JP2011232620A - 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易い結像光学系を提供すること。
【解決手段】全体として４群又は５群からなる結像光学系であって、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は変動し、第１レンズ群は負メニスカスレンズと正メニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズからなり、第２レンズ群は、物体側に凸面をもち像側に凹面をもつ負メニスカスレンズを最も物体側に有し、第２レンズ群の望遠端での位置が広角端での位置より物体側にあり、第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、第３レンズ群は、正レンズ成分と負レンズ成分を有しており、第４レンズ群は１つのレンズからなる、ことを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】全体として４群又は５群からなる結像光学系であって、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は変動し、第１レンズ群は負メニスカスレンズと正メニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズからなり、第２レンズ群は、物体側に凸面をもち像側に凹面をもつ負メニスカスレンズを最も物体側に有し、第２レンズ群の望遠端での位置が広角端での位置より物体側にあり、第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、第３レンズ群は、正レンズ成分と負レンズ成分を有しており、第４レンズ群は１つのレンズからなる、ことを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、結像光学系及びそれを有する電子撮像装置に関するものである。
近年では、銀塩フィルムカメラに代わり、ＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが主流となっている。更にそれは業務用高機能タイプからコンパクトな普及タイプまで幅広い範囲において、いくつものカテゴリーを有するようになってきている。本発明においては、特にコンパクトな普及タイプのカテゴリーに注目している。
このような普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく、持ち運びが便利な、厚み方向のサイズが薄型であるタイプのデジタルカメラが好まれるようになっている。
また、撮影レンズ系にも、より一層の小型化が要望されている。また、多様な撮影シーンに対応できるように、高い変倍比と、広角端での画角を確保したズームレンズが求められている。
比較的高変倍比を維持しやすいズームレンズが以下の特許文献により知られている。これらのズームレンズは、物体側より正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群を備え、各レンズ群の間の各間隔の長さを変化させることでズーミングをおこなうタイプである。
特許文献１に記載されているズームレンズは、ズームレンズをカメラ本体に収納した際の薄型化には適している。しかしながら、広角端での対角方向の画角が６５°程度に止るものである。
特許文献２に記載されているズームレンズは、高倍率には適している。しかしながら、カメラ本体に収納した際の薄型化には適していない。広角端での対角方向の画角が６５°程度に止るものである。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易い結像光学系の提供を目的とするものである。
更には、製造コストも抑えやすい結像光学系の提供を目的とするものである。
更には、そのような結像光学系を備えた電子撮像装置の提供を目的とするものである。
更には、製造コストも抑えやすい結像光学系の提供を目的とするものである。
更には、そのような結像光学系を備えた電子撮像装置の提供を目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の結像光学系は、
物体側から像側へ順に、
正屈折力をもつ第１レンズ群と、
負屈折力をもつ第２レンズ群と、
正屈折力をもつ第３レンズ群と、
屈折力をもつ第４レンズ群とを含む全体として４群又は５群からなる結像光学系であって、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、
第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広がり、
第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は狭まり、
第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は変動し、
第１レンズ群は負メニスカスレンズと正メニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズからなり、
第２レンズ群は、物体側に凸面をもち像側に凹面をもつ負メニスカスレンズを最も物体側に有し、第２レンズ群の望遠端での位置が広角端での位置より物体側にあり、第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
第３レンズ群は、正レンズ成分と負レンズ成分を有しており、
第４レンズ群は１つのレンズからなることを特徴とする。
物体側から像側へ順に、
正屈折力をもつ第１レンズ群と、
負屈折力をもつ第２レンズ群と、
正屈折力をもつ第３レンズ群と、
屈折力をもつ第４レンズ群とを含む全体として４群又は５群からなる結像光学系であって、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、
第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広がり、
第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は狭まり、
第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は変動し、
第１レンズ群は負メニスカスレンズと正メニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズからなり、
第２レンズ群は、物体側に凸面をもち像側に凹面をもつ負メニスカスレンズを最も物体側に有し、第２レンズ群の望遠端での位置が広角端での位置より物体側にあり、第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
第３レンズ群は、正レンズ成分と負レンズ成分を有しており、
第４レンズ群は１つのレンズからな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、第１レンズ群の望遠端における位置が、広角端における位置よりも物体側に位置することが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ群中の負メニスカスレンズが第１レンズ群中の正メニスカスレンズよりも物体側に位置し、
第１レンズ群中の負メニスカスレンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもち、第１レンズ群中の正メニスカスレンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも大きい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもつことが望ましい。
第１レンズ群中の負メニスカスレンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもち、第１レンズ群中の正メニスカスレンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも大きい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもつことが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ群中の負メニスカスレンズと正メニスカスレンズが、いずれも物体側に凸面を持つメニスカスレンズであることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ群中の負メニスカスレンズと正メニスカスレンズとが接合されていることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第２レンズ群は、負メニスカスレンズよりも像側に配置された正レンズと負レンズを有することが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第２レンズ群は、負メニスカスレンズと正レンズと負レンズとからなることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第２レンズ群中の負レンズが非球面を有することが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第３レンズ群の望遠端における位置が、広角端における位置よりも物体側に位置することが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの２枚のレンズからなることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズからなることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第３レンズ群中の正レンズは両凸形状であり、負レンズは物体側面が凸面で像側面が凹面のメニスカス形状であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第３レンズ群中の正レンズの物体側面と像側面が共に非球面であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第３レンズ群中の負レンズの像側面が非球面であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第４レンズ群が移動して、遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うことが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第４レンズ群が１枚の正レンズからなることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第４レンズ群が１枚の負レンズからなることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第４レンズ群が、非球面を持つメニスカスレンズからなることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第４レンズ群が、非球面を持つ両凹レンズからなることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ群が、以下の条件を満足することが望ましい。
−１０＜（Ｒ１ｇｆ＋Ｒ１ｇｒ）／（Ｒ１ｇｆ−Ｒ１ｇｒ）＜−１.５ （１）
ここで、
Ｒ１ｇｆは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｇｒは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。
−１０＜（Ｒ１ｇｆ＋Ｒ１ｇｒ）／（Ｒ１ｇｆ−Ｒ１ｇｒ）＜−１.５ （１）
ここで、
Ｒ１ｇｆは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｇｒは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ群が、以下の条件を満足することが望ましい。
−５.５＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−２.５ （２）
ここで、
Ｒ１ｆは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ成分の最も物体面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｒは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ成分の最も像面の近軸曲率半径、
である。
−５.５＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−２.５ （２）
ここで、
Ｒ１ｆは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ成分の最も物体面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｒは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ成分の最も像面の近軸曲率半径、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分が、以下の条件を満足することが望ましい。
０.９＜（Ｒ２ｎｆ＋Ｒ２ｎｒ）／（Ｒ２ｎｆ−Ｒ２ｎｒ）＜１.５ （３）
ここで、
