JP5082604B2

JP5082604B2 - 変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器

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Publication number: JP5082604B2
Application number: JP2007152838A
Authority: JP
Inventors: 泰成福田
Original assignee: Konica Minolta Advanced Layers Inc
Current assignee: Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-06-08
Also published as: JP2008304777A

Description

本発明は、複数のレンズ群からなり、光軸方向にレンズ群の間隔を変えることで変倍を行う変倍光学系、その変倍光学系を備える撮像装置及びその撮像装置を搭載したデジタル機器に関し、特に小型化に適した変倍光学系に関するものである。

近年、携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）の普及が目覚しく、これらの機器に、コンパクトなデジタルスチルカメラユニットやデジタルビデオユニットが内蔵される仕様が一般化してきている。これらの機器では、サイズやコストの制約が非常に厳しいことから、通常のデジタルスチルカメラ等に比べて低画素数で小型の撮像素子と、プラスチックレンズ１〜３枚程度からなる単焦点光学系とを備えた撮像装置が一般的に用いられている。携帯情報端末に搭載される撮像装置も高画素化・高機能化が急速に進んでいる中で、高画素撮像素子に対応でき、且つ撮影者から離れた被写体をも撮影可能とするだけでなく、室内での撮影のように被写体からの距離を離すことができない場合にも撮影可能とする為に、携帯電話機等に搭載できる小型で広角の変倍光学系が要求されている。

このような変倍光学系として、例えば特許文献１には、負正負３成分の変倍光学系において、第１レンズ群を固定とすることで小型化を図った変倍光学系が開示されている。しかし、そこで提案されている変倍光学系は、広角端における画角が狭く、上記広角の要請を満たさない。特許文献２には、負正負正４成分の変倍光学系において、第１レンズ群を固定とした変倍光学系が開示されている。しかし、変倍比が２倍以下と不十分であり、また広角端時の画角も狭い。特許文献３では、負正負正４成分の変倍光学系において、第１レンズ群を可動としているが、この変倍光学系も広角端時の画角が狭い。

また、特許文献４、特許文献５には、負正負正4成分の変倍光学系において、４つのレンズ群全てを可動とすることにより広画角化とバックフォーカスとを両立させた変倍光学系が開示されている。しかし、この構成では可動群が多いことから駆動系が複雑化し、また光学全長が長く前玉レンズ径も大きくなることからコンパクト化には不向きである。さらに、特許文献６では、負正負正負５成分の変倍光学系において、所謂屈曲光学系と呼ばれる構成を採用することで、ユニットの薄型化を図ることが開示されている。しかし、この構成ではプリズムを含んでいるため、コストが高くなり、また薄型化は図っているものの、光学全長としては長いため、ユニット体積の観点からは小型化が不十分である。
特開２００５−５５７２５号公報特許第３３１０８５４号公報特開２００１−３４３５８４号公報特開２００５−２６６１８１号公報特開２００５−３５２４２８号公報特開２００５−３３８３４号公報

上記特許文献１〜６のような、従来提案されている変倍光学系では、広角化を達成しようすると、変倍群の多さや、変倍移動量の大きさから、ユニット体積としてのコンパクト化が十分に達成されていない。また、更なるコンパクト化を達成しようとすると収差補正が不十分になるという課題があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、広角端時に広い画角を確保しながら、コンパクト化を達成しつつ、球面収差・色収差・非点収差等の諸収差を十分に補正した変倍光学系を提供することを目的とする。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器を提供するものである。なお、以下の説明において使用されている用語は、本明細書においては次の通り定義されているものとする。
（ａ）屈折率は、ｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
（ｂ）アッベ数は、ｄ線、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２８ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎｄ、ｎＦ、ｎＣ、アッベ数をνｄとした場合に、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
の定義式で求められるアッベ数νｄをいうものとする。
（ｃ）面形状に関する表記は、近軸曲率に基づいた表記である。
（ｄ）光学的パワーの表記方法として、接合レンズを構成している各単レンズについては、レンズ面の両側が空気の場合のパワーを光学的パワーと定義する。
（ｅ）複合型非球面レンズ（基板となる球面ガラス材料の上に薄い樹脂材料を塗布して非球面形状としたレンズ）に用いる樹脂材料は、基板ガラス材料の付加的機能しかないため、単独の光学部材としては取扱わず、基板ガラス材料が非球面を有する場合と同等の扱いとし、レンズ枚数も１枚と考える。その際、レンズ屈折率も、基板となっているガラス材料の屈折率と定義する。
（ｆ）レンズについて、「凹」、「凸」又は「メニスカス」という表記を用いた場合、これらは光軸近傍（レンズの中心付近）でのレンズ形状を表しているもの（近軸曲率に基づいた表記）とする。

本発明の一局面に係る変倍光学系は、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群との４つのレンズ群で構成され、変倍時において前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が移動し、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群が固定とされる変倍光学系であって、
前記第１レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを有すると共に、少なくとも１面の非球面を有し、
前記第２レンズ群に開口絞りが備えられており、
前記第３レンズ群によりフォーカシングが行われ、
前記第４レンズ群の像側に平板ガラスが配置されており、
下記（１）、（２）及び（８）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９５・・・（１）
０．７＜Ｔ１／（ｆｗ×ｆｔ）^０．５＜１．５・・・（２）
０．３＜Ｂｆｗ／ｆｗ＜０．６・・・（８）
但し、ｆ１：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の合成焦点距離
Ｔ１：第１レンズ群の最も物体側の面から最も像面側の面までの光軸上での厚み
ｆｗ：広角端における全光学系の合成焦点距離
ｆｔ：望遠端における全光学系の合成焦点距離
Ｂｆｗ：レンズ最後端から焦点面までの平板ガラスを空気換算した、広角端におけるバックフォーカスの距離

この構成によれば、最も物体側に位置する第１レンズ群が負の光学的パワーを持った、いわゆる負リードの光学系とされている。このため、物体側から大きな角度で入射してくる光線を、第１レンズ群の負の光学的パワーによりいち早く緩めることができ、光学全長や前玉径のサイズのコンパクト化を図る点で有利となる。さらに、負リードの構成では光学系のコンパクト化を図った場合でも、誤差感度の上昇を抑制し得る。また、第１レンズ群に負の光学的パワーを持つレンズが少なくとも２枚配置されているので、各レンズの負の光学的パワーを分散させることにより、広角端時に広い画角としながらも、製造誤差感度を低く抑えつつ収差を良好に補正することが可能となる。また、第１レンズ群内に非球面を少なくとも１面具備させることにより、第１レンズ群にレンズを多用することなく、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正することができる。さらに、第１レンズ群を変倍時に固定とすることで、第１レンズ群の外側に変倍駆動装置を配置する必要が無く、外径方向の小型化を図ることができる。加えて、第２レンズ群に開口絞りが備えられているので、開口絞りが最も移動量の大きい第２レンズ群と共に移動することになる。このため、第２レンズ群の実効的なレンズ外径の増大が抑制されるだけでなく、開口絞りを像面から遠ざけることができるため、最も像側のレンズ群によって、像側における光線をテレセントリックに近づけ易くなる。

また、コンパクト化と広角側に必要な十分な画角を得ることとを両立する一方で、製造の困難性を抑制するために、上記条件式（１）、（２）を満たすことを要件としている。条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群と第２レンズ群とのパワーが近づき、広角端時の広い画角と光学全長の短縮を両立することが困難となる。また、条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群の負の光学的パワーが非常に強くなり、広角端時の広い画角を確保するには有利となるが、前玉レンズ径が大きくなりすぎてしまう。また、条件式（２）の上限を上回ると、光学全長をコンパクトに保とうとするときに、第２レンズ群の実質的な変倍移動量が小さくなる。このため、第２レンズ群の光学的パワーを強くする必要が生じ、レンズの曲率半径が小さくなりすぎるため、製造が困難となる。一方、条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズ群内の負レンズのパワーが弱くなって後側主点が像面から遠ざかるため、同じ焦点距離を維持しようとすると、相対的にバックフォーカスの確保が困難となり、また射出瞳を像面から遠ざけることが困難となる傾向が顕著となる。

また、前記第３レンズ群によりフォーカシングが行われることで、繰り出しによる光学全長の増加や前玉レンズ径の増大を招くことなく、近距離物体まで鮮明な画像を得ることができる。

また、前記第３レンズ群の像側に、正の光学的パワーを有する第４レンズ群が備えられているので、像面に配置される撮像素子受光面への軸外光線の入射角度をテレセントリックに近づけることができる。

また、変倍時の可動レンズ群が第２レンズ群及び第３レンズ群の２つに限定することで、駆動装置の占有する体積を減少させることができ、ユニット体積を減少させることができる。

変倍光学系の超小型化を図ると、レンズは製造限界の都合上、一定のスペースを必ず占有するため、レンズユニットの全空間に対するレンズの空間占有比率が相対的に高くなる。そのためレンズ単品の精度を向上させてでも、群数やレンズ枚数を極力減らす必要がある。そこで、上記の通り負正負正４成分構成とすることで、他のズームタイプよりもコンパクト化と高性能化、フォーカス性能、製造誤差感度、像面入射角のテレセントリック性のバランスを最適とすることができる。また、条件式（８）の上限を上回ると、光学全長に対し、レンズを配置できる範囲が狭くなり、群数やレンズ枚数をさらに減らす必要があり、性能の劣化を招く。一方、条件式（８）の下限を下回ると、撮像素子とレンズ間に赤外カットフィルタやセンサカバー等の平板ガラスを配置する際に、撮像素子に近くなりすぎてしまう。撮像素子と最終レンズ群との距離が近くなりすぎると、最終レンズ群に付着したゴミが目立ちやすくなる。

上記構成において、前記第１レンズ群が、下記（３）の条件式を満たすことが望ましい。
１．３＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５・・・（３）

上記条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群の負の光学的パワーが弱くなりすぎて、広角端時に広い画角を確保することが困難となる。また、条件式（３）の下限を下回ると、第１レンズ群の負の光学的パワーが強くなり光線を大きく発散させるため、第２レンズ群の偏心誤差感度が高くなる。

上記いずれかの構成において、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズが、下記（４）の条件式を満たすことが望ましい。
−３．０＜（ｒ１２＋ｒ１１）／（ｒ１２−ｒ１１）＜−１．０・・・（４）
但し、ｒ１１：第１レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
ｒ１２：第１レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面の曲率半径

上記条件式（４）の上限を上回っても、また下限を下回っても、球面収差が大きくなりすぎてしまう。このため、広角端時の広い画角を得ようとすると、十分な画質を得ることが困難となる。

