで、Ａnnは前記負両凹レンズＡnのｄ線の屈折率である。
前記負両凹レンズＡnが以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の結像光学系。
３０≦Ａnν≦９５・・・（５）
ここで、Ａnνは前記負両凹レンズＡnのｄ線のアッベ数である。
前記正メニスカスレンズＡpが以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の結像光学系。
１．５０≦Ａpn≦１．８５・・・（６）
ここで、Ａpnは前記正メニスカスレンズＡpのｄ線の屈折率である。
前記第１レンズ群は少なくとも１つ以上の非球面を有することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の結像光学系。
前記第１レンズ群は両空気接触面ともに非球面を有することを特徴とする請求項９に記載の結像光学系。
前記第１レンズ群の接合面が非球面であることを特徴とする請求項９または１０に記載の結像光学系。
非球面の形状を、光軸方向をｚ、光軸に垂直な方向をｈとする座標軸とし、Ｒを球面成分の光軸上における曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０・・・を非球面係数として、次の式（７）で表した場合、
ｚ＝ｈ²／Ｒ［１＋｛１−（１＋ｋ）ｈ^２／Ｒ²｝^1/2］
＋Ａ４ｈ⁴＋Ａ６ｈ⁶＋Ａ８ｈ⁸＋Ａ１０ｈ¹⁰＋・・・（７）
以下の条件式（９）、(１０)を満足し、
−５０≦ｋ_AF≦１２０・・・（９）
−５０≦ｋ_AR≦５０・・・（１０）
且つ、下記の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の結像光学系。
−８≦ｚ_AF（ｈ）／ｚ_AR（ｈ）≦２・・・（１１）
ここで、ｋ_AFは前記第１レンズ群における最も物体側の面に関するｋ値、ｋ_AR は前記第１レンズ群における最も像側の面に関するｋ値で、いずれも上記式（７）におけるｋ値であり、ｚ_AFは前記第１レンズ群の最も物体側の面の形状、ｚ_ARは前記第１レンズ群の最も像側の面の形状であり、いずれも上記式（７）に従う形状であり、ｈは広角端における前記結像光学系全系の焦点距離をｆｗとしたときｈ＝０．７ｆｗで表される。
前記正メニスカスレンズＡpの光軸上での厚さをＡpｄ、前記負両凹レンズＡnの光軸上での厚さをＡnｄとしたとき、以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の結像光学系。
Ａpｄ／Ａnｄ≦１・・・（１２）
広角端から望遠端まで変倍する際に、前記第１レンズ群が光軸上を最初に像側に移動するような往復運動をすることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の結像光学系。
前記負レンズ成分が以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の結像光学系。
−０．５＜（Ｒ_2NF＋Ｒ_2NR）／（Ｒ_2NF−Ｒ_2NR）＜４・・・（１３）
ここで、Ｒ_2NF、Ｒ_2NRはそれぞれ、前記負レンズ成分の最も物体側の面と最も像面側の面の光軸上の曲率半径である。
前記第２レンズ群は、以下の条件式（１４）、（１５）を満足することを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載の結像光学系。
１．７５≦BｐAVn ・・・（１４）
Bnν≦３５・・・（１５）
ここで、BｐAVnは前記第２レンズ群のすべての前記正レンズの屈折率の平均値、Bnνは前記第２レンズ群の前記負レンズのアッベ数である。
前記第２レンズ群の群内の空気間隔が、群内の少なくとも１つの前記負レンズ成分の光軸上での厚さよりも小さいことを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の結像光学系。
前記第３レンズ群は、以下の条件式（１６）、（１７）を満足することを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項に記載の結像光学系。
１．４８≦Cｎ・・・（１６）
６０≧Cν ・・・（１７）
ここで、Cｎ、Cνはそれぞれ前記第３レンズ群の像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの屈折率とアッベ数である。
前記第３レンズ群は少なくとも１つの非球面を有することを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載の結像光学系。
前記第１レンズ群は、物体側から順に、前記負両凹レンズＡnと、前記正メニスカスレンズＡpが配置されていることを特徴とする請求項１から１９の何れか１項に記載の結像光学系。
請求項１〜２０のいずれか一項に記載の結像光学系と、
前記結像光学系の結像位置近傍に設けられた電子撮像素子とを有し、
前記結像光学系を通じて結像された像を前記電子撮像素子にて撮像して得られた画像データを加工して形状を変化させた画像データとして出力することが可能な電子撮像装置において、
前記結像光学系がほぼ無限遠物点合焦時に以下の条件式（１９）を満足することを特徴とする電子撮像装置。
０．７＜ｙ ₀₇ ／（ｆｗ・ｔａｎω _07w ）＜０．９８・・・（１９）
ここで、ｙ ₀₇ は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ ₁₀ としたときｙ ₀₇ ＝０．７ｙ ₁₀ で表され、ω _07w は広角端における撮像面上の中心からｙ ₀₇ 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、ｆｗは広角端における前記結像光学系全系の焦点距離である。