Ｒ２ｎｆは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２ｎｒは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
０.９＜（Ｒ２ｎｆ＋Ｒ２ｎｒ）／（Ｒ２ｎｆ−Ｒ２ｎｒ）＜１.５ （３）
ここで、
Ｒ２ｎｆは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２ｎｒは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ群と第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分とが、以下の条件式を満足することが望ましい。
−０．３＜ ｆ２ｎ／ｆ１ ＜−０．１３ （４）
ここで、
ｆ２ｎは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズの焦点距離、
ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
−０．３＜ ｆ２ｎ／ｆ１ ＜−０．１３ （４）
ここで、
ｆ２ｎは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズの焦点距離、
ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第３レンズ群中の負レンズが以下の条件を満足することが望ましい。
０.１＜（Ｒ３ｎｆ＋Ｒ３ｎｒ）／（Ｒ３ｎｆ−Ｒ３ｎｒ）＜４.５ （５）
ここで、
Ｒ３ｎｆは、第３レンズ群中の負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｎｒは、第３レンズ群中の負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
０.１＜（Ｒ３ｎｆ＋Ｒ３ｎｒ）／（Ｒ３ｎｆ−Ｒ３ｎｒ）＜４.５ （５）
ここで、
Ｒ３ｎｆは、第３レンズ群中の負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｎｒは、第３レンズ群中の負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第３レンズ群中の負レンズが以下の条件を満足することが望ましい。
１２＜ν3n＜３５ （６）
ここで、
ν3nは、第３レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
１２＜ν3n＜３５ （６）
ここで、
ν3nは、第３レンズ群中の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、第３レンズ群中の正レンズと負レンズが以下の条件を満足することが望ましい。
３０＜ν３ｐ−ν３ｎ＜７０ （７）
ここで、
ν３ｐは、第３レンズ群中の正レンズのアッベ数、
ν３ｎは、第３レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
３０＜ν３ｐ−ν３ｎ＜７０ （７）
ここで、
ν３ｐは、第３レンズ群中の正レンズのアッベ数、
ν３ｎは、第３レンズ群中の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、以下の条件式を満足することが望ましい。
７＜ｆｔ／ｆｗ （８）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系の全系の焦点距離、
ｆｔは、望遠端における結像光学系の全系の焦点距離、
である。
７＜ｆｔ／ｆｗ （８）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系の全系の焦点距離、
ｆｔは、望遠端における結像光学系の全系の焦点距離、
である。
また、本発明の電子撮像装置は、
結像光学系と、
その像側に配置された撮像面をもち結像光学系により形成された撮像面上の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、
結像光学系が上述の結像光学系であることを特徴とする。
結像光学系と、
その像側に配置された撮像面をもち結像光学系により形成された撮像面上の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、
結像光学系が上述の結像光学系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、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信号処理回路を備え、
結像光学系が広角端且つ最も遠距離に合焦した状態において、以下の条件を満足することが望ましい。
０．６５＜ｙ０７／（ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ）＜０．９８ （９）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離であり、
撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をｙ１０としたとき、
ｙ０７＝０．７×ｙ１０で定義され、
有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、ｙ１０はとり得る値の最大値とし、ω０７ｗは広角端における撮像面上の中心から像高がｙ０７となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角である。
結像光学系が広角端且つ最も遠距離に合焦した状態において、以下の条件を満足することが望ましい。
０．６５＜ｙ０７／（ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ）＜０．９８ （９）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離であり、
撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をｙ１０としたとき、
ｙ０７＝０．７×ｙ１０で定義され、
有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、ｙ１０はとり得る値の最大値とし、ω０７ｗは広角端における撮像面上の中心から像高がｙ０７となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角である。
本発明によれば、小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易い結像光学系を提供できる。
更には、製造コストも抑えやすい結像光学系を提供できる。
更には、そのような結像光学系を備えた電子撮像装置を提供できる。
更には、製造コストも抑えやすい結像光学系を提供できる。
更には、そのような結像光学系を備えた電子撮像装置を提供できる。
以下に、本実施形態の結像光学系をズーム光学系に適用した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。
本実施形態の結像光学系は、
物体側から像側へ順に、
正屈折力をもつ第１レンズ群と、
負屈折力をもつ第２レンズ群と、
正屈折力をもつ第３レンズ群と、
屈折力をもつ第４レンズ群とを含む全体として４群又は５群からなる結像光学系であって、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、
第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広がり、
第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は狭まり、
第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は変動する。
物体側から像側へ順に、
正屈折力をもつ第１レンズ群と、
負屈折力をもつ第２レンズ群と、
正屈折力をもつ第３レンズ群と、
屈折力をもつ第４レンズ群とを含む全体として４群又は５群からなる結像光学系であって、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、
第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は広がり、
第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は狭まり、
第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は変動する。
このような、正・負・正のレンズ群配置を含むタイプの結像光学系は、変倍比の確保に有利である。また、射出瞳を像面から離しやすく、電子撮像素子を用いた場合に良好な画像の確保に有利となる。
そして、本実施形態の結像光学系では、さらに、
第１レンズ群を負メニスカスレンズと正メニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズからなる構成としている。これにより、第１レンズ群の径方向の小型化に有利となる。さらに、それぞれのレンズ同士が収差をキャンセルしあうことで、第１レンズ群での諸収差の補正に有利となる。この結果、レンズを広画角化、高変倍比化、小型化した際の収差変動を抑えやすくしている。
第１レンズ群を負メニスカスレンズと正メニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズからなる構成としている。これにより、第１レンズ群の径方向の小型化に有利となる。さらに、それぞれのレンズ同士が収差をキャンセルしあうことで、第１レンズ群での諸収差の補正に有利となる。この結果、レンズを広画角化、高変倍比化、小型化した際の収差変動を抑えやすくしている。
そして、第２レンズ群は、物体側に凸面をもち像側に凹面をもつ負メニスカスレンズを最も物体側に有している。
加えて、第３レンズ群は、正レンズと負レンズを有する構成である。
加えて、第３レンズ群は、正レンズと負レンズを有する構成である。
沈胴時の小型のためにはレンズ枚数の低減が効果的である。
ここで、レンズ成分は、光軸上にて空気と接する屈折面が物体側屈折面と像側屈折面の２つのみのレンズ体と定義する。
ここで、レンズ成分は、光軸上にて空気と接する屈折面が物体側屈折面と像側屈折面の２つのみのレンズ体と定義する。
本実施形態の結像光学系においては、第３レンズ群を上述の構成とすることで第３レンズ群の小型化に有利としている。また、第３レンズ群の主点の位置を第２レンズ群側寄りにしている。これにより、小型化しながらも変倍比の確保に有利としている。
そして、第２レンズ群に十分な負の屈折力の確保しつつ、広画角化にともなう軸外収差の発生を抑えるために、第２レンズ群中のレンズ成分のうち最も物体側のレンズ成分を上述の負メニスカスレンズとしている。これにより、広画角化した際に、広角端付近にてこの負レンズに入射する軸外光線の入射角を抑えやすくなり、軸外収差の低減に有利となる。
そして、第４レンズ群を１つの正レンズ成分で構成する。これにより、沈胴時の小型化にいっそう有利となる。
上述の発明にて、さらに、以下の構成、条件式のいずれか１つもしくは複数を同時に満足することがより好ましい。
また、第１レンズ群の望遠端における位置が、広角端における位置よりも物体側に位置することが好ましい。これにより、第２レンズ群による変倍機能を確保しやすくなる。
また、第１レンズ群中の負レンズが、第１レンズ群中の正レンズよりも物体側に位置し、第１レンズ群中の負レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもち、第１レンズ群中の正レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも大きい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもつことが好ましい。
これにより、第１レンズ群の光軸上での厚みを抑えつつ、収差低減を行うことに有利となる。
これにより、第１レンズ群の光軸上での厚みを抑えつつ、収差低減を行うことに有利となる。
更には、第１レンズ群中の負メニスカスレンズと正メニスカスレンズが、ともに物体側に凸面を持つメニスカスレンズであることがより好ましい。
これにより、広角端付近における第１レンズ群中の各レンズ面での軸外光線の入射角を低減でき広画角化時の収差低減に有利となる。
これにより、広角端付近における第１レンズ群中の各レンズ面での軸外光線の入射角を低減でき広画角化時の収差低減に有利となる。
正メニスカスレンズと負メニスカスレンズとの相対的な偏心を低減するために、この正メニスカスレンズと負メニスカスレンズとを接合させることがより好ましい。
また、第２レンズ群の望遠端における位置が、広角端における位置よりも物体側に位置することが好ましい。
これにより、第２レンズ群と第３レンズ群による変倍機能を確保しやすくなり、広角端から望遠端の収差変動量を低減に有利となる。
また、第２レンズ群は、負メニスカスレンズよりも像側に配置された正レンズと負レンズを有することが好ましい。
これにより、第２レンズ群の収差を低減しつつ負の屈折力を十分に確保しやすくなり広画角化に有利となる。加えて、第２レンズ群の屈折力を確保することで第３レンズ群の変倍負担を抑えやすくなり、変倍時の収差変動の低減に有利となる。
これにより、第２レンズ群の収差を低減しつつ負の屈折力を十分に確保しやすくなり広画角化に有利となる。加えて、第２レンズ群の屈折力を確保することで第３レンズ群の変倍負担を抑えやすくなり、変倍時の収差変動の低減に有利となる。
また、広角化、小型化のためには、第２レンズ群が負メニスカスレンズと前述の負レンズ及び正レンズとからなる構成とすることがより好ましい。