上記いずれかの構成において、前記第１レンズ群は少なくとも２枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有し、下記（５）の条件式を満たすことが望ましい。
２０＜Δν１・・・（５）
但し、Δν１：第１レンズ群内のレンズについて、正レンズのアッベ数平均値と負レンズのアッベ数平均値との差

この構成によれば、第１レンズ群内において、２枚の負レンズで発生した軸上色収差、倍率色収差を正レンズで補正し、また、ペッツバール和を小さくすることができる。このため、変倍時の収差変動を小さくすることが可能となり、第２レンズ群から像面までに配置するレンズを少ない枚数とすることが可能となる。また、条件式（５）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となる傾向が顕著となる。

上記いずれかの構成において、前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズの３枚で構成されていることが望ましい。

第１レンズ群を３枚のレンズで構成することにより、高い収差補正能力を保ちつつ、コストの増大を防ぐことができる。また、第１レンズ群の最も物体側に、物体側に凸の負メニスカスレンズを配置することにより、光線の入射角が小さくなり、球面収差を小さくすることができる。因みに、性能を維持して、第１レンズ群を２枚のレンズで構成しようとすると、全ての面を非球面とする必要がある。このため、第１レンズ群を２枚のレンズで構成する場合と比較しても、コストの低減を達成することができる。

上記いずれかの構成において、前記第２レンズ群が、下記（６）の条件式を満たすことが望ましい。
１．１＜ｆ２／ｆｗ＜２．５・・・（６）

条件式（６）の上限を上回ると、第２レンズ群の光学的パワーが弱すぎて、２〜３倍程度の変倍比を得ることが困難となる。一方、条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズ群の光学的パワーが強すぎて、第２レンズ群の誤差感度が非常に高くなり、その製造が困難となる。

この場合、前記第３レンズ群が、下記（７）の条件式を満たすことが望ましい。
１．０＜ｍ３ｔ＜２．５・・・（７）
但し、ｍ３ｔ：第３レンズ群の望遠端における横倍率

条件式（７）の上限を上回ると、第３レンズ群で発生する倍率色収差が大きくなる。また、条件式（７）の下限を下回ると、フォーカス時に第３レンズ群が物体側に移動するため、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を広げる必要があり、結果的に第２レンズ群の移動量を削減するために第２レンズ群の光学的パワーを大きくしなくてはならない。このことは第２レンズ群の誤差感度を高めてしまうことになる。

上記いずれかの構成において、前記第３レンズ群が、１枚のレンズのみで構成されていることが望ましい。第３レンズ群を１枚のレンズで構成することにより、第３レンズ群を可動群とした場合、レンズ要素を軽量化し駆動装置に加わる負荷を低減でき、駆動装置のサイズを小さくすることができる。

上記いずれかの構成において、前記第２レンズ群が、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズから構成されていることが望ましい。変倍光学系のコンパクト化を追及すると、変倍群の移動量を抑えるために第２レンズ群内の正レンズの光学的パワーを増加させる必要があることから、第２レンズ群の誤差感度が高くなりすぎて製造が困難となる。そこで、第２レンズ群が正レンズを２枚有する構成とすることで、それぞれの正レンズの誤差感度を低減することができる。

この場合、前記第２レンズ群が、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚で構成されていることが望ましい。このように物体側から正負正の順で配置することで、第２レンズ群内でのレンズ調整を行う場合の誤差感度を最適にバランスさせることができる。

上記いずれかの構成において、下記（９）の条件式を満たすことが望ましい。
１．５＜｜ＥＰｗ／ｆｗ｜・・・（９）
但し、ＥＰｗ：広角端における、最大画角の主光線の射出瞳位置から像面までの距離

条件式（９）の下限を下回ると、撮像素子への光線入射角のテレセントリック性が崩れ、撮像面手前に画素に対応したレンズアレイを配置したとしても、周辺照度低下を防ぐことが難しくなる。

上記いずれかの構成において、前記第２レンズ群の物体側に開口絞りが備えられ、前記開口絞りは絞り径が固定であることが望ましい。第２レンズ群の物体側に開口絞りを配置することで、第１レンズ群の前玉レンズ径を小さくすることができる。一方で、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は光学全長に与える影響が大きく、当該間隔を広げると例えば２〜３倍程度も光学全長が長くなる。そこで絞り径を固定とし、絞り部材を簡略化することで光軸方向の厚みを薄くすることができる。

本発明の他の局面に係る撮像装置は、上記の変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする。この構成によれば、携帯電話機や携帯情報端末等に搭載可能な超小型でかつ高精細でありながら、変倍が可能な撮像装置を実現し得る。

本発明のさらに他の局面に係るデジタル機器は、上記の撮像装置と、前記撮像装置及び撮像素子に被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部と、を具備し、前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とする。なお、前記デジタル機器は、携帯端末であることが望ましい。これらの構成によれば、高精細を保ったままで変倍可能な撮像装置を搭載したデジタル機器を実現し得る。なお、前記携帯端末とは、携帯電話機や携帯情報端末等に代表される、携帯することを常態とするデジタル機器のことである。

本発明によれば、変倍比２〜３倍程度で、広角端時に広い画角を確保し、十分なコンパクト化を達成しつつ、変倍域全域にわたって収差が良好に補正された変倍光学系を提供できるようになる。従って、変倍光学系、及びこれを搭載した撮像装置若しくはデジタル機器を、高性能で、且つ小型化が十分達成された態様で提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
＜変倍光学系の構成の説明＞
図１は、本発明に係る変倍光学系１の構成例を示す光路図（広角端の光路図）である。この変倍光学系１は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１６の受光面（像面）上に被写体の光学像を形成するものであって、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群１１、正の光学的パワーを有する第２レンズ群１２、負の光学的パワーを有する第３レンズ群１３及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群１４が配列された光学系である。変倍光学系１は、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群１２と第３レンズ群１３とが移動され、第１レンズ群１１と第４レンズ群１４とは固定である。なお、図１で例示した変倍光学系１は、後述する実施例１の変倍光学系１Ａ（図４参照）と同じ構成である。

ここでは、第１レンズ群１１が、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１１、物体側に凹の負メニスカスレンズ１１２及び両凸の正レンズ１１３とから構成され、第２レンズ群１２が、両凸正レンズ１２１、両凹負レンズ１２２と両凸の正レンズ１２３との接合レンズから構成され、第３レンズ群１３が両凹の負レンズ１３１のみで構成され、第４レンズ群１４が両凸の正レンズ１４１のみで構成されている例を示している。ここで、第１レンズ群１１を構成するレンズ１１１、１１２、１１３が持つ６つのレンズ面の内、少なくとも１面が非球面とされる。また、第２レンズ群１２の物体側には、変倍時に第２レンズ群１２と共に移動する光学絞り１５（開口絞り）が配置されている。このような変倍光学系１の像側には、ローパスフィルタ１７を介して撮像素子１６が配置され、これにより物体側の被写体光学像が、変倍光学系１によりその光軸ＡＸに沿って適宜な変倍比で撮像素子１６の受光面まで導かれ、撮像素子１６により前記被写体の光学像が撮像される。

この変倍光学系１は、負正負正４成分の光学系であって、最も物体側に位置する第１レンズ群１１が負の光学的パワーを持った、負リードの光学系である。このため、物体側から大きな角度で入射してくる光線を、第１レンズ群１１の負の光学的パワーによりいち早く緩めることができ、光学全長や前玉径のサイズのコンパクト化を図る点で有利である。さらに、負リードの構成では光学系のコンパクト化を図った場合でも、誤差感度の上昇を抑制できる利点がある。

また、第１レンズ群１１に負の光学的パワーを持つレンズ１１１、１１２が２枚配置されているので、各レンズの負の光学的パワーを分散させることができる。これにより、広角端時に広い画角としながらも、製造誤差感度を低く抑えつつ収差を良好に補正することが可能となる。また、第１レンズ群１１内に非球面を少なくとも１面具備させることにより、３枚程度の少ないレンズ数で、第１レンズ群１１において像面湾曲、歪曲収差を良好に補正することができる。さらに、第１レンズ群１１が変倍時に固定であるので、第１レンズ群１１の外側に変倍駆動装置を配置する必要が無く、外径方向の小型化を図ることができる。加えて、当該レンズ群構成において変倍時に最も移動量が大きくなる第２レンズ群１２と共に開口絞り１５が移動するので、第２レンズ群１２の実効的なレンズ外径の増大が抑制されるだけでなく、最も像側の第４レンズ群１４によって、像側における光線をテレセントリックに近づけ易くなる利点がある。

第１レンズ群１１を構成するレンズ１１１、１１２、１１３のいずれのレンズ面を非球面とするかについては特に制限はないが、負の光学的パワーを持つレンズのレンズ面を非球面とすることが望ましい。図１の例では、負メニスカスレンズ１１１、１１２の物体側及び／又は像側のレンズ面である。このようにすれば、負レンズで発生する負の歪曲収差を効果的に低減させることができ、また非点収差を低減させることができる。

このように構成された変倍光学系１において、第１レンズ群１１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群１２の焦点距離をｆ２、第１レンズ群１１の最も物体側の面（負メニスカスレンズ１１１の物体側の面）から最も像面側の面（正レンズ１１３の像面側の面）までの光軸上での厚みをＴ１、広角端における全光学系の合成焦点距離をｆｗ、望遠端における全光学系の合成焦点距離をｆｔとするとき、下記（１）、（２）の条件式を満たすものとされる。
０．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９５・・・（１）
０．７＜Ｔ１／（ｆｗ×ｆｔ）^０．５＜１．５・・・（２）

条件式（１）、（２）を満たす変倍光学系１は、コンパクト化と広角側に必要な十分な画角を得ることとを両立でき、また製造の困難性を抑制できる。条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２とのパワーが近づき、広角端時の広い画角と光学全長の短縮を両立することが困難となる。また、条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群１１の負の光学的パワーが非常に強くなり、広角端時の広い画角を確保するには有利となるが、前玉レンズ径が大きくなりすぎてしまう。また、条件式（２）の上限を上回ると、光学全長をコンパクトに保とうとするときに、第２レンズ群１２の実質的な変倍移動量が小さくなる。このため、第２レンズ群１２の光学的パワーを強くする必要が生じ、レンズの曲率半径が小さくなりすぎるため、製造が困難となる。一方、条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズ群１１内の負レンズのパワーが弱くなって後側主点が像面から遠ざかるため、同じ焦点距離を維持しようとすると、相対的にバックフォーカスの確保が困難となり、また射出瞳を像面から遠ざけることが困難となる傾向が顕著となる。

ここで、上記条件式（１）の｜ｆ１｜／ｆ２の関係は、下記（１）’の条件式を満たすことが望ましい。
０．６０＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９５・・・（１）’
条件式の（１）’の下限を下回ると、第２レンズ群１２の正のパワーに比べ、第１レンズ群１１の負のパワーが強くなり、誤差感度が高くなる傾向がある。