また、第２レンズ群は、負メニスカスレンズと、その負メニスカスレンズよりも像側に配置された負レンズとからなる負の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正レンズ成分からなる正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、後側レンズ群は前述の正レンズを有することがより好ましい。
これにより、第２レンズ群の主点の位置を物体側寄りにでき、第２レンズ群の径方向の小型化に有利となる。つまり、広画角化した際のサイズの低減に有利となる。
加えて、広角端付近にて、第１レンズ群と、第２レンズ群の合成系が、正屈折力（第１レンズ群）、負屈折力（第２レンズ群の前側レンズ群）、正屈折力（第２群の後側レンズ群）の対称的な配置となる。
一方、望遠端付近にて、第２レンズ群と、第３レンズ群の合成系が、負屈折力（第２レンズ群の前側レンズ群）、正屈折力（第２群の後側レンズ群）、正屈折力（第３レンズ群中の正レンズ）、負屈折力（第３レンズ群中の負レンズ）の対称的な配置となる。
このように、広角端付近、望遠端付近ともに、収差補正上都合の良い、対称的な屈折力配置となる。
このように、広角端付近、望遠端付近ともに、収差補正上都合の良い、対称的な屈折力配置となる。
また、広角端付近では、第１レンズ群、第２レンズ群の合成系内で、ペッツバール和、コマ収差、倍率の色収差を互いに打ち消し合い、画角の確保と性能の確保に有利となる。
また望遠端付近では、第２、第３レンズ群の合成系内で、ペッツバール和、コマ収差、倍率の色収差を互いに打ち消し合い、高変倍比化した際の光学性能の確保に有利となる。
また、第２レンズ群中の負レンズ成分が非球面を有することが好ましい。
この負レンズ成分のレンズ面に非球面を用いることで、軸上収差と軸外収差のバランスをとりつつ、第２レンズ群の厚さを抑えやすくなる。この結果、広画角化や変倍比の確保に有利となる。
この負レンズ成分のレンズ面に非球面を用いることで、軸上収差と軸外収差のバランスをとりつつ、第２レンズ群の厚さを抑えやすくなる。この結果、広画角化や変倍比の確保に有利となる。
また、第２レンズ群中に２つめの負レンズを配置することで、負メニスカスレンズ成分と共に、軸上収差と軸外収差のバランスをとりつつ第２レンズ群の負の屈折力の確保に有利となる。
さらに、負レンズが非球面をもつことで、第２レンズ群の厚さを抑えつつ広角端付近での軸外収差の補正にいっそう有利となる。
さらに、負レンズが非球面をもつことで、第２レンズ群の厚さを抑えつつ広角端付近での軸外収差の補正にいっそう有利となる。
また、第３レンズ群の望遠端における位置が、広角端における位置よりも物体側に位置することが好ましい。
これにより、第３レンズ群による変倍機能を確保しやすくなる。
これにより、第３レンズ群による変倍機能を確保しやすくなる。
このとき、明るさ絞りは、第３レンズ群と一体で移動することが好ましい。
明るさ絞りが広角端よりも望遠端にて物体側に移動することで、第３レンズ群の移動範囲を確保しやすくなる。また、広角端、望遠端ともに明るさ絞りが第３レンズ群の近くとなるので、第３レンズ群の小径化や薄型化に有利となる。
明るさ絞りが広角端よりも望遠端にて物体側に移動することで、第３レンズ群の移動範囲を確保しやすくなる。また、広角端、望遠端ともに明るさ絞りが第３レンズ群の近くとなるので、第３レンズ群の小径化や薄型化に有利となる。
また、第３レンズ群中に有する正レンズは両凸形状であり、負レンズは像側面が凹面のメニスカス形状であることが好ましい。
これにより、第３レンズ群の主点を物体側に位置させやすくなり、望遠端にて第３レンズ群の主点の位置を、負屈折力の第２レンズ群に近づけやすくなり、変倍比を確保することに有利となる。
これにより、第３レンズ群の主点を物体側に位置させやすくなり、望遠端にて第３レンズ群の主点の位置を、負屈折力の第２レンズ群に近づけやすくなり、変倍比を確保することに有利となる。
また、正レンズ成分の両面の凸面と、負成分レンズの物体側面の凸面が、光軸に沿って連続して位置する。これにより、第２レンズ群から発散される軸上光束を収斂して、第３レンズ群の径方向の小型化にいっそう有利となる。
そして、負レンズの凹面にて、第３レンズ群の各凸面で発生した収差をキャンセルさせることや、軸外光束を光軸から離れる方向に屈折させて第４レンズ群へ入射する光線高を確保して結像光学系の像側へのテレセントリック性を良好とする機能を持たせやすくなる。
また、第３レンズ群中の正レンズ成分の物体側面と像側面が共に非球面であることが好ましい。
これにより、球面収差とコマ収差の補正に有利となり、第３レンズ群中のレンズ枚数を２枚としても光学性能の確保に有利となる。また、レンズ枚数を２枚とすることにより、小型化にも有利になる。
これにより、球面収差とコマ収差の補正に有利となり、第３レンズ群中のレンズ枚数を２枚としても光学性能の確保に有利となる。また、レンズ枚数を２枚とすることにより、小型化にも有利になる。
第３レンズ群中の負レンズの像側面が非球面であることが好ましい。
これにより、第３レンズ群中の最も像側面を非球面とすることで軸外収差を良好にすることが出来る。
これにより、第３レンズ群中の最も像側面を非球面とすることで軸外収差を良好にすることが出来る。
また、第４レンズ群が移動して、遠距離物点から近距離物点へのフォーカシングを行うことが好ましい。
これにより、第４レンズ群は軽量化しやすく且つピント感度を小さくしやすい。このため、このレンズ群をフォーカシング時に移動させることでフォーカシング精度の確保が出来好ましい。
これにより、第４レンズ群は軽量化しやすく且つピント感度を小さくしやすい。このため、このレンズ群をフォーカシング時に移動させることでフォーカシング精度の確保が出来好ましい。
また、第４レンズ群は、主に射出瞳を調整する機能をもたせる程度でよいので屈折力を低減できる。そのため、第４レンズ群をレンズ１枚の構成とすることで、小型、低コスト化に有利となる。
このとき、このレンズを非球面を持つメニスカスレンズとすることで、軸外収差の補正に有利となる。また、結像光学系中に含まれるレンズ群を、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群の４つのみとすることで、小型化に有利となる。
このとき、このレンズを非球面を持つメニスカスレンズとすることで、軸外収差の補正に有利となる。また、結像光学系中に含まれるレンズ群を、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群の４つのみとすることで、小型化に有利となる。
もしくは、第４レンズ群の像側に配置され、且つ、曲面の屈折面を持つ第５レンズ群を有するようにしてもよい。これにより、像面湾曲の補正もしくはテレセントリック性の確保に有利となる。
さらに、第５レンズ群を広角端から望遠端への変倍の際に固定とすると、メカ構成を簡易にしやすくなる。
さらに、第５レンズ群を広角端から望遠端への変倍の際に固定とすると、メカ構成を簡易にしやすくなる。
上述の各発明の結像光学系にて、より好ましい数値条件を以下に示す。
第１レンズ群が、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
−１０＜（Ｒ１ｇｆ＋Ｒ１ｇｒ）／（Ｒ１ｇｆ−Ｒ１ｇｒ）＜−１.５ （１）
ここで、
Ｒ１ｇｆは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｇｒは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径
である。
第１レンズ群が、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
−１０＜（Ｒ１ｇｆ＋Ｒ１ｇｒ）／（Ｒ１ｇｆ−Ｒ１ｇｒ）＜−１.５ （１）
ここで、
Ｒ１ｇｆは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｇｒは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径
である。
条件式（１）は、第１レンズ群の好ましい形状を特定するものである。
条件式（１）の下限値を下回らず、上限値を上回らないようにすることで、広画角化に伴う像面湾曲のオーバーもしくはアンダーを抑えやすくなる。加えて、望遠端での倍率の色収差の補正に有利となる。
条件式（１）の下限値を下回らず、上限値を上回らないようにすることで、広画角化に伴う像面湾曲のオーバーもしくはアンダーを抑えやすくなる。加えて、望遠端での倍率の色収差の補正に有利となる。
また、第１レンズ群が、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
−５.５＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−２.５ （２）
ここで、
Ｒ１ｆは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｒは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。
−５.５＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−２.５ （２）
ここで、
Ｒ１ｆは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｒは、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。
条件式（２）は第１レンズ群の好ましい形状を特定するものである。
条件式（２）の下限値を下回らず、上限値を上回らないようにすることで、広画角化に伴う像面湾曲のオーバーもしくはアンダーを抑えやすくなる。加えて、望遠端での倍率の色収差の補正に有利となる。
条件式（２）の下限値を下回らず、上限値を上回らないようにすることで、広画角化に伴う像面湾曲のオーバーもしくはアンダーを抑えやすくなる。加えて、望遠端での倍率の色収差の補正に有利となる。
また、広角端と望遠端の第２レンズ群の位置が、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
０＜（Ｔ２Ｗ−Ｔ２Ｔ）/（ｆＷ）＜２.５ （１０）
ここで、
T２Wは、広角端の第２レンズ群の物体側面位置と像面位置の距離、
T２Tは、望遠端の第２レンズ群の物体側面位置と像面位置の距離、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離、
である。
０＜（Ｔ２Ｗ−Ｔ２Ｔ）/（ｆＷ）＜２.５ （１０）
ここで、
T２Wは、広角端の第２レンズ群の物体側面位置と像面位置の距離、
T２Tは、望遠端の第２レンズ群の物体側面位置と像面位置の距離、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離、
である。
条件式（１０）は広角端と望遠端での第２レンズ群の好ましい位置の関係を特定するものである。
条件式（１０）の下限値を下回らず、上限値を上回らないようにすることで、変倍比確保に伴う像面湾曲のオーバーもしくはアンダーを抑えやすくなる。加えて、望遠端での倍率の色収差の補正に有利となる。
条件式（１０）の下限値を下回らず、上限値を上回らないようにすることで、変倍比確保に伴う像面湾曲のオーバーもしくはアンダーを抑えやすくなる。加えて、望遠端での倍率の色収差の補正に有利となる。
また、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分が、以下の条件を満足することが好ましい。
０.９＜（Ｒ２ｎｆ＋Ｒ２ｎｒ）／（Ｒ２ｎｆ−Ｒ２ｎｒ）＜１.５ （３）
ここで、
Ｒ２ｎｆは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２ｎｒは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
０.９＜（Ｒ２ｎｆ＋Ｒ２ｎｒ）／（Ｒ２ｎｆ−Ｒ２ｎｒ）＜１.５ （３）
ここで、
Ｒ２ｎｆは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２ｎｒは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
条件式（３）は第２レンズ群の最も物体側の負メニスカスレンズ成分の好ましい形状を特定するものである。
条件式（３）の上限値を上回らないようにして、物体側面を凸面とする。これにより、広角端付近にて、この負メニスカスレンズ成分に入射する軸外光束の入射角度を抑えやすくなり、広角側での収差補正に有利となる。
また、下限値を下回らないようにして、負メニスカスレンズ成分の像側面の曲率を大きくする。これにより、望遠端付近における球面収差の補正に有利となる。
また、下限値を下回らないようにして、負メニスカスレンズ成分の像側面の曲率を大きくする。これにより、望遠端付近における球面収差の補正に有利となる。
また、第１レンズ群と第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分とが、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
−０．３＜ｆ２ｎ／ｆ１＜−０．１３ （４）
ここで、
ｆ２ｎは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズの焦点距離、
ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
−０．３＜ｆ２ｎ／ｆ１＜−０．１３ （４）
ここで、
ｆ２ｎは、第２レンズ群中の負メニスカスレンズの焦点距離、
ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
条件式（４）は、第１レンズ群と第２レンズ群中の負メニスカスレンズ成分との好ましい屈折力の比を特定するものである。
条件式（４）の下限値を下回らないようにすることで、第１レンズ群と負メニスカスレンズとの合成系の負屈折力を十分に確保できる。これにより、小型化と画角の確保の両立に有利となる。
条件式（４）の上限値を上回らないようにして第１レンズ群の正屈折力を確保することで、像面湾曲の補正に有利となる。
条件式（４）の下限値を下回らないようにすることで、第１レンズ群と負メニスカスレンズとの合成系の負屈折力を十分に確保できる。これにより、小型化と画角の確保の両立に有利となる。
条件式（４）の上限値を上回らないようにして第１レンズ群の正屈折力を確保することで、像面湾曲の補正に有利となる。
また、第３レンズ群中の負レンズが以下の条件を満足することが好ましい。
０.１＜（Ｒ３ｎｆ＋Ｒ３ｎｒ）／（Ｒ３ｎｆ−Ｒ３ｎｒ）＜４.５ （５）
ここで、
Ｒ３ｎｆは、第３レンズ群中の負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｎｒは、第３レンズ群中の負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
０.１＜（Ｒ３ｎｆ＋Ｒ３ｎｒ）／（Ｒ３ｎｆ−Ｒ３ｎｒ）＜４.５ （５）
ここで、
Ｒ３ｎｆは、第３レンズ群中の負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｎｒは、第３レンズ群中の負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
条件式（５）は第３レンズ群中の負レンズの好ましい形状を特定するものである。
条件式（５）の下限値を下回らないようにして、負レンズ群の物体側面を正の屈折力とする。これにより、第３レンズ群の主点の位置を物体寄りにする効果、第３レンズ群の正屈折力を分担する効果を確保できる。この結果、小型化や高変倍比化に有利となる。また、像側面の負の屈折力を確保して第３レンズ群における収差をキャンセルさせやすくなる。
また、条件式（５）の上限値を上回らないようにして、負レンズの像側面の負屈折力が強くなりすぎるのを避けることで、コマ収差や非点収差を抑えやすくなる。
条件式（５）の下限値を下回らないようにして、負レンズ群の物体側面を正の屈折力とする。これにより、第３レンズ群の主点の位置を物体寄りにする効果、第３レンズ群の正屈折力を分担する効果を確保できる。この結果、小型化や高変倍比化に有利となる。また、像側面の負の屈折力を確保して第３レンズ群における収差をキャンセルさせやすくなる。
また、条件式（５）の上限値を上回らないようにして、負レンズの像側面の負屈折力が強くなりすぎるのを避けることで、コマ収差や非点収差を抑えやすくなる。
また、第３レンズ群中の負レンズが以下の条件を満足することが好ましい。
１２＜ν3n＜３５ （６）
ここで、ν3nは、第３レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
１２＜ν3n＜３５ （６）
ここで、ν3nは、第３レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
条件式（６）は第３レンズ群中の負レンズの材料の好ましいアッベ数を特定するものである。
条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、負レンズの材料の異常分散性の増大を抑え、色収差の補正機能の過剰を抑えやすくなる。一般に光学材料はアッベ数が１２を下回ると急激に異常分散性が増し、色収差の補正が出来なくなる。
また、条件式（６）の上限値を上回らないようにして、負レンズの分散を確保することで、第３レンズ群内での色収差の補正に有利となる。
条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、負レンズの材料の異常分散性の増大を抑え、色収差の補正機能の過剰を抑えやすくなる。一般に光学材料はアッベ数が１２を下回ると急激に異常分散性が増し、色収差の補正が出来なくなる。
また、条件式（６）の上限値を上回らないようにして、負レンズの分散を確保することで、第３レンズ群内での色収差の補正に有利となる。
また、第３レンズ群中の正レンズと負レンズが以下の条件を満足することが好ましい。
３０＜ν３ｐ−ν３ｎ＜７０ （７）
ここで、
ν３ｐは、第３レンズ群中の正レンズのアッベ数、
ν３ｎは、第３レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
３０＜ν３ｐ−ν３ｎ＜７０ （７）
ここで、
ν３ｐは、第３レンズ群中の正レンズのアッベ数、
ν３ｎは、第３レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
条件式（７）は第３レンズ群中の正レンズと負レンズの好ましいアッベ数の差を特定するものである。
条件式（７）の下限値を下回らないようにして、２つのレンズのアッベ数差を確保する。これにより、第３レンズ群での色収差の発生を抑えやすくなり、全変倍域での色収差の発生を抑えやすくなる。
また、条件式（７）の上限値を上回らないようにすることで、使用するレンズ材料の低コスト化やレンズ加工の容易さを確保しやすくなる。
条件式（７）の下限値を下回らないようにして、２つのレンズのアッベ数差を確保する。これにより、第３レンズ群での色収差の発生を抑えやすくなり、全変倍域での色収差の発生を抑えやすくなる。
また、条件式（７）の上限値を上回らないようにすることで、使用するレンズ材料の低コスト化やレンズ加工の容易さを確保しやすくなる。
また、結像光学系が以下の条件式を満足することが好ましい。
７＜ｆｔ／ｆｗ （８）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離、
ｆｔは、望遠端における結像光学系全系の焦点距離、
である。
７＜ｆｔ／ｆｗ （８）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離、
ｆｔは、望遠端における結像光学系全系の焦点距離、
である。
条件式（８）は結像光学系全系の好ましいズーム比を特定するものである。
条件式（８）の下限値を下回らないようにして、変倍比を確保することで、種々の撮影シーンに対応でき好ましい。
条件式（８）の下限値を下回らないようにして、変倍比を確保することで、種々の撮影シーンに対応でき好ましい。
また、本発明に係る電子撮像装置は、結像光学系と、その像側に配置された撮像面をもち且つ結像光学系により形成された撮像面上の光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた電子撮像装置であって、結像光学系を上述のいずれかの結像光学系とするものである。
これにより、コンパクトでありながらズーム比や画角の確保、光学性能の確保に有利な結像光学系を備えた電子撮像装置を提供できる。
また、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信号処理回路を備える。
その結像光学系が広角端且つ最も遠距離に合焦した状態にて、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
０．６５＜ｙ０７／（ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ）＜０．９８ （９）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離であり、
撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をｙ１０としたとき、
ｙ０７＝０．７×ｙ１０で定義され、
有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、ｙ１０はとり得る値の最大値とし、ω０７ｗは広角端における撮像面上の中心から像高がｙ０７となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角である。
０．６５＜ｙ０７／（ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ）＜０．９８ （９）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離であり、
撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をｙ１０としたとき、
ｙ０７＝０．７×ｙ１０で定義され、
有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、ｙ１０はとり得る値の最大値とし、ω０７ｗは広角端における撮像面上の中心から像高がｙ０７となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角である。
本実施形態のような結像光学系の場合、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点に着目して、歪曲収差の発生をある程度許容して、本実施形態の結像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とが出来る。この件について、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 （Ａ）
が成立する。
ｆ＝ｙ／ｔａｎω （Ａ）
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 （Ｂ）
となる。つまり、ωとｙとを一定の値とするならば、広角端の焦点距離ｆは長くてよいこととなり、その分、収差（特に、非点収差）を抑えた設計を行いやすくなる。
ｆ＞ｙ／ｔａｎω （Ｂ）
となる。つまり、ωとｙとを一定の値とするならば、広角端の焦点距離ｆは長くてよいこととなり、その分、収差（特に、非点収差）を抑えた設計を行いやすくなる。
そこで、本発明の電子撮像装置では、撮像素子にて得られた画像データを、画像処理により加工している。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よい。
このような画像データの補正を行う場合、広角端における有効撮像領域は樽型となる。そして樽型の有効撮像領域の画像データをほぼ矩形の画像データに変更する。
条件式（９）は、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（９）を満足することで、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（９）の下限値を下回らないようにして、結像光学系による歪曲収差の発生を抑えることで、結像光学系の歪曲収差による画像歪みを信号処理回路で補正した場合に修正後の画像の周辺部の放射方向への引き伸ばし率を抑え、画像周辺部の鮮鋭度の劣化を抑えやすくなる。
また、条件式（９）の上限値を上回らないようにして、結像光学系の歪曲収差を許容することで、結像光学系の非点収差の補正に有利となり、結像光学系の薄型化に有利となる。
なお、歪曲収差を完全に補正するように広角端での有効撮像領域を定めてもよいが、パースペクティブの影響や周辺の画像劣化を考慮して−３％前後、もしくは−５％前後など、適度に樽型の歪曲収差を残して画像データの変更を行ってもよい。
なお、歪曲収差を完全に補正するように広角端での有効撮像領域を定めてもよいが、パースペクティブの影響や周辺の画像劣化を考慮して−３％前後、もしくは−５％前後など、適度に樽型の歪曲収差を残して画像データの変更を行ってもよい。
また、各色信号（例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））ごとに歪曲収差の補正量を調整すれば、倍率の色収差の補正も可能となる。
上述の結像光学系がフォーカシング機能を有する場合、上述の各構成は、最も遠距離の物体に合焦した状態での値とする。
また、上述の各発明の複数を任意に同時に満足することが好ましい。
上述の結像光学系がフォーカシング機能を有する場合、上述の各構成は、最も遠距離の物体に合焦した状態での値とする。
また、上述の各発明の複数を任意に同時に満足することが好ましい。
また、上述の各条件を以下のように変更すると、その効果をより確実にでき好ましい。
条件式（１）の下限値を−９.５、更には−９とすることがより好ましい。
条件式（１）の上限値を−２には−２.５とすることがより好ましい。
条件式（２）の下限値を−５、更には−４.５とることがより好ましい。
条件式（２）の上限値を−２更には−１.８とすることがより好ましい。
条件式（３）の下限値を１、更には１.０５とすることがより好ましい。
条件式（３）の上限値を１.４、更には１.３とすることがより好ましい。
条件式（４）の下限値を−０.２０、更には−０.１９とすることがより好ましい。
条件式（４）の上限値を−０.１４、更には−０.１５とすることがより好ましい。
条件式（５）の下限値を０.３、更には０.４とすることがより好ましい。
条件式（５）の上限値を４、更には３.５とすることがより好ましい。
条件式（６）の下限値を１４、更には１６とすることがより好ましい。
条件式（６）の上限値を２８、更には２０とすることがより好ましい。
条件式（７）の下限値を３５、更には３８とすることがより好ましい。
条件式（７）の上限値を６０、更には５１とすることがより好ましい。
条件式（８）の下限値を８、更には９とするとより好ましい。
条件式（８）の上限値を設け、１５以上にならないようにすることで、全長の小型化や収差の変動が抑えられ好ましい。
条件式（９）の下限値を０．７、更には０．７５とすることがより好ましい。