また、上記条件式（２）のＴ１／（ｆｗ×ｆｔ）^０．５の関係は、下記（２）’の条件式を満たすことが望ましい。
０．８＜Ｔ１／（ｆｗ×ｆｔ）^０．５＜１．５・・・（２）’
条件式（２）’の下限を下回ると、レンズ外径が大きい第１レンズ群１１を構成するレンズ１１１、１１２、１１３のレンズ芯厚が薄くなるため、レンズの製造難易度が高くなる傾向がある。

変倍光学系１において、第１レンズ群１１が、下記（３）の条件式を満たすことが望ましい。
１．３＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５・・・（３）
上記条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群１１の負の光学的パワーが弱くなりすぎて、広角端時に広い画角を確保することが困難となる。また、条件式（３）の下限を下回ると、第１レンズ群１１の負の光学的パワーが強くなり光線を大きく発散させるため、第２レンズ群１２の偏心誤差感度が高くなる。

上記条件式（３）の｜ｆ１｜／ｆｗの関係は、下記（３）’の条件式を満たすことが望ましい。
１．４＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜１．９・・・（３）’
条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群１１の光学的パワーが弱くなり、その分だけ前玉レンズ径が大きくなってユニット体積を増大させてしまう傾向がある。一方、条件式（３）’の下限を下回ると、第１レンズ群１１の歪曲収差が大きくなる傾向がある。

第１レンズ群１１の最も物体側のレンズである負メニスカスレンズ１１１について、その物体側の面の曲率半径をｒ１１、像面側の面の曲率半径をｒ１２とするとき、下記（４）の条件式を満たすことが望ましい。
−３．０＜（ｒ１２＋ｒ１１）／（ｒ１２−ｒ１１）＜−１．０・・・（４）
上記条件式（４）の上限を上回っても、また下限を下回っても、負メニスカスレンズ１１１の球面収差が大きくなりすぎてしまう。このため、広角端時の広い画角を得ようとすると、十分な画質を得ることが困難となる。

図１に示すように、第１レンズ群１１が少なくとも２枚の負レンズ（負メニスカスレンズ１１１、１１２）と少なくとも１枚の正レンズ１１３とを有し、正レンズ１１３のアッベ数（第１レンズ群１１に複数の正レンズが含まれる場合はアッベ数平均値）と負メニスカスレンズ１１１、１１２のアッベ数平均値との差をΔν１とするとき、下記（５）の条件式を満たすことが望ましい。
２０＜Δν１・・・（５）

第１レンズ群１１をこのようなレンズ構成とすることで、第１レンズ群内において、負メニスカスレンズ１１１、１１２で発生した軸上色収差、倍率色収差を正レンズ１１３で補正し、また、ペッツバール和を小さくすることができる。このため、変倍時の収差変動を小さくすることが可能となり、第２レンズ群１２から像面までに配置するレンズを少ない枚数とすることができる。なお、条件式（５）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となる傾向が顕著となる。

図１で例示しているように、第１レンズ群１１が、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１１、物体側に凹の負メニスカスレンズ１１２（負レンズ）、及び正レンズ１１３の３枚で構成されていることが望ましい。第１レンズ群１１を３枚のレンズで構成することにより、高い収差補正能力を保ちつつ、コストの増大を防ぐことができる。また、第１レンズ群１１の最も物体側に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１１を配置することにより、光線の入射角が小さくなり、球面収差を小さくすることができる。

次に、第２レンズ群１２に関し、下記（６）の条件式を満たすことが望ましい。
１．１＜ｆ２／ｆｗ＜２．５・・・（６）
条件式（６）の上限を上回ると、第２レンズ群１２の光学的パワーが弱すぎて、２〜３倍程度の変倍比を得ることが困難となる。一方、条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズ群１２の光学的パワーが強すぎて、第２レンズ群１２の誤差感度が非常に高くなり、その製造が困難となる。

上記条件式（６）のｆ２／ｆｗの関係は、下記（６）’の条件式を満たすことが望ましい。
１．５＜ｆ２／ｆｗ＜１．９・・・（６）’
条件式（６）’の上限を上回ると、第２レンズ群１２の光学的パワーが弱くなり、変倍時の移動量が大きくなることからユニット体積の増大を招来する。また、条件式（６）’の下限を下回ると、球面収差が大きくなりすぎる傾向がある。

図１に示すように、第２レンズ群１２は、少なくとも２枚の正レンズ１２１、１２３と少なくとも１枚の負レンズ１２２を含んでいることが望ましい。変倍光学系１のコンパクト化を追及すると、変倍群の移動量を抑えるために第２レンズ群１２内の正レンズの光学的パワーを増加させる必要がある。このことは、第２レンズ群１２の誤差感度を高くし、その製造を困難化させる。そこで、第２レンズ群１２が２枚の正レンズ１２１、１２３を有する構成とすることで、それぞれの正レンズの誤差感度を低減することができる。

とりわけ、図１で例示しているように、第２レンズ群１２が、物体側から順に、正レンズ１２１、負レンズ１２２、正レンズ１２３の３枚で構成されていることが望ましい。このように物体側から正負正の順で配置することで、第２レンズ群１２内でのレンズ調整を行う場合の誤差感度を最適にバランスさせることができる。

さらに、第２レンズ群１２が、物体側から順に、両凸の単レンズ（正レンズ１２１）、負レンズ１２２と正レンズ１２３との接合レンズの順に配置されていることが望ましい。これにより、第２レンズ群１２全体の変倍負担を各レンズ１２１、１２２、１２３に適切に分配することが可能となり、誤差感度を低減することができる。またこの配置により、軸上色収差の補正を十分に行うことができる。

また、第２レンズ群１２が、異常部分分散ガラスからなるレンズを含んでいることが望ましい。通常の部分分散性を持ったレンズのみで光学系を構成した場合、色収差の二次スペクトルが残存してしまう。この二次スペクトルを低減させるためには、多くのレンズ枚数が必要となってしまう。そのため、第２レンズ群１２内に少なくとも１枚、異常部分分散ガラスからなるレンズを用いることによって、二次スペクトルを少ないレンズ枚数で低減することができる。このような異常部分分散ガラスを、有効径が比較的小さくなる第２レンズ群１２内に適用することで、通常のガラスと同程度のコストを保ちつつ、効果的に色収差を低減できる。

第２レンズ群１２に含まれる正レンズに、非球面が設けられていることが望ましい。図１に示す例では、正レンズ１２１及び／又は正レンズ１２３が非球面を具備することが望ましい。これにより、コンパクト化に伴う第２レンズ群１２のパワー増大により発生する球面収差とコマ収差を良好に補正することができる。

変倍光学系１において、第３レンズ群１３によりフォーカシングが行われることが望ましい。第３レンズ群１３によりフォーカシングを行うことで、繰り出しによる光学全長の増加や前玉レンズ径の増大を招くことなく、近距離物体まで鮮明な画像を得ることができる。

この場合、第３レンズ群１３の望遠端における横倍率をｍ３ｔとするとき、第３レンズ群１３が、下記（７）の条件式を満たすことが望ましい。
１．０＜ｍ３ｔ＜２．５・・・（７）
条件式（７）の上限を上回ると、第３レンズ群１３で発生する倍率色収差が大きくなる。また、条件式（７）の下限を下回ると、フォーカス時に第３レンズ群１３が物体側に移動するため、第２レンズ群１２と第３レンズ群１３との間隔を広げる必要があり、結果的に第２レンズ群１２の移動量を削減するために第２レンズ群１２の光学的パワーを大きくしなくてはならない。このことは第２レンズ群１２の誤差感度を高めてしまうことになり、好ましくない。

また、第３レンズ群１３は、図１に例示するように、１枚のレンズ（負レンズ１３１）のみで構成されていることが望ましい。第３レンズ群１３を１枚のレンズで構成することにより、第３レンズ群１３を可動群とした場合、レンズ要素を軽量化し駆動装置に加わる負荷を低減でき、駆動装置のサイズを小さくすることができる。

変倍光学系１において、第３レンズ群１３の焦点距離をｆ３とするとき、第３レンズ群１３が、下記（１０）の条件式を満たすことが望ましい。
１．５＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜５．０・・・（１０）
条件式（１０）の上限を上回ると、第３レンズ群１３の光学的パワーが非常に弱くなるため、変倍時の像面補正の際に移動量を大きくとる必要があり、光学全長が大きくなってしまう。これに対し、条件式（１０）の下限を下回ると、第２レンズ群１３の光学的パワーが非常に強くなり、第３レンズ群１３の誤差感度が高くなってしまう。これにより、複数枚のレンズに分割するなどして、第３レンズ群１３の誤差感度を低減する必要が生じ、コストや生産性が悪化する。

上記条件式（１０）の｜ｆ３｜／ｆｗの関係は、下記（１０）’の条件式を満たすことが望ましい。
２．５＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜５．０・・・（１０）’
条件式（１０）’の下限を下回ると、第３レンズ群１３の光学的パワーが強すぎて、第３レンズ群で光線が強く曲げられるため偏心誤差感度が高くなる傾向がある。このため、可動群である第３レンズ群のレンズ精度だけでなく、鏡筒機構の精度を高くする必要があり、コストや生産性が悪くなる。

図１に示すように、第３レンズ群１３の像側に、正の光学的パワーを有する第４レンズ群１４が備えられていることが望ましい。第４レンズ群１４を設けることにより、像面に配置される撮像素子１６の受光面への軸外光線の入射角度をテレセントリックに近づけることができる。

この場合、変倍光学系１は４つのレンズ群（第１〜第４レンズ群１１〜１４）のみから構成され、第４レンズ群１４の像側に平板ガラス（ローパスフィルタ１７）が配置されており、下記（８）の条件式を満たすことが望ましい。なお、Ｂｆｗは、レンズ最後端（正レンズ１４１の像面）から焦点面までの平板ガラスを空気換算した、広角端におけるバックフォーカスの距離である。
０．３＜Ｂｆｗ／ｆｗ＜０．６・・・（８）

変倍光学系１の超小型化を図ると、レンズは製造限界の都合上、一定のスペースを必ず占有するため、レンズユニットの全空間に対するレンズの空間占有比率が相対的に高くなる。そのためレンズ単品の精度を向上させてでも、群数やレンズ枚数を極力減らす必要がある。本実施形態のように負正負正４成分構成とすることで、他のズームタイプよりもコンパクト化と高性能化、フォーカス性能、製造誤差感度、像面入射角のテレセントリック性のバランスを最適とすることができる。また、条件式（８）の上限を上回ると、光学全長に対し、レンズを配置できる範囲が狭くなり、群数やレンズ枚数をさらに減らす必要があり、性能の劣化を招く。一方、条件式（８）の下限を下回ると、撮像素子１６と正レンズ１４１とが近くなりすぎてしまい、撮像素子１６と正レンズ１４１との間に配置されるローパスフィルタ１７等が撮像素子１６に近くなりすぎてしまう。撮像素子１６と正レンズ１４１とが近くなりすぎると、正レンズ１４１やローパスフィルタ１７に付着したゴミが目立ちやすくなる。