条件式（９）の上限値を０．９６更には０．９５とすることがより好ましい。
条件式（１０）の上限値を２．０更には２．５とすることがより好ましい。
条件式（１）の下限値を−９.５、更には−９とすることがより好ましい。
条件式（１）の上限値を−２には−２.５とすることがより好ましい。
条件式（２）の下限値を−５、更には−４.５とることがより好ましい。
条件式（２）の上限値を−２更には−１.８とすることがより好ましい。
条件式（３）の下限値を１、更には１.０５とすることがより好ましい。
条件式（３）の上限値を１.４、更には１.３とすることがより好ましい。
条件式（４）の下限値を−０.２０、更には−０.１９とすることがより好ましい。
条件式（４）の上限値を−０.１４、更には−０.１５とすることがより好ましい。
条件式（５）の下限値を０.３、更には０.４とすることがより好ましい。
条件式（５）の上限値を４、更には３.５とすることがより好ましい。
条件式（６）の下限値を１４、更には１６とすることがより好ましい。
条件式（６）の上限値を２８、更には２０とすることがより好ましい。
条件式（７）の下限値を３５、更には３８とすることがより好ましい。
条件式（７）の上限値を６０、更には５１とすることがより好ましい。
条件式（８）の下限値を８、更には９とするとより好ましい。
条件式（８）の上限値を設け、１５以上にならないようにすることで、全長の小型化や収差の変動が抑えられ好ましい。
条件式（９）の下限値を０．７、更には０．７５とすることがより好ましい。
条件式（９）の上限値を０．９６更には０．９５とすることがより好ましい。
条件式（１０）の上限値を２．０更には２．５とすることがより好ましい。
以下の実施例は、上述の各構成要件が関連しあうことで、７倍程度のズーム比を確保し、広画角でありながら、構成レンズ枚数が少なく、沈胴時のコンパクト化にも有利であり、且つ光学性能も確保しやすい結像光学系となっている。
次に、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、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、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とを有している。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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２の接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第４レンズ群Ｇ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９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は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動した後反転して像側へ移動し、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３と共に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は像面側へ移動した後反転し物体側へ移動する。
非球面は、第３レンズ群Ｇ３中の正両凸レンズＬ７の両面、負メニスカスレンズＬ８の像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ９の両面との、５面に設けられている。
次に、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、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２の接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第４レンズ群Ｇ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第５レンズ群Ｇ５は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０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は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動した後反転して像側へ移動し、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３と共に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は像面側へ移動した後反転し物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定している。
非球面は、第３レンズ群Ｇ３中の正両凸レンズＬ７の両面、負メニスカスレンズＬ８の像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ９の像側の面と、第５レンズ群Ｇ５の正メニスカスレンズＬ１０の物体側の面と、の５面に設けられている。
次に、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、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第４レンズ群Ｇ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第５レンズ群Ｇ５は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０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は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動した後反転して像側へ移動し、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３と共に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は像面側へ移動した後反転し物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定している。
非球面は、第３レンズ群Ｇ３中の正両凸レンズＬ７の両面、負メニスカスレンズＬ８の像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ９の像側の面と、第５レンズ群Ｇ５の正メニスカスレンズＬ１０の物体側の面と、の５面に設けられている。
次に、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、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第３レンズ群Ｇ３は、正両凸レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第４レンズ群Ｇ４は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズＬ１０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は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動した後反転して像側へ移動し、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３と共に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定している。
非球面は、第３レンズ群Ｇ３中の正両凸レンズＬ７の両面、負メニスカスレンズＬ８の像側の面、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズＬ１０の像側の面と、の５面に設けられている。
次に、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、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第３レンズ群Ｇ３は、正両凸レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９との接合レンズとで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第４レンズ群Ｇ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０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は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３と共に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は像面側へ移動した後反転し物体側へ移動する。
非球面は、第３レンズ群Ｇ３中の両凸正レンズＬ７の両面、負メニスカスレンズＬ９の像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ９の像側の面との、４面に設けられている。
次に、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、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とを有している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と両凹負レンズＬ９との接合レンズとで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第４レンズ群Ｇ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０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は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３と共に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は像面側へ移動した後反転し物体側へ移動する。
非球面は、第３レンズ群Ｇ３中の両凸正レンズＬ７の両面、両凹負レンズＬ９の像側の面、第４レンズ群Ｇ４の正メニスカスレンズＬ１０の像側の面との、４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、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…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、＊は非球面を示している。
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
また、ｅ-n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。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
また、ｅ-n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。
数値実施例１
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 27.321 0.70 1.84666 23.78
2 15.861 2.25 1.72916 54.68
3 75.647 0.10
4 28.092 1.29 1.81600 46.62
5 64.546 可変
6 60.757 0.30 1.88300 40.76
7 4.613 2.30
8 -15.657 0.30 1.81600 46.62
9 19.310 0.10
10 9.524 1.22 1.94595 17.98
11 63.058 可変
12(絞り) ∞ 0.30
13* 4.259 2.04 1.58313 59.38
14* -16.341 0.10
15 10.379 2.40 2.10223 16.77
16* 4.561 可変
17 -837.462 1.80 1.52542 55.78
18* -8.355 可変
19 ∞ 0.30 1.54771 62.84
20 ∞ 0.50
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.862
A4=3.83520e-04
第１４面
K=0.000
A4=1.36330e-04
第１６面
K=0.000
A4=2.70393e-03,A6=2.83818e-04,A8=1.94964e-05
第１８面
K=0.000
A4=4.39028e-04,A6=-3.27677e-06
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.33 13.25 51.96
ＦＮＯ． 3.24 5.58 6.62
画角２ω 90.20 31.62 8.27
fb (in air) 4.79 3.49 3.77
全長 (in air) 33.23 42.76 54.58
d5 0.25 6.78 18.94
d11 10.04 5.03 0.70
d16 2.96 12.26 15.98
d18 3.40 2.12 2.50
群焦点距離
f1=32.78 f2=-5.33 f3=7.91 f4=16.05
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 27.321 0.70 1.84666 23.78
2 15.861 2.25 1.72916 54.68
3 75.647 0.10
4 28.092 1.29 1.81600 46.62
5 64.546 可変
6 60.757 0.30 1.88300 40.76
7 4.613 2.30
8 -15.657 0.30 1.81600 46.62
9 19.310 0.10
10 9.524 1.22 1.94595 17.98
11 63.058 可変
12(絞り) ∞ 0.30
13* 4.259 2.04 1.58313 59.38
14* -16.341 0.10
15 10.379 2.40 2.10223 16.77
16* 4.561 可変
17 -837.462 1.80 1.52542 55.78
18* -8.355 可変
19 ∞ 0.30 1.54771 62.84
20 ∞ 0.50
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.862
A4=3.83520e-04
第１４面
K=0.000
A4=1.36330e-04
第１６面
K=0.000
A4=2.70393e-03,A6=2.83818e-04,A8=1.94964e-05
第１８面
K=0.000
A4=4.39028e-04,A6=-3.27677e-06
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.33 13.25 51.96
ＦＮＯ． 3.24 5.58 6.62
画角２ω 90.20 31.62 8.27
fb (in air) 4.79 3.49 3.77
全長 (in air) 33.23 42.76 54.58
d5 0.25 6.78 18.94
d11 10.04 5.03 0.70
d16 2.96 12.26 15.98
d18 3.40 2.12 2.50
群焦点距離
f1=32.78 f2=-5.33 f3=7.91 f4=16.05
数値実施例２
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 30.852 0.70 1.84666 23.78
2 17.599 2.30 1.69680 55.53
3 120.183 0.10
4 31.925 1.25 1.81600 46.62
5 88.067 可変
6 93.015 0.30 1.88300 40.76
7 4.916 2.33
8 -17.859 0.30 1.83481 42.71
9 16.203 0.10
10 9.640 1.33 1.92286 18.90
11 147.640 可変
12(絞り) ∞ 0.30
13* 4.385 2.46 1.59201 67.02
14* -22.373 0.10
15 9.017 2.20 2.10223 16.77
16* 4.462 可変
17 -31.183 1.62 1.52542 55.78
18* -8.000 可変
19* -10.000 0.80 1.52542 55.78
20 -10.000 0.05
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.737
A4=2.82606e-04,A6=1.68010e-05
第１４面
K=0.000
A4=1.54761e-04,A6=3.11989e-05,A8=-1.35452e-06
第１６面
K=0.000
A4=2.49197e-03,A6=2.07529e-04,A8=3.29403e-05
第１８面
K=0.000
A4=1.14543e-03,A6=-2.40246e-05
第１９面
K=0.000
A4=2.37052e-03,A6=-7.37213e-05
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.50 13.77 52.20
ＦＮＯ． 3.22 5.22 6.17
画角２ω 89.40 30.66 8.26
fb (in air) 1.18 1.18 1.21
全長 (in air) 34.84 43.90 54.84
d5 0.25 8.05 20.01
d11 10.95 5.35 0.70
d16 2.78 10.97 14.24
d18 3.50 2.16 2.50
群焦点距離
f1=34.07 f2=-5.60 f3=8.07 f4=20.00 f5=690.69
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 30.852 0.70 1.84666 23.78
2 17.599 2.30 1.69680 55.53
3 120.183 0.10
4 31.925 1.25 1.81600 46.62
5 88.067 可変
6 93.015 0.30 1.88300 40.76
7 4.916 2.33
8 -17.859 0.30 1.83481 42.71
9 16.203 0.10
10 9.640 1.33 1.92286 18.90
11 147.640 可変
12(絞り) ∞ 0.30
13* 4.385 2.46 1.59201 67.02
14* -22.373 0.10
15 9.017 2.20 2.10223 16.77
16* 4.462 可変
17 -31.183 1.62 1.52542 55.78
18* -8.000 可変
19* -10.000 0.80 1.52542 55.78
20 -10.000 0.05
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.737
A4=2.82606e-04,A6=1.68010e-05
第１４面
K=0.000
A4=1.54761e-04,A6=3.11989e-05,A8=-1.35452e-06
第１６面
K=0.000
A4=2.49197e-03,A6=2.07529e-04,A8=3.29403e-05
第１８面
K=0.000
A4=1.14543e-03,A6=-2.40246e-05
第１９面
K=0.000
A4=2.37052e-03,A6=-7.37213e-05
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.50 13.77 52.20
ＦＮＯ． 3.22 5.22 6.17
画角２ω 89.40 30.66 8.26
fb (in air) 1.18 1.18 1.21
全長 (in air) 34.84 43.90 54.84
d5 0.25 8.05 20.01
d11 10.95 5.35 0.70
d16 2.78 10.97 14.24
d18 3.50 2.16 2.50
群焦点距離
f1=34.07 f2=-5.60 f3=8.07 f4=20.00 f5=690.69
数値実施例３
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 30.361 0.60 1.84666 23.78
2 17.252 1.92 1.72916 54.68
3 78.610 0.10
4 27.023 1.36 1.81600 46.62
5 69.430 可変
6 66.914 0.30 1.88300 40.76
7 5.025 2.43
8 -18.682 0.30 1.81600 46.62
9 11.187 1.04 1.84666 23.78
10 24.622 0.10
11 10.341 1.14 1.92286 18.90
12 32.001 可変
13(絞り) ∞ -0.20
14* 3.967 1.93 1.58313 59.38
15 -19.639 0.10
16 9.443 2.20 2.10223 16.77
17* 4.128 可変
18 -616.728 1.80 1.52542 55.78
19 -9.231 可変
20 -10.000 0.80 1.52542 55.78
21 -10.000 0.50
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１４面
K=-0.689
A4=2.51117e-04,A6=-4.76981e-06
第１７面
K=0.000
A4=3.38109e-03,A6=3.68615e-04,A8=4.46073e-05
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.46 13.64 53.49
ＦＮＯ． 3.21 5.54 6.48
画角２ω 89.61 31.63 8.30
fb (in air) 1.19 1.21 1.14
全長 (in air) 34.21 42.69 54.16
d5 0.25 6.45 19.08
d12 10.83 5.11 0.50
d17 2.80 11.81 15.02
d19 3.22 2.19 2.50
群焦点距離
f1=32.95 f2=-5.58 f3=8.02 f4=17.82 f5=690.69
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 30.361 0.60 1.84666 23.78
2 17.252 1.92 1.72916 54.68
3 78.610 0.10
4 27.023 1.36 1.81600 46.62
5 69.430 可変
6 66.914 0.30 1.88300 40.76
7 5.025 2.43
8 -18.682 0.30 1.81600 46.62
9 11.187 1.04 1.84666 23.78
10 24.622 0.10
11 10.341 1.14 1.92286 18.90
12 32.001 可変
13(絞り) ∞ -0.20
14* 3.967 1.93 1.58313 59.38
15 -19.639 0.10
16 9.443 2.20 2.10223 16.77
17* 4.128 可変
18 -616.728 1.80 1.52542 55.78
19 -9.231 可変
20 -10.000 0.80 1.52542 55.78
21 -10.000 0.50
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１４面
K=-0.689
A4=2.51117e-04,A6=-4.76981e-06
第１７面
K=0.000
A4=3.38109e-03,A6=3.68615e-04,A8=4.46073e-05
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.46 13.64 53.49
ＦＮＯ． 3.21 5.54 6.48
画角２ω 89.61 31.63 8.30
fb (in air) 1.19 1.21 1.14
全長 (in air) 34.21 42.69 54.16
d5 0.25 6.45 19.08
d12 10.83 5.11 0.50
d17 2.80 11.81 15.02
d19 3.22 2.19 2.50
群焦点距離
f1=32.95 f2=-5.58 f3=8.02 f4=17.82 f5=690.69
数値実施例４
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 30.028 0.70 1.84666 23.78
2 16.000 2.05 1.69680 55.53
3 48.094 0.10
4 16.538 1.42 1.81600 46.62
5 38.137 可変
6 36.169 0.30 1.88300 40.76
7 4.346 2.23
8 -11.600 0.30 1.88300 40.76
9 30.688 0.10
10 11.304 1.49 1.92286 18.90
11 -57.355 可変
12(絞り) ∞ -0.20
13* 3.697 1.84 1.58313 59.38
14* -16.650 0.10
15 7.278 1.42 2.10223 16.77
16* 3.891 可変
17 -12.000 0.80 1.88300 40.76
18 -17.664 可変
19 187.382 1.80 1.52542 55.78
20* -8.689 可変
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.778
A4=8.78697e-04,A6=-1.49682e-05
第１４面
K=0.000
A4=-5.53777e-05
第１６面
K=0.000
A4=4.10604e-03,A6=3.13834e-04,A8=9.74974e-05,A10=1.16729e-06
第２０面
K=0.000
A4=7.59847e-04,A6=2.77660e-05,A8=-2.26260e-06,A10=3.44022e-08
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.50 13.80 43.20
ＦＮＯ． 3.05 5.45 6.58
画角２ω 87.86 30.40 9.90
fb (in air) 3.58 2.03 1.80
全長 (in air) 32.39 37.53 47.76
d5 0.25 4.57 15.12
d11 10.07 3.97 0.50
d16 2.00 4.23 4.96
d18 2.05 8.30 10.94
d20 2.27 0.52 0.37
群焦点距離