また、第４レンズ群１４は、広角端から望遠端への変倍時に固定であり、下記（９）の条件式を満たすことが望ましい。なお、ＥＰｗは、広角端における、最大画角の主光線の射出瞳位置から像面までの距離である。
１．５＜｜ＥＰｗ／ｆｗ｜・・・（９）

第４レンズ群１４を変倍時固定とすることで鏡筒機構が簡略化でき、また位置精度を向上させることが可能となる。条件式（９）の下限を下回ると、撮像素子１６への光線入射角のテレセントリック性が崩れ、撮像面手前に画素に対応したレンズアレイを配置したとしても、周辺照度低下を防ぐことが難しくなる。

変倍光学系１は、広角端における半画角をωｗとすると、下記（１１）の条件式を満たすことが望ましい。
３０°＜ωｗ・・・（１１）
条件式（１１）の下限を下回ると、画角が狭くなり、室内撮影を行う場合等、被写体との距離を十分に取ることができない場合に不利となる。

上記で第１、第２レンズ群１１、１２に非球面を具備させることが望ましい旨を説明したが、他のレンズ群（第３、第４レンズ群１３、１４）にも非球面を具備させることが望ましい。特に、空気と面している全てのレンズ面が、非球面であることが望ましい。これにより、超コンパクト化と高画質化の両立を図ることができる。

変倍光学系１は、少なくとも１組の接合レンズを有することが望ましい。図１では、第２レンズ群１２に両凹負レンズ１２２と両凸の正レンズ１２３との接合レンズが含まれている例を示している。これにより、光学系のコンパクト化と誤差感度の低減とを両立させ易くなる。

また、変倍光学系１は、変倍時の可動レンズ群が２つのみであることが望ましい。図１では、第２レンズ群１２及び第３レンズ群１３が可動レンズ群である。可動レンズ群を、変倍群とズーミングによる像面補正群との２つに限定することで、レンズ群を移動させる駆動装置が占有する体積を減少させることができ、レンズユニット体積を減少させることができる。

光学絞り１５は、第２レンズ群１２の物体側に備えられ、その絞り径が固定であることが望ましい。第２レンズ群１２の物体側に光学絞り１５を配置することで、第１レンズ群１１の前玉レンズ径を小さくすることができる。一方で、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２との間隔は変倍光学系１の光学全長に与える影響が大きく、当該間隔を広げると例えば２〜３倍程度も光学全長が長くなる。そこで絞り径を固定とし、絞り部材を簡略化することで光軸方向の厚みを薄くすることができる。

変倍光学系１は、光学絞り１５の代わりに、撮像素子１６に対して遮光を行う機能を有するメカニカルシャッタを配置しても良い。かかるメカニカルシャッタは、例えば撮像素子１６としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）方式のものが用いられた場合に、スミア防止に効果がある。

また、第２レンズ群１２の像側に、光量を調節する機構を配置することが望ましい。光量を調節する機構は、例えば、絞りによる回折の影響を抑えるためのＮＤフィルタや、上記のメカニカルシャッタなどである。これらを配置する際には、画面の中心と周辺の光量ムラを避けるため、全光束が同一位置を通過する絞り位置に配置することが好ましい。一方で、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２との間隔は光学全長に与える影響が大きく、当該間隔を広げると例えば２〜３倍程度も光学全長が長くなるため、厚みのある光量調節機構を絞り位置に配置することは難しい。そこで第２レンズ群１２の像側に光量調節機構を設けることにより、絞り位置とほぼ同等程度に光量ムラが抑えられ、かつコンパクト性も維持することが可能となる。

変倍光学系１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズと負レンズと正レンズから成る第１レンズ群、両凸レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズから成る第２レンズ群、負レンズから成る第３レンズ群、正レンズから成る第４レンズ群、とを含む構成とすることが望ましい。第１レンズ群を上記の順で配置することにより、広角端でのバックフォーカス確保が容易となり、また広画角な軸外光の非点収差、倍率色収差を良好に補正することができる。第２レンズ群１２を正負正の３枚構成とすることで、２枚の正レンズで誤差感度を低減し、レンズ調整を行う場合の誤差感度を最適にバランスさせることができる。第３レンズ群を負レンズとすることで、光学全長の短縮化と非点収差の補正とを両立することができる。また、第４レンズ群を正レンズとすることで、撮像素子１６の受光面への軸外光線入射角度をテレセントリックに近づけることができる。かかる要件を図１に示す変倍光学系１は満たしており、ここに示す意味においても、変倍光学系１は好ましい構成を備えている。

次に、変倍光学系１の構成材料について説明する。上記第１〜第４レンズ群１１〜１４を構成する各レンズの材質については特に制限はなく、各種ガラス材料や樹脂（プラスチック）材料からなる光学材料を用いることができる。しかし、樹脂材料を用いれば、軽量で、且つインジェクションモールド等により大量生産が可能であることから、ガラス材料で作製する場合に比して、製造コストの抑制や変倍光学系１の軽量化の面で有利である。従って、変倍光学系１に、少なくとも１枚の樹脂材料製レンズを具備させることが望ましい。勿論、２枚以上の樹脂材料製レンズを具備させても良い。

なお、樹脂材料製レンズを少なくとも２枚用いる場合には、第３レンズ群１３中の負レンズ（図１の場合は両凹負レンズ１３１）と、第４レンズ群１４中の正レンズ（正メニスカスレンズ１４１）を樹脂材料にて構成することが望ましい。この場合、環境温度変化に伴うバックフォーカスずれを小さく抑えることができる。

この樹脂材料製レンズとしては、樹脂材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子、特に無機粒子を分散させてなる素材を用いて成形したレンズを用いることが望ましい。このような樹脂材料製レンズを用いることで、樹脂材料製レンズの温度変化による屈折率変化を極めて小さくすることができる。

一般に透明な樹脂材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難である。しかし、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。樹脂材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、例えば無機の微粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となる樹脂材料に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させることで、屈折率の温度依存性が極めて低い樹脂材料とすることができる。例えばアクリルに酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。従って、少なくとも１枚のレンズに、このような粒子を分散させた樹脂材料を用いることにより、変倍光学系１の全系の環境温度変化に伴うバックフォーカスずれを小さく抑えることができる。

ここで、屈折率の温度変化について詳細に説明する。屈折率の温度変化Ａは、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、下記（１２）式にて表すことができる。

プラスチック材料の場合は、一般に（１２）式中の第１項に比べ第２項の寄与が小さく、ほぼ無視できる。例えば、ＰＭＭＡ樹脂の場合、線膨張係数αは７×１０−５であり、上記（１２）式に代入すると、Ａ＝−１．２×１０−４［／℃］となり、実測値とおおむね一致する。具体的には、従来は−１．２×１０−４［／℃］程度であった屈折率の温度変化Ａを、絶対値で８×１０−５［／℃］未満に抑えることが好ましい。好ましくは絶対値で６×１０−５［／℃］未満にすることが好ましい。６×１０−５［／℃］未満にすることで、環境温度変化時におけるバックフォーカス変動量を約半分に抑制することが可能となる。なお、上記変倍光学系１に適用可能なプラスチック材料の屈折率の温度変化Ａ（＝ｄｎ／ｄＴ）を表１に示す。

変倍光学系１において、非球面ガラスレンズを用いる場合、その非球面ガラスレンズをモールドで成形しても構わないし、或いはガラス材料と樹脂材料との複合型としても勿論構わない。モールドタイプは大量生産に向く反面、硝材が限定されてしまう。一方の複合型は、基板と成り得るガラス材料が非常に多く、設計の自由度が高い利点がある。高屈折材料を用いた非球面レンズは、一般的にモールド成形が難しいので、片面非球面の場合には複合型の利点を最大限活用することができる。

変倍光学系１に備えられている各レンズ群や絞り、シャッター等の駆動の駆動源としては、従来公知のカム機構やステッピングモータを用いることができる。また、移動量が少ない場合や駆動群の重量が軽い場合には、超小型の圧電アクチュエータを用いれば、駆動部の体積や電力消費の増加を抑えつつ、各群を独立に駆動させることも可能で、変倍光学系１を含む撮像レンズ装置の更なるコンパクト化が図れるようになる。

撮像素子１６は、当該変倍光学系１により結像された被写体の光像の光量に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路へ出力するものである。例えば撮像素子１６としては、ＣＣＤが２次元状に配置されたエリアセンサの各ＣＣＤの表面に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、いわゆるベイヤー方式と呼ばれる単板式カラーエリアセンサで構成されたものを用いることができる。このようなＣＣＤイメージセンサの他、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＶＭＩＳイメージセンサ等も用いることができる。

ローパスフィルタ１７は、撮像素子１６の受光面上に配置され、ノイズ成分を除去する平行平板状の光学部品である。このローパスフィルタ１７として、例えば所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により実現する位相型ローパスフィルタ等が適用可能である。なお、ローパスフィルタ１７は必ずしも備える必要はなく、また、前述の光学的なローパスフィルタ１７に代えて、撮像素子１６の画像信号に含まれるノイズを低減するために赤外線カットフィルタを用いるようにしてもよい。さらに、光学的ローパスフィルタ１７の表面に赤外線反射コートを施して、両方のフィルタ機能を一つで実現してもよい。

＜変倍光学系を組み込んだデジタル機器の説明＞
次に、以上説明したような変倍光学系１が組み込まれたデジタル機器について説明する。図２は、本発明に係るデジタル機器の一実施形態を示す、カメラ付携帯電話機２の外観構成図である。なお、本発明において、デジタル機器としては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、又はこれらの周辺機器（マウス、スキャナ、プリンタ等）を含むものとする。

図２（ａ）は、携帯電話機２の操作面を、図２（ｂ）は、操作面の裏面、つまり背面を表している。携帯電話機２には、上部にアンテナ２１、操作面には、長方形のディスプレイ２２、画像撮影モードの起動及び静止画と動画撮影の切り替えを行う画像切替ボタン２３、変倍（ズーミング）を制御する変倍ボタン２４、シャッターボタン２５及びダイヤルボタン２６が備えられている。変倍ボタン２４は、その上端部分に望遠を表す「Ｔ」の印字が、下端部分に広角を表す「Ｗ」の印字がされ、印字位置が押下されることで、それぞれの変倍動作が指示可能な２接点式のスイッチ等で構成されている。さらに、この携帯電話機２には、先に説明した変倍光学系１によって構成された撮像装置２７が内蔵されている。