f1=30.49 f2=-5.58 f3=7.15 f4=-45.39 f5=15.85
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 30.028 0.70 1.84666 23.78
2 16.000 2.05 1.69680 55.53
3 48.094 0.10
4 16.538 1.42 1.81600 46.62
5 38.137 可変
6 36.169 0.30 1.88300 40.76
7 4.346 2.23
8 -11.600 0.30 1.88300 40.76
9 30.688 0.10
10 11.304 1.49 1.92286 18.90
11 -57.355 可変
12(絞り) ∞ -0.20
13* 3.697 1.84 1.58313 59.38
14* -16.650 0.10
15 7.278 1.42 2.10223 16.77
16* 3.891 可変
17 -12.000 0.80 1.88300 40.76
18 -17.664 可変
19 187.382 1.80 1.52542 55.78
20* -8.689 可変
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.778
A4=8.78697e-04,A6=-1.49682e-05
第１４面
K=0.000
A4=-5.53777e-05
第１６面
K=0.000
A4=4.10604e-03,A6=3.13834e-04,A8=9.74974e-05,A10=1.16729e-06
第２０面
K=0.000
A4=7.59847e-04,A6=2.77660e-05,A8=-2.26260e-06,A10=3.44022e-08
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.50 13.80 43.20
ＦＮＯ． 3.05 5.45 6.58
画角２ω 87.86 30.40 9.90
fb (in air) 3.58 2.03 1.80
全長 (in air) 32.39 37.53 47.76
d5 0.25 4.57 15.12
d11 10.07 3.97 0.50
d16 2.00 4.23 4.96
d18 2.05 8.30 10.94
d20 2.27 0.52 0.37
群焦点距離
f1=30.49 f2=-5.58 f3=7.15 f4=-45.39 f5=15.85
数値実施例５
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 25.153 0.60 1.84666 23.78
2 15.747 2.07 1.69680 55.53
3 55.881 0.10
4 30.860 1.22 1.83481 42.71
5 70.088 可変
6 65.046 0.30 1.88300 40.76
7 5.060 2.57
8 -17.940 0.30 1.88300 40.76
9 19.069 0.10
10 10.573 1.43 1.92286 18.90
11 -305.006 可変
12(絞り) ∞ 0.00
13* 4.152 1.72 1.58313 59.38
14* -17.805 0.10
15 8.529 1.15 1.84666 23.78
16 20.000 1.08 2.00178 19.32
17* 3.959 可変
18 -139.800 1.80 1.52542 55.78
19* -8.126 可変
20 ∞ 0.30 1.54771 62.84
21 ∞ 0.50
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.518
第１４面
K=0.000
A4=4.89028e-04
第１７面
K=0.000
A4=2.59392e-03,A6=2.31576e-04,A8=5.71554e-05
第１９面
K=0.000
A4=5.24849e-04,A6=-4.45630e-06
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.33 13.25 50.23
ＦＮＯ． 3.16 5.42 6.56
画角２ω 91.16 31.69 8.54
fb (in air) 4.36 3.38 3.88
全長 (in air) 34.40 42.11 55.87
d5 0.25 6.84 20.73
d11 11.81 5.23 0.50
d17 3.45 12.13 16.22
d19 2.96 2.00 2.50
群焦点距離
f1=36.91 f2=-6.13 f3=8.32 f4=16.34
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 25.153 0.60 1.84666 23.78
2 15.747 2.07 1.69680 55.53
3 55.881 0.10
4 30.860 1.22 1.83481 42.71
5 70.088 可変
6 65.046 0.30 1.88300 40.76
7 5.060 2.57
8 -17.940 0.30 1.88300 40.76
9 19.069 0.10
10 10.573 1.43 1.92286 18.90
11 -305.006 可変
12(絞り) ∞ 0.00
13* 4.152 1.72 1.58313 59.38
14* -17.805 0.10
15 8.529 1.15 1.84666 23.78
16 20.000 1.08 2.00178 19.32
17* 3.959 可変
18 -139.800 1.80 1.52542 55.78
19* -8.126 可変
20 ∞ 0.30 1.54771 62.84
21 ∞ 0.50
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.518
第１４面
K=0.000
A4=4.89028e-04
第１７面
K=0.000
A4=2.59392e-03,A6=2.31576e-04,A8=5.71554e-05
第１９面
K=0.000
A4=5.24849e-04,A6=-4.45630e-06
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.33 13.25 50.23
ＦＮＯ． 3.16 5.42 6.56
画角２ω 91.16 31.69 8.54
fb (in air) 4.36 3.38 3.88
全長 (in air) 34.40 42.11 55.87
d5 0.25 6.84 20.73
d11 11.81 5.23 0.50
d17 3.45 12.13 16.22
d19 2.96 2.00 2.50
群焦点距離
f1=36.91 f2=-6.13 f3=8.32 f4=16.34
数値実施例６
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 27.449 0.60 1.84666 23.78
2 18.467 1.89 1.71031 70.00
3 74.362 0.10
4 30.443 1.12 1.88300 40.76
5 56.318 可変
6 52.865 0.30 1.88300 40.76
7 4.994 2.67
8 -15.135 0.30 1.88300 40.76
9 22.996 0.10
10 11.458 1.41 1.92286 18.90
11 -107.086 可変
12(絞り) ∞ 0.00
13* 4.656 2.15 1.59201 67.02
14* -14.072 0.10
15 9.823 1.08 1.84666 23.78
16 -9.019 0.50 1.92286 18.90
17 8.097 0.50 1.58313 59.38
18* 3.790 可変
19 -294.822 1.80 1.52542 55.78
20* -8.721 可変
21 ∞ 0.30 1.54771 62.84
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.747
第１４面
K=0.000
A4=2.99489e-04
第１８面
K=0.000
A4=2.00620e-03,A6=2.56349e-04
第２０面
K=0.000
A4=4.73359e-04,A6=-3.27820e-06
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.33 13.25 50.22
ＦＮＯ． 3.20 5.52 6.99
画角２ω 91.24 31.71 8.54
fb (in air) 4.67 3.37 3.87
全長 (in air) 34.99 42.94 57.70
d5 0.25 6.55 19.93
d11 11.77 5.16 0.50
d18 3.69 13.24 18.79
d20 3.28 2.00 2.50
群焦点距離
f1=36.30 f2=-6.07 f3=8.68 f4=17.07
単位ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 27.449 0.60 1.84666 23.78
2 18.467 1.89 1.71031 70.00
3 74.362 0.10
4 30.443 1.12 1.88300 40.76
5 56.318 可変
6 52.865 0.30 1.88300 40.76
7 4.994 2.67
8 -15.135 0.30 1.88300 40.76
9 22.996 0.10
10 11.458 1.41 1.92286 18.90
11 -107.086 可変
12(絞り) ∞ 0.00
13* 4.656 2.15 1.59201 67.02
14* -14.072 0.10
15 9.823 1.08 1.84666 23.78
16 -9.019 0.50 1.92286 18.90
17 8.097 0.50 1.58313 59.38
18* 3.790 可変
19 -294.822 1.80 1.52542 55.78
20* -8.721 可変
21 ∞ 0.30 1.54771 62.84
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面（撮像面）∞
非球面データ
第１３面
K=-0.747
第１４面
K=0.000
A4=2.99489e-04
第１８面
K=0.000
A4=2.00620e-03,A6=2.56349e-04
第２０面
K=0.000
A4=4.73359e-04,A6=-3.27820e-06
ズームデータ
広角 中間 望遠
焦点距離 4.33 13.25 50.22
ＦＮＯ． 3.20 5.52 6.99
画角２ω 91.24 31.71 8.54
fb (in air) 4.67 3.37 3.87
全長 (in air) 34.99 42.94 57.70
d5 0.25 6.55 19.93
d11 11.77 5.16 0.50
d18 3.69 13.24 18.79
d20 3.28 2.00 2.50
群焦点距離
f1=36.30 f2=-6.07 f3=8.68 f4=17.07
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 実施例5 実施例6
(1)(Ｒ１ｇｆ＋Ｒ１ｇｒ)/(Ｒ１ｇｆ−Ｒ１ｇｒ)
-2.47 -2.08 -2.55 -8.41 -2.12 -2.90
(2)(Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ)/(Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ)
-2.13 -1.69 -2.26 -4.32 -2.64 -2.17
(3)(Ｒ２ｎｆ＋Ｒ２ｎｒ)/(Ｒ２ｎｆ−Ｒ２ｎｒ)
1.16 1.11 1.16 1.27 1.17 1.21
(4)ｆ２ｎ/ｆ１ -0.173 -0.173 -0.187 -0.184 -0.169 -0.172
(5)(Ｒ３ｎｆ+Ｒ３ｎｒ)/(Ｒ３ｎｆ-Ｒ３ｎｒ)
2.57 2.96 2.55 3.30 1.49 0.41
(6)ν３ｎ 16.77 16.77 16.77 16.77 19.32 18.9
(7)ν３ｐ−ν３ｎ 42.61 50.25 42.61 42.61 40.06 48.1
(8)ｆｔ/ｆｗ 12 11.6 12 9.6 11.6 11.6
(9)ｙ０７/(ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ) 0.925 0.908 0.920 0.933 0.923 0.9120
(10)(Ｔ２Ｗ-Ｔ２Ｔ)/(ｆＷ) 0.614 0.0542 0.250 0.111 0.227 0.700
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6
(1)(Ｒ１ｇｆ＋Ｒ１ｇｒ)/(Ｒ１ｇｆ−Ｒ１ｇｒ)
-2.47 -2.08 -2.55 -8.41 -2.12 -2.90
(2)(Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ)/(Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ)
-2.13 -1.69 -2.26 -4.32 -2.64 -2.17
(3)(Ｒ２ｎｆ＋Ｒ２ｎｒ)/(Ｒ２ｎｆ−Ｒ２ｎｒ)
1.16 1.11 1.16 1.27 1.17 1.21
(4)ｆ２ｎ/ｆ１ -0.173 -0.173 -0.187 -0.184 -0.169 -0.172