図３は、上記携帯電話機２の撮像に係る電気的な機能構成を示す機能ブロック図である。この携帯電話機２は、撮像機能のために、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、制御部３５、記憶部３６、及びＩ／Ｆ部３７を備えて構成される。

撮像部３０は、撮像装置２７と撮像素子１６とを備えて構成される。撮像装置２７は、図１に示したような変倍光学系１と、光軸方向にレンズを駆動し変倍及びフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置等とを備えて構成される。被写体からの光線は、変倍光学系１によって撮像素子１６の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。

撮像素子１６は、変倍光学系１により結像された被写体の光学像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として画像生成部３１に出力する。撮像素子１６は、制御部３５の制御により、静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像、又は撮像素子１６における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。

画像生成部３１は、撮像素子１６からのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理等を行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正及び色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から各画素の画像データを生成する。画像生成部３１で生成された画像データは、画像データバッファ３２に出力される。

画像データバッファ３２は、画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し画像処理部３３により後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される。

画像処理部３３は、画像データバッファ３２の画像データに対し、解像度変換等の画像処理を行う回路である。また、必要に応じて画像処理部３３に、変倍光学系１では補正しきれなかった収差を補正させるように構成することも可能である。

駆動部３４は、制御部３５から出力される制御信号により、所望の変倍及びフォーカシングを行わせるように変倍光学系１の複数のレンズ群を駆動する。

制御部３５は、例えばマイクロプロセッサ等を備えて構成され、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、記憶部３６及びＩ／Ｆ部３７の各部の動作を制御する。すなわち、該制御部３５により、被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を、撮像装置２７及び撮像素子１６が実行するよう制御される。

記憶部３６は、被写体の静止画撮影又は動画撮影により生成された画像データを記憶する記憶回路であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭを備えて構成される。つまり、記憶部３６は、静止画用及び動画用のメモリとしての機能を有する。

Ｉ／Ｆ部３７は、外部機器と画像データを送受信するインターフェースであり、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等の規格に準拠したインターフェースである。

以上の通り構成された携帯電話機２の撮像動作について説明する。静止画を撮影するときは、まず、画像切替ボタン２３を押すことで、画像撮影モードを起動する。ここでは、画像切替ボタン２３を一度押すことで静止画撮影モードが起動し、その状態でもう一度画像切替ボタン２３を押すことで動画撮影モードに切り替わる。つまり、画像切替ボタン２３からの指示を受けた携帯電話機２本体の制御部３５が、物体側の被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を撮像装置２７及び撮像素子１６に実行させる。

静止画撮影モードが起動すると、制御部３５は、撮像装置２７及び撮像素子１６に静止画の撮影を行わせるように制御すると共に、撮像装置２７の図略のレンズ駆動装置を駆動し、フォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子１６の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、表示用メモリ（図略）に転送され、ディスプレイ２２に導かれる。そして、撮影者はディスプレイ２２を覗くことで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。この状態でシャッターボタン２５を押すことで、静止画像を得ることができる。すなわち、静止画用のメモリとしての記憶部３６に画像データが格納される。

このとき、被写体が撮影者から離れた位置にある、あるいは近くの被写体を拡大したいためズーム撮影を行うときには、変倍ボタン２４の上端「Ｔ」の印字部分を押下すると、その状態が検出され、制御部３５は押下時間に応じて変倍のためのレンズ駆動を実行し、変倍光学系１に連続的にズーミングを行わせる。また、ズーミングし過ぎた場合など、被写体の拡大率を下げたい場合には、変倍ボタン２４の下端「Ｗ」の印字部分を押下することでその状態が検出され、制御部３５が変倍光学系１を制御することにより、押下時間に応じて連続的に変倍が行われる。このようにして、撮影者から離れた被写体であっても、変倍ボタン２４を用いてその拡大率を調節することができる。そして、通常の等倍撮影と同様、主被写体がその画面中の所望の位置に収まるように調整し、シャッターボタン２５を押すことで、拡大された静止画像を得ることができる。

また、動画撮影を行う場合には、画像切替ボタン２３を一度押すことで静止画撮影モードを起動した後、もう一度画像切替ボタン２３を押して動画撮影モードに切り替える。これにより、制御部３５は、撮像装置２７及び撮像素子１６を制御し動画の撮影を行わせる。後は静止画撮影のときと同様にして、撮影者はディスプレイ２２を覗き、撮像装置２７を通して得た被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整する。このとき、静止画撮影と同様に、変倍ボタン２４を用いて被写体像の拡大率を調節することができる。この状態でシャッターボタン２５を押すことで、動画撮影が開始される。この撮影中、変倍ボタン２４により、被写体の拡大率を随時変えることも可能である。

動画撮影時、制御部３５は、撮像装置２７及び撮像素子１６に動画の撮影を行わせるように制御すると共に、撮像装置２７の図略のレンズ駆動装置を駆動し、フォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子１６の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、表示用メモリに転送され、ディスプレイ２２に導かれる。ここで、もう一度シャッターボタン２５を押すことで、動画撮影は終了する。撮影された動画像は、動画用のメモリとしての記憶部３６に導かれて格納される。

＜変倍光学系のより具体的な実施形態の説明＞
以下、図１に示したような変倍光学系１、すなわち図２に示したようなカメラ付携帯電話機２に搭載される撮像装置２７を構成する変倍光学系１の具体的構成を、図面を参照しつつ説明する。

図４は、実施例１の変倍光学系１Ａにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図（光路図）である。この図４、及び以下の図５〜図１３に各々示されている３つの光路図は、上段が広角端［Ｗ］、中段が中間点［Ｍ］、下段が望遠端［Ｔ］におけるレンズ配置をそれぞれ示している。また、図中の矢印は、各レンズ群の変倍時における移動軌跡を示している。

実施例１のレンズ群は、図の物体側（図４における左側）から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）から構成されている。

詳しくは実施例１の変倍光学系１Ａは、各レンズ群が物体側から順に、以下のように構成されている。第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、物体側に凹の負メニスカスレンズ（第２レンズＬ２）、及び両凸の正レンズ（第３レンズＬ３）から成る。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、両凸の正レンズ（第４レンズＬ４）と、両凹負レンズ（第５レンズＬ５）と両凸正レンズ（第６レンズＬ６）との接合レンズとから成る。この第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、変倍時に該第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する光学絞り（ＳＴ）が備えられている。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）１枚で構成されている。この第４レンズ群（Ｇｒ４）の像側には、平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。前記平行平板（ＦＴ）は、光学的ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ、撮像素子のカバーガラス等に相当するものである。なお、上記光学絞り（ＳＴ）に代えてメカニカルシャッタを配置するようにしても良い（実施例２〜１０でも同じ）。また、ここで掲げる本実施例では連続的な変倍光学系のみを示しているが、よりコンパクト化を目指して、同一の光学構成での２焦点切り替え変倍光学系としても勿論構わない。

図４の広角端［Ｗ］の光路図において各レンズ面に付されている番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、物体側から数えたときのｉ番目のレンズ面（ただし、レンズの接合面は１つの面として数えるものとする。）であり、ｒｉに「＊」印が付されている面は非球面であることを示すものである。なお、前記光学絞り（ＳＴ）、平行平板（ＦＴ）の両面、撮像素子（ＳＲ）の受光面も１つの面として扱っている。このような扱いは、後述する他の実施例についての光路図（図５〜図１３）でも同様で、図中の符号の意味は、基本的に図４と同様である。但し、全く同一のものであるという意味ではなく、例えば、各図を通じて、最も物体側のレンズ面には同じ符号（ｒ１）が付けられているが、これらの曲率等が実施形態を通じて同一であるという意味ではない。

このような構成の下で、物体側から入射した光線は光軸ＡＸに沿って、順に第１、第２、第３及び第４（Ｇｒ１，Ｇｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４）及び平行平板（ＦＴ）を通過し、撮像素子（ＳＲ）の受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子（ＳＲ）において、平行平板（ＦＴ）において修正された光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されて、デジタル映像信号として携帯電話機や携帯情報端末等のメモリに記録されたり、有線あるいは無線により他のデジタル機器に伝送されたりする。

図４に示すように、この実施例１では、第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）が変倍時固定とされ、第２レンズ群（Ｇｒ２）及び第３レンズ群（Ｇｒ３）が変倍時可動とされている。具体的には、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。但し、以下の実施例も含め、これらレンズ群の移動の向きや移動量等は、当該レンズ群の光学的パワーやレンズ構成等に依存して変わり得るものである。例えば、図４において、第２レンズ群（Ｇｒ２）のように直線的に移動するように描かれているものであっても、それは物体側又は像側に凸の曲線である場合なども含み、Ｕターン形状である場合なども含むものである。

実施例１の変倍光学系１Ａにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例１では、第４、７、８レンズ（Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズ、第１、２レンズ（Ｌ１、Ｌ２）が片面非球面レンズとされている。また、第２、７、８レンズ（Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例１
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 15.930 0.900 1.77250 49.78
２ 4.234 3.601
３＊ -7.550 0.800 1.53048 55.72
４ -3.50220E+07 0.100
５ 20.037 1.388 1.84666 23.78
６ -51.713 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.145 2.795 1.58913 61.24
９＊ -10.637 1.118
１０ -32.916 0.600 1.83400 37.35
１１ 5.311 2.242 1.49700 81.61
１２ -5.876 可変
１３＊ -24.738 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 11.006 可変
１５＊ 8.544 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -138.459 1.225
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第１面
K＝0、A＝6.3941E-04、B＝-3.6009E-06、C＝4.7293E-08、D＝2.3216E-09、E＝0.000、F＝0.000
第３面
K＝0、A＝-2.4284E-04、B＝-3.8734E-06、C＝1.1136E-06、D＝-7.2951E-08、E＝0.000、F＝0.000
第８面
K＝0、A＝-7.0798E-04、B＝-3.5119E-06、C＝3.1337E-06、D＝-2.3466E-06、E＝3.5675E-07、F＝-1.8390E-08
第９面
K＝0、A＝5.1490E-04、B＝3.5555E-05、C＝-1.7170E-05、D＝2.2520E-06、E＝-1.5928E-07、F＝3.7241E-09
第１３面
K＝0、A＝-2.7173E-03、B＝5.6175E-04、C＝-6.5730E-05、D＝-1.7276E-07、E＝1.1373E-06、F＝-9.0463E-08
第１４面
K＝0、A＝-2.5154E-03、B＝5.6214E-04、C＝-6.6982E-05、D＝1.7465E-06、E＝6.2264E-07、F＝-5.1052E-08
第１５面
K＝0、A＝2.0378E-04、B＝8.1441E-06、C＝-1.8058E-07、D＝-1.2721E-10、E＝0.000、F＝0.000
第１６面
K＝0、A＝1.1058E-03、B＝2.4558E-05、C＝-2.3292E-06、D＝1.3531E-08、E＝0.000、F＝0.000

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 4.690 8.674 13.520
Ｆナンバー 3.55 4.94 6.00
半画角 38.34 22.15 14.42
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.94 1.92 1.94
ｄ６ 9.956 4.300 0.500
ｄ１２ 3.464 4.494 8.579
ｄ１４ 3.211 7.836 7.551

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -7.365
２８ 8.526
３１３ -14.248
４１５ 15.296

上記の面データにおいて、面番号は、図４に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。番号ｉに＊が付された面は非球面（非球面形状の屈折光学面または非球面と等価な屈折作用を有する面）であることを示す。また、“ｒ”は各面の曲率半径（単位はｍｍ）、“ｄ”は無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）、“ｎｄ”は各レンズの屈折率、“νｄ”はアッベ数をそれぞれ示している。なお、光学絞り（ＳＴ）、平行平面板（ＦＴ）及びカバーガラス（ＣＧ）の両面、撮像素子（ＳＲ）の受光面の各面は平面であるために、それらの曲率半径は∞である。

上記の非球面データは、非球面とされている面（面データにおいて番号ｉに＊が付された面）の円錐係数Ｋと非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの値とをそれぞれ示すものである。なお、光学面の非球面形状は、面頂点を原点、物体から撮像素子に向かう向きをｚ軸の正の方向とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用い、下記（１３）式により定義している。

但し、ｚ：高さｈの位置でのｚ軸方向の変位量（面頂点基準）
ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ²＝ｘ²＋ｙ²）
ｃ：近軸曲率（＝１／曲率半径）
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ：それぞれ４，６，８，１０，１２，１４，１６次の非球面係数
ｋ：円錐係数

以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１における全光学系の球面収差（LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION）、非点収差（ASTIGMATISM）、及び歪曲収差（DISTORTION）を、図１４の左側から順に示す。この図において、上段は広角端（Ｗ）、中段は中間点（Ｍ）、下段は望遠端（Ｔ）における各収差を表している。また、球面収差と非点収差の横軸は焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、歪曲収差の横軸は歪量を全体に対する割合（％）で表している。球面収差の縦軸は、入射高で規格化した値で示してあるが、非点収差と歪曲収差の縦軸は像の高さ（像高）（単位ｍｍ）で表してある。

さらに球面収差の図には、一点鎖線で赤色（波長６５６．２８ｎｍ）、実線で黄色（いわゆるｄ線；波長５８７．５６ｎｍ）、そして破線で青色（波長４３５．８４ｎｍ）と、波長の異なる３つの光を用いた場合の収差がそれぞれ示してある。また、非点収差の図中、符号ｓとｔはそれぞれサジタル（ラディアル）面、タンジェンシャル（メリディオナル）面における結果を表している。さらに、非点収差及び歪曲収差の図は、上記黄線（ｄ線）を用いた場合の結果である。この図１４からわかるように、実施例１のレンズ群は、広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）、望遠端（Ｔ）のいずれにおいても、歪曲収差がほぼ５％以内と優れた光学特性を示している。また、この実施例１における広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）及び望遠端（Ｔ）における焦点距離（単位ｍｍ）及びＦ値を、後記の表２及び表３にそれぞれ示す。これらの表から、実施例１の変倍光学系１Ａは、短焦点で明るい光学系が実現できていることがわかる。

図５は、実施例２の変倍光学系１Ｂにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｂは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。

さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凹の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び両凸の正レンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｂは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図５に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例２に係る変倍光学系１Ｂにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例２では、第１、４、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズとされている。また、第２、７、８レンズ（Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例２
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 14.906 0.900 1.68980 52.82
２＊ 4.093 3.909
３ -6.601 0.800 1.53048 55.72
４ -207.892 0.127
５ 35.271 1.465 1.84666 23.78
６ -26.664 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.144 2.565 1.58913 61.24
９＊ -10.716 1.053
１０ -965.282 0.600 1.83400 37.35
１１ 4.600 2.198 1.49700 81.61
１２ -7.251 可変
１３＊ -31.583 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.688 可変
１５＊ 8.482 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -348.025 1.168
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第１面
K＝0、A＝5.4436E-04、B＝-4.0253E-06、C＝2.6379E-07、D＝-8.8755E-10、E＝0.000、F＝0.000
第２面
K＝0、A＝-1.2997E-04、B＝-9.6459E-06、C＝0.000、D＝0.000、E＝0.000、F＝0.000
第８面
K＝0、A＝-1.1557E-03、B＝-8.8498E-06、C＝-8.9361E-06、D＝-2.2483E-07、E＝1.7478E-07、F＝-1.8390E-08
第９面
K＝0、A＝-2.1832E-04、B＝7.8469E-06、C＝-2.0120E-05、D＝2.6254E-06、E＝-1.9709E-07、F＝3.7241E-09
第１３面
K＝0、A＝-2.6625E-03、B＝5.3150E-04、C＝-6.5193E-05、D＝1.5041E-07、E＝1.1143E-06、F＝-9.0463E-08
第１４面
K＝0、A＝-2.5046E-03、B＝5.4960E-04、C＝-7.0120E-05、D＝2.5589E-06、E＝5.7323E-07、F＝-5.1052E-08
第１５面
K＝0、A＝-2.5114E-06、B＝1.5202E-05、C＝-4.7659E-07、D＝6.0784E-09、E＝0.000、F＝0.000
第１６面
K＝0、A＝5.8768E-04、B＝3.1967E-05、C＝-1.6867E-06、D＝-4.2615E-10、E＝0.000、F＝0.000

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 4.690 8.674 13.521
Ｆナンバー 3.52 4.91 6.00
半画角 38.45 22.15 14.40
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.87 1.85 1.88
ｄ６ 9.883 4.257 0.500
ｄ１２ 3.269 4.313 8.579
ｄ１４ 3.463 8.046 7.536

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -7.340
２８ 8.454
３１３ -14.956
４１５ 15.662

図６は、実施例３の変倍光学系１Ｃにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｃは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。

さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凹の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び両凸の正レンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｃは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図６に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例３に係る変倍光学系１Ｃにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例３では、第１、４、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズとされている。また、第１、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例３
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 24.867 0.900 1.53048 55.72
２＊ 3.978 4.107
３ -6.665 0.800 1.58913 61.25
４ -45.599 0.100
５ 46.140 1.277 1.84666 23.78
６ -26.660 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.208 2.601 1.58913 61.24
９＊ -10.808 1.017
１０ 819.753 0.600 1.83400 37.35
１１ 4.615 2.188 1.49700 81.61
１２ -7.356 可変
１３＊ -30.170 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.938 可変
１５＊ 8.169 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -436.268 1.259
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第１面
K＝0、A＝7.5002E-04、B＝-5.2259E-06、C＝-1.1931E-07、D＝7.5347E-09、E＝0.000、F＝0.000
第２面
K＝0、A＝-1.5802E-04、B＝-2.3994E-06、C＝-6.5082E-08、D＝-1.7909E-07、E＝0.000、F＝0.000
第８面
K＝0、A＝-1.1417E-03、B＝-2.1116E-05、C＝-2.8218E-06、D＝-1.4748E-06、E＝2.7680E-07、F＝-1.8390E-08
第９面
K＝0、A＝-2.3237E-04、B＝7.8995E-06、C＝-2.0411E-05、D＝2.7827E-06、E＝-2.0702E-07、F＝3.7241E-09
第１３面
K＝0、A＝-2.6644E-03、B＝5.5276E-04、C＝-6.3339E-05、D＝-8.4566E-07、E＝1.2116E-06、F＝-9.0463E-08
第１４面
K＝0、A＝-2.5155E-03、B＝5.5470E-04、C＝-6.4427E-05、D＝1.1765E-06、E＝6.7825E-07、F＝-5.1052E-08
第１５面
K＝0、A＝1.1268E-04、B＝1.4979E-05、C＝-5.9022E-07、D＝1.0667E-08、E＝0.000、F＝0.000
第１６面
K＝0、A＝1.0694E-03、B＝2.5213E-05、C＝-2.1603E-06、D＝1.2084E-08、E＝0.000、F＝0.000

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 4.690 8.674 13.520
Ｆナンバー 3.52 4.91 6.00
半画角 38.45 22.15 14.40
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.96 1.95 1.97
ｄ６ 9.910 4.261 0.500
ｄ１２ 3.272 4.346 8.646
ｄ１４ 3.370 7.945 7.405

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -7.456
２８ 8.467
３１３ -15.032
４１５ 15.157

図７は、実施例４の変倍光学系１Ｄにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｄは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。

さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹の負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｄは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図７に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例４に係る変倍光学系１Ｄにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例４では、第４、７、８レンズ（Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズ、第２レンズ（Ｌ２）が片面非球面レンズとされている。また、第２、７、８レンズ（Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例４
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 12.360 0.900 1.74330 49.22
２ 4.302 2.178
３ 72.324 0.800 1.53048 55.72
４＊ 5.448 1.488
５ 10.842 1.748 1.84666 23.78
６ 43.029 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.824 2.119 1.58913 61.24
９＊ -11.737 1.133
１０ -57.545 0.774 1.83400 37.35
１１ 5.259 2.265 1.49700 81.61
１２ -5.634 可変
１３＊ -18.326 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.650 可変
１５＊ 9.662 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -37.543 1.600
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第４面
K＝0、A＝-1.4325E-03、B＝-5.3095E-05、C＝1.0037E-06、D＝-1.1654E-07
第８面
K＝0、A＝-1.0157E-03、B＝-4.5599E-06、C＝-1.1236E-05、D＝2.2567E-07
第９面
K＝0、A＝6.0256E-05、B＝1.1308E-05、C＝-1.6303E-05、D＝7.6457E-07
第１３面
K＝0、A＝-2.8354E-03、B＝4.4000E-04ｍC＝-2.5861E-05、D＝6.0849E-07
第１４面
K＝0、A＝-2.3541E-03、B＝4.4842E-04、C＝-2.9190E-05、D＝9.3393E-07
第１５面
K＝0、A＝1.1196E-04、B＝9.8257E-06、C＝1.4795E-07、D＝8.0934E-09
第１６面
K＝0、A＝3.6577E-04、B＝3.2946E-05、C＝-1.4689E-06、D＝6.4734E-08

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 4.755 8.794 13.708
Ｆナンバー 3.50 4.91 6.00
半画角 38.26 22.05 14.31
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 2.32 2.29 2.28
ｄ６ 10.094 4.472 0.652
ｄ１２ 4.071 4.910 8.230
ｄ１４ 2.229 7.012 7.511