(5)(Ｒ３ｎｆ+Ｒ３ｎｒ)/(Ｒ３ｎｆ-Ｒ３ｎｒ)
2.57 2.96 2.55 3.30 1.49 0.41
(6)ν３ｎ 16.77 16.77 16.77 16.77 19.32 18.9
(7)ν３ｐ−ν３ｎ 42.61 50.25 42.61 42.61 40.06 48.1
(8)ｆｔ/ｆｗ 12 11.6 12 9.6 11.6 11.6
(9)ｙ０７/(ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ) 0.925 0.908 0.920 0.933 0.923 0.9120
(10)(Ｔ２Ｗ-Ｔ２Ｔ)/(ｆＷ) 0.614 0.0542 0.250 0.111 0.227 0.700
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１３〜図１５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１３はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１４は同後方斜視図、図１５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１６〜図１８に示す。図１６はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１７はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１８は図１６の側面図である。図１６〜図１８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１６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。
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１６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１９に示す。図１９（a）は携帯電話４００の正面図、図１９（b）は側面図、図１９（c）は撮影光学系４０５の断面図である。図１９（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。
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。
以上のように、本発明に係る結像光学系、及び電子撮像装置は、小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易いために有用である。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｌ１〜Ｌ１１ 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
４９ ＣＣＤ
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
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｌ１〜Ｌ１１ 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
４９ ＣＣＤ
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 (29)
- 物体側から像側へ順に、
正屈折力をもつ第１レンズ群と、
負屈折力をもつ第２レンズ群と、
正屈折力をもつ第３レンズ群と、
屈折力をもつ第４レンズ群とを含む全体として４群又は５群からなる結像光学系であって、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は広がり、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は狭まり、
前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変動し、
前記第１レンズ群は負メニスカスレンズと正メニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側に凸面をもち像側に凹面をもつ負メニスカスレンズを最も物体側に有し、前記第２レンズ群の望遠端での位置が広角端での位置より物体側にあり、前記第３レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
前記第３レンズ群は、正レンズ成分と負レンズ成分を有しており、
前記第４レンズ群は１つのレンズからなることを特徴とする結像光学系。 - 前記第１レンズ群の望遠端における位置が、広角端における位置よりも物体側に位置することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
- 前記第１レンズ群中の前記負メニスカスレンズが前記第１レンズ群中の前記正メニスカスレンズよりも物体側に位置し、
前記第１レンズ群中の前記負メニスカスレンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもち、前記第１レンズ群中の前記正メニスカスレンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも大きい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもつことを特徴とする請求項１又は２に記載の結像光学系。 - 前記第１レンズ群中の前記負メニスカスレンズと前記正メニスカスレンズが、いずれも物体側に凸面を持つメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第１レンズ群中の前記負メニスカスレンズと前記正メニスカスレンズとが接合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第２レンズ群は、前記負メニスカスレンズよりも像側に配置された正レンズと負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第２レンズ群は、前記負メニスカスレンズと前記正レンズと前記負レンズとからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第２レンズ群中の前記負レンズが非球面を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第３レンズ群の望遠端における位置が、広角端における位置よりも物体側に位置することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの２枚のレンズからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第３レンズ群中の前記正レンズは両凸形状であり、前記負レンズは物体側面が凸面で像側面が凹面のメニスカス形状であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第３レンズ群中の前記正レンズの物体側面と像側面が共に非球面であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第３レンズ群中の前記負レンズの像側面が非球面であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第４レンズ群が移動して、遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第４レンズ群が１枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第４レンズ群が１枚の負レンズからなることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の結像光学系。
- 前記第４レンズ群が、非球面を持つメニスカスレンズからなることを特徴とする請求項１６に記載の結像光学系。
- 前記第４レンズ群が、非球面を持つ両凹レンズからなることを特徴とする請求項１７に記載の結像光学系。
- 前記第１レンズ群が、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の結像光学系。
−１０＜（Ｒ１ｇｆ＋Ｒ１ｇｒ）／（Ｒ１ｇｆ−Ｒ１ｇｒ）＜−１.５ （１）
ここで、
Ｒ１ｇｆは、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｇｒは、前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。 - 前記第１レンズ群が、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の結像光学系。
−５.５＜（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）＜−２.５ （２）
ここで、
Ｒ１ｆは、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ成分の最も物体面の近軸曲率半径、
Ｒ１ｒは、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ成分の最も像面の近軸曲率半径、
である。 - 前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分が、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の結像光学系。
０.９＜（Ｒ２ｎｆ＋Ｒ２ｎｒ）／（Ｒ２ｎｆ−Ｒ２ｎｒ）＜１.５ （３）
ここで、
Ｒ２ｎｆは、前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２ｎｒは、前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。 - 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分とが、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の結像光学系。
−０．３＜ ｆ２ｎ／ｆ１ ＜−０．１３ （４）
ここで、
ｆ２ｎは、前記第２レンズ群中の前記負メニスカスレンズの焦点距離、
ｆ１は、前記第１レンズ群の焦点距離、
である。 - 前記第３レンズ群中の前記負レンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の結像光学系。
０.１＜（Ｒ３ｎｆ＋Ｒ３ｎｒ）／（Ｒ３ｎｆ−Ｒ３ｎｒ）＜４.５ （５）
ここで、
Ｒ３ｎｆは、前記第３レンズ群中の前記負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｎｒは、前記第３レンズ群中の前記負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。 - 前記第３レンズ群中の前記負レンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の結像光学系。
１２＜ν3n＜３５ （６）
ここで、
ν3nは、前記第３レンズ群中の前記負レンズのアッベ数、
である。 - 前記第３レンズ群中の前記正レンズと前記負レンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか一項に記載の結像光学系。
３０＜ν３ｐ−ν３ｎ＜７０ （７）
ここで、
ν３ｐは、前記第３レンズ群中の前記正レンズのアッベ数、
ν３ｎは、前記第３レンズ群中の前記負レンズのアッベ数、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の結像光学系。
７＜ｆｔ／ｆｗ （８）
ここで、
ｆｗは、広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
ｆｔは、望遠端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。 - 結像光学系と、
その像側に配置された撮像面をもち前記結像光学系により形成された前記撮像面上の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、
前記結像光学系が請求項１乃至２７のいずれか一項に記載の結像光学系であることを特徴とする電子撮像装置。 - 前記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信号処理回路を備え、
前記結像光学系が広角端且つ最も遠距離に合焦した状態において、以下の条件を満足することを特徴とする請求項２８に記載の電子撮像装置。
０．６５＜ｙ０７／（ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ）＜０．９８ （９）
ここで、
ｆｗは、広角端における結像光学系全系の焦点距離であり、
撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をｙ１０としたとき、
ｙ０７＝０．７×ｙ１０で定義され、
有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、ｙ１０はとり得る値の最大値とし、ω０７ｗは広角端における撮像面上の中心から像高がｙ０７となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角である。
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