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -7.694
２８ 8.459
３１３ -12.577
４１５ 14.867

図８は、実施例５の変倍光学系１Ｅにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｅは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｅは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図８に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例５に係る変倍光学系１Ｅにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例５では、第２、４、７、８レンズ（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズとされている。また、第７、８レンズ（Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例５
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 10.109 0.900 1.74330 49.22
２ 4.328 2.134
３＊ 43.554 0.800 1.68980 52.82
４＊ 5.481 1.490
５ 10.219 1.309 1.84666 23.78
６ 40.495 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.272 2.625 1.58913 61.24
９＊ -10.908 1.113
１０ -30.422 0.600 1.83400 37.35
１１ 5.362 2.277 1.49700 81.61
１２ -5.804 可変
１３＊ -63.376 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 9.644 可変
１５＊ 8.073 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -3344.509 1.600
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第３面
K＝0、A＝-5.9068E-05、B＝2.8485E-06、C＝9.2582E-08、D＝-1.4202E-09
第４面
K＝0、A＝-1.2667E-03、B＝-2.9252E-05、C＝4.0636E-07、D＝-8.4368E-08
第８面
K＝0、A＝-7.4378E-04、B＝1.2941E-06、C＝-3.8689E-06、D＝2.9357E-08
第９面
K＝0、A＝4.2215E-04、B＝7.7049E-06、C＝-5.9697E-06、D＝1.7474E-07
第１３面
K＝0、A＝-3.1850E-03、B＝3.5270E-04、C＝-1.0169E-05、D＝-4.6541E-08
第１４面
K＝0、A＝-3.1295E-03、B＝3.7690E-04、C＝-1.5651E-05、D＝3.8859E-07
第１５面
K＝0、A＝3.0278E-04、B＝-1.0410E-05、C＝9.8902E-08、D＝-3.0292E-09
第１６面
K＝0、A＝1.6436E-03、B＝-1.7142E-05、C＝-3.2198E-06、D＝6.6957E-08

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 4.689 8.673 13.519
Ｆナンバー 2.88 3.99 4.92
半画角 38.45 22.17 14.39
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 2.33 2.30 2.27
ｄ６ 10.250 4.512 0.659
ｄ１２ 3.510 4.735 9.641
ｄ１４ 2.790 7.304 6.250

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -7.670
２８ 8.680
３１３ -15.719
４１５ 15.188

図９は、実施例６の変倍光学系１Ｆにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｆは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。

さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、両凹の負レンズ（Ｌ２）及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹の負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｆは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図９に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例６に係る変倍光学系１Ｆにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例６では、第１、４、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズ、第２レンズ（Ｌ２）が片面非球面レンズとされている。また、第７、８レンズ（Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例６
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 13.974 0.900 1.68980 52.82
２＊ 4.006 2.578
３ -15.816 0.800 1.68980 52.82
４＊ 9.459 1.137
５ 10.068 1.182 1.84666 23.78
６ 39.447 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.242 3.030 1.58913 61.24
９＊ -10.862 1.083
１０ -53.924 0.600 1.83400 37.35
１１ 5.054 2.260 1.49700 81.61
１２ -5.763 可変
１３＊ -22.348 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.930 可変
１５＊ 8.319 2.615 1.53048 55.72
１６＊ -60.901 1.200
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第１面
K＝0、A＝9.0901E-04、B＝9.8762E-07、C＝0.000、D＝0.000
第２面
K＝0、A＝1.0409E-04、B＝2.6956E-05、C＝2.7251E-06、D＝5.2070E-08
第４面
K＝0、A＝6.7858E-04、B＝-4.5137E-05、C＝1.1365E-06、D＝3.2477E-08
第８面
K＝0、A＝-8.1459E-04、B＝-1.5389E-05、C＝-1.9961E-06、D＝-1.8855E-07
第９面
K＝0、A＝3.6095E-04、B＝1.9442E-05、C＝-1.2197E-05、D＝7.4714E-07
第１３面
K＝0、A＝-3.8902E-03、B＝3.5456E-04、C＝-1.2919E-05、D＝1.6618E-07
第１４面
K＝0、A＝-3.5017E-03、B＝3.4542E-04、C＝-1.4617E-05、D＝3.1137E-07
第１５面
K＝0、A＝3.5903E-04、B＝-2.3535E-06、C＝2.5711E-07、D＝-3.3699E-10
第１６面
K＝0、A＝6.3896E-04、B＝2.9328E-05、C＝-1.8486E-06、D＝1.9576E-08

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 4.224 7.814 12.181
Ｆナンバー 3.79 5.21 6.02
半画角 41.30 24.36 15.95
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.91 1.93 1.87
ｄ６ 9.930 4.635 0.686
ｄ１２ 3.958 5.719 13.185
ｄ１４ 3.626 7.160 3.644

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -5.860
２８ 8.330
３１３ -13.664
４１５ 13.921

図１０は、実施例７の変倍光学系１Ｇにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｇは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｇは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図１０に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例７に係る変倍光学系１Ｇにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例７では、第１、４、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズ、第２レンズ（Ｌ２）が片面非球面レンズとされている。また、第７、８レンズ（Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例７
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 1090.975 0.900 1.68980 52.82
２＊ 5.065 3.809
３ -23.828 0.800 1.68980 52.82
４＊ 5.734 0.529
５ 5.931 2.036 1.84666 23.78
６ 15.750 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 6.817 2.282 1.58913 61.24
９＊ -10.225 0.777
１０ -40.638 0.600 1.83400 37.35
１１ 4.969 2.267 1.49700 81.61
１２ -5.187 可変
１３＊ -39.362 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.129 可変
１５＊ 8.387 2.500 1.53048 55.72
１６＊ -35.737 1.139
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第１面
K＝0、A＝1.3328E-03、B＝-4.8496E-07、C＝-3.0913E-07、D＝3.8300E-09
第２面
K＝0、A＝1.3924E-04、B＝6.0490E-05、C＝5.9121E-06、D＝-1.0115E-07
第４面
K＝0、A＝1.6293E-03、B＝-1.1625E-04、C＝7.8464E-06、D＝-1.1167E-07
第８面
K＝0、A＝-1.0821E-03、B＝-8.0052E-05、C＝1.4806E-05、D＝-3.9464E-06
第９面
K＝0、A＝3.5743E-04、B＝4.2762E-05、C＝-2.7061E-05、D＝1.3456E-06
第１３面
K＝0、A＝-3.7659E-03、B＝3.0505E-04、C＝-1.4484E-05、D＝3.7222E-07
第１４面
K＝0、A＝-3.3036E-03、B＝3.1926E-04、C＝-1.6476E-05、D＝4.5646E-07
第１５面
K＝0、A＝4.7071E-04、B＝3.2153E-06、C＝6.7799E-07、D＝-1.2033E-08
第１６面
K＝0、A＝9.0896E-04、B＝4.4387E-05、C＝-1.4545E-06、D＝-1.9078E-08

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 3.332 6.163 9.599
Ｆナンバー 3.88 5.25 6.00
半画角 47.90 30.11 19.86
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.84 1.87 1.82
ｄ６ 9.500 4.525 0.935
ｄ１２ 3.152 4.994 13.104
ｄ１４ 4.609 7.742 3.222

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -4.566
２８ 7.623
３１３ -15.037
４１５ 13.007

図１１は、実施例８の変倍光学系１Ｈにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｈは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）及び負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）からなる。

さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、両凹の負レンズ（Ｌ２）及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｈは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図１１に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例８に係る変倍光学系１Ｈにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例８では、第２、４、７レンズ（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ７）が両面非球面レンズ、第１レンズ（Ｌ１）が片面非球面レンズとされている。また、第７（Ｌ７）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例８
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 13.539 0.900 1.74330 49.22
２＊ 5.917 3.369
３＊ -64.403 1.443 1.68980 52.82
４＊ 5.334 1.560
５ 7.855 1.168 1.84666 23.78
６ 14.576 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 6.081 2.501 1.58913 61.24
９＊ -28.575 1.228
１０ 70.348 0.600 1.83400 37.35
１１ 4.777 2.329 1.49700 81.61
１２ -5.773 可変
１３＊ -26.972 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 20.440 可変
１５ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１６ ∞ 0.500
１７(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第２面
K＝0、A＝-6.7215E-04、B＝-1.3356E-05、C＝-4.7567E-07、D＝-1.2906E-08
第３面
K＝0、A＝-6.7457E-04、B＝-2.8015E-05、C＝3.1073E-07、D＝2.8004E-08
第４面
K＝0、A＝3.3420E-05、B＝-4.2514E-05、C＝-4.3916E-07、D＝1.7175E-07
第８面
K＝0、A＝-2.5115E-04、B＝4.4607E-06、C＝-1.4917E-06、D＝-1.1620E-08
第９面
K＝0、A＝9.9445E-04、B＝6.0888E-05、C＝-1.3474E-05、D＝1.0430E-06
第１３面
K＝0、A＝-2.7186E-03、B＝2.6061E-04、C＝-3.2537E-05、D＝2.5157E-06
第１４面
K＝0、A＝-2.0837E-03、B＝2.4945E-04、C＝-3.0067E-05、D＝2.1196E-06

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 4.759 8.791 13.693
Ｆナンバー 4.15 5.67 6.70
半画角 38.10 22.06 14.35
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 7.65 12.23 9.31
ｄ６ 9.840 4.530 0.880
ｄ１２ 3.058 3.723 10.272
ｄ１４ 6.904 11.549 8.650

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -6.084
２８ 8.132
３１３ -21.792

図１２は、実施例９の変倍光学系１Ｉにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｉは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。

さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）と、物体側に凹の負メニスカスレンズ（Ｌ２）とからなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ３）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ４）と両凸正レンズ（Ｌ５）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ６）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｉは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図１２に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例９に係る変倍光学系１Ｉにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例９では、第１、２、３、６、７レンズ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ７）が両面非球面レンズとされている。また、第６、７レンズ（Ｌ６、Ｌ７）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例９
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 19.549 0.900 1.68980 52.82
２＊ 3.552 2.586
３＊ -13.218 3.600 1.80542 26.13
４＊ -17.712 可変
５(絞り) ∞ 0.000
６＊ 9.110 1.324 1.58913 61.24
７＊ -15.320 3.137
８ 16.607 0.600 1.83400 37.35
９ 4.867 2.198 1.49700 81.61
１０ -8.259 可変
１１＊ -11.505 0.800 1.53048 55.72
１２＊ 17.068 可変
１３＊ 10.956 3.500 1.53048 55.72
１４＊ -26.138 0.907
１５ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１６ ∞ 0.500
１７(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第１面
K＝0、A＝2.7141E-03、B＝-1.7806E-04、C＝4.9376E-06、D＝-7.9272E-08、E＝0.000、F
＝0.000
第２面
K＝0、A＝3.3213E-03、B＝-3.0482E-05、C＝-3.3343E-06、D＝-1.3096E-06、E＝-9.5004E-08、F＝-1.2736E-08
第３面
K＝0、A＝1.4777E-04、B＝1.2983E-05、C＝2.0039E-07、D＝-1.0083E-06、E＝0.000、F＝0.000
第４面
K＝0、A＝-3.0445E-04、B＝-5.6089E-06、C＝-3.7320E-06、D＝2.9010E-07、E＝0.000、F＝0.000
第６面
K＝0、A＝-5.3950E-04、B＝5.5666E-05、C＝-1.2006E-05、D＝2.9209E-07、E＝2.3617E-07、F＝-1.8558E-08
第７面
K＝0、A＝2.2860E-05、B＝5.1397E-05、C＝-1.4882E-05、D＝2.5140E-06、E＝-2.0495E-07、F＝1.0036E-08
第１１面
K＝0、A＝-5.2940E-04、B＝6.9803E-04、C＝-4.6783E-05、D＝-1.2601E-06、E＝3.2679E-08、F＝4.3692E-08
第１２面
K＝0、A＝-2.1552E-04、B＝7.3135E-04、C＝-7.0988E-05、D＝5.9242E-06、E＝-7.2365E-07、F＝7.0493E-08
第１３面
K＝0、A＝-3.3687E-04、B＝5.4626E-05、C＝-1.1412E-06、D＝4.6528E-09、E＝0.000、F＝0.000
第１４面
K＝0、A＝4.5263E-04、B＝3.6561E-05、C＝1.6871E-06、D＝-1.5352E-07、E＝0.000、F＝0.000

各種データ
ズーム比 2.40
広角中間望遠
焦点距離 4.699 8.644 11.260
Ｆナンバー 3.59 4.94 5.57
半画角 38.15 21.95 17.01
像高 3.52 3.52 3.52
レンズ全長 37.1 37.1 37.1
ＢＦ 1.61 1.60 1.56
ｄ４ 9.835 4.268 2.008
ｄ１０ 2.500 3.740 5.601
ｄ１２ 4.493 8.819 9.218

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -6.455
２６ 8.389
３１１ -12.831
４１３ 15.045

図１３は、実施例１０の変倍光学系１Ｊにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｇは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。

さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び両凸の正レンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹の負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。

このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｊは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図１３に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。

実施例１０に係る変倍光学系１Ｊにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例１０では、第３、４、７、８レンズ（Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズとされている。また、第７、８レンズ（Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。

数値実施例１０
単位ｍｍ
面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 10.556 0.900 1.74330 49.22
２ 4.671 2.048
３ 33.679 0.800 1.72916 54.67
４ 5.242 1.202
５＊ 20.931 2.196 1.80542 26.13
６＊ -36.014 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 8.084 2.445 1.58913 61.24
９＊ -12.126 1.163
１０ -52.297 0.600 1.83400 37.35
１１ 5.866 2.197 1.49700 81.61
１２ -5.635 可変
１３＊ -20.900 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.772 可変
１５＊ 8.571 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -136.411 1.600
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000

非球面データ
第５面
K＝0、A＝4.3301E-04、B＝-7.2908E-07、C＝4.0218E-07、D＝3.4843E-08、E＝-6.4078E-10
第６面
K＝0、A＝-3.5147E-04、B＝-2.1785E-05、C＝4.1711E-07、D＝-5.4667E-09、E＝-2.5968E-09
第８面
K＝0、A＝-7.6759E-04、B＝1.7113E-05、C＝-8.3040E-06、D＝4.8816E-07、E＝0.000
第９面
K＝0、A＝3.7470E-04、B＝2.5159E-05、C＝-9.2438E-06、D＝5.2595E-07、E＝0.000
第１３面
K＝0、A＝-2.6833E-03、B＝4.0464E-04、C＝-1.0763E-05、D＝8.5966E-08、E＝0.000
第１４面
K＝0、A＝-2.4717E-03、B＝4.2353E-04、C＝-1.7319E-05、D＝7.5200E-07、E＝0.000
第１５面
K＝0、A＝1.5535E-04、B＝-5.6365E-06、C＝-1.3912E-07、D＝1.4416E-08、E＝0.000
第１６面
K＝0、A＝1.2053E-03、B＝-1.2275E-05、C＝-2.8565E-06、D＝8.8087E-08、E＝0.000

各種データ
ズーム比 2.88
広角中間望遠
焦点距離 4.758 8.798 13.712
Ｆナンバー 3.548 4.939 5.997
半画角 39.473 22.843 14.805
像高 3.720 3.720 3.720
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 2.32 2.29 2.27
ｄ６ 9.949 4.305 0.500
ｄ１２ 3.996 4.922 8.548
ｄ１４ 2.304 7.022 7.201

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離
１１ -7.773
２８ 8.475
３１３ -13.284
４１５ 15.330

以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、上記実施例２〜１０の変倍光学系１Ｂ〜１Ｊの球面収差、非点収差、そして歪曲収差を図１５〜図２３にそれぞれ示す。これらの図において、球面収差の図には、図１４と同様に、一点鎖線で赤色、実線で黄色、そして破線で青色と、波長の異なる３つの光を用いた場合の収差がそれぞれ示してある。いずれの実施例におけるレンズ群も、広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）、望遠端（Ｔ）のいずれにおいても、歪曲収差がほぼ５％以内と優れた光学特性を示している。

また、この実施例２〜１０の各変倍光学系１Ｂ〜１Ｊにおける広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）、そして望遠端（Ｔ）における焦点距離（単位ｍｍ）及びＦ値を、表２及び表３にそれぞれ示す。これらの表から、実施例１と同様に、短焦点で、明るい光学系が実現できていることがわかる。

また、以上の実施例１〜１０の各変倍光学系１Ａ〜１Ｊに、上述した条件式（１）〜（１１）を当てはめた場合のそれぞれの数値を、表４に示す。

以上説明したように、上記実施例１〜１０に係る変倍光学系１Ａ〜１Ｊによれば、変倍比２〜３倍程度で、広角端時に広い画角を確保し、十分なコンパクト化を達成しつつ、変倍域全域にわたって収差が良好に補正された変倍光学系を提供できるようになる。従って、変倍光学系、及びこれを搭載した撮像装置若しくはデジタル機器を、高性能で、且つ小型化が十分達成された態様で提供することができる。

本発明に係る変倍光学系の構成を模式的に示す図である。本発明に係る変倍光学系を搭載したカメラ付携帯電話機の外観構成図であって、（ａ）は、その操作面を示す外観構成図、（ｂ）は、操作面の裏面を示す外観構成図である。本発明に係る変倍光学系を具備するデジタル機器の一例としての携帯電話機の撮像に係る機能部の構成を示す機能ブロック図である。本発明の実施例１に係る変倍光学系の広角端光路図を示す断面図である。実施例２に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例３に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例４に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例５に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例６に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例７に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例８に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例９に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例１０に係る変倍光学系の光路図を示す断面図である。実施例１に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例２に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例３に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例４に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例５に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例６に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例７に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例８に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例９に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。実施例１０に係る変倍光学系の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。

１、１Ａ〜１Ｊ変倍光学系
１１、Ｇｒ１第１レンズ群
１２、Ｇｒ２第２レンズ群
１３、Ｇｒ３第３レンズ群
１４、Ｇｒ４第４レンズ群
１５、ＳＴ光学絞り
１６、ＳＲ撮像素子
ＡＸ光軸
２携帯電話機（デジタル機器）
２７撮像装置

Claims

物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群と、正の光学的パワーを有する第４レンズ群との４つのレンズ群で構成され、変倍時において前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が移動し、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群が固定とされる変倍光学系であって、
前記第１レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを有すると共に、少なくとも１面の非球面を有し、
前記第２レンズ群に開口絞りが備えられており、
前記第３レンズ群によりフォーカシングが行われ、
前記第４レンズ群の像側に平板ガラスが配置されており、
下記（１）、（２）及び（８）の条件式を満たすことを特徴とする変倍光学系。
０．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９５・・・（１）
０．７＜Ｔ１／（ｆｗ×ｆｔ）^０．５＜１．５・・・（２）
０．３＜Ｂｆｗ／ｆｗ＜０．６・・・（８）
但し、ｆ１：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の合成焦点距離
Ｔ１：第１レンズ群の最も物体側の面から最も像面側の面までの光軸上での厚み
ｆｗ：広角端における全光学系の合成焦点距離
ｆｔ：望遠端における全光学系の合成焦点距離
Ｂｆｗ：レンズ最後端から焦点面までの平板ガラスを空気換算した、広角端におけるバックフォーカスの距離
前記第１レンズ群が、下記（３）の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
１．３＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５・・・（３）
前記第１レンズ群の最も物体側のレンズが、下記（４）の条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の変倍光学系。
−３．０＜（ｒ１２＋ｒ１１）／（ｒ１２−ｒ１１）＜−１．０・・・（４）
但し、ｒ１１：第１レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
ｒ１２：第１レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面の曲率半径
前記第１レンズ群は少なくとも２枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有し、下記（５）の条件式を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の変倍光学系。
２０＜Δν１・・・（５）
但し、Δν１：第１レンズ群内のレンズについて、正レンズのアッベ数平均値と負レンズのアッベ数平均値との差
前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズの３枚で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の変倍光学系。
前記第２レンズ群が、下記（６）の条件式を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の変倍光学系。
１．１＜ｆ２／ｆｗ＜２．５・・・（６）
前記第３レンズ群が、下記（７）の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
１．０＜ｍ３ｔ＜２．５・・・（７）
但し、ｍ３ｔ：第３レンズ群の望遠端における横倍率
前記第３レンズ群が、１枚のレンズのみで構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の変倍光学系。
前記第２レンズ群が、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズから構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の変倍光学系。
前記第２レンズ群が、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の変倍光学系。
下記（９）の条件式を満たすことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の変倍光学系。
１．５＜｜ＥＰｗ／ｆｗ｜・・・（９）
但し、ＥＰｗ：広角端における、最大画角の主光線の射出瞳位置から像面までの距離
前記第２レンズ群の物体側に開口絞りが備えられ、前記開口絞りは絞り径が固定であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の変倍光学系。
請求項１〜１２のいずれかに記載の変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、
前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする撮像装置。
請求項１３に記載の撮像装置と、
前記撮像装置及び撮像素子に被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部と、を具備し、
前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とするデジタル機器。
前記デジタル機器は、携帯端末であることを特徴とする請求項１４に記載のデジタル機器。