(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群より構成され、
ズーミングに際して、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動し、前記第３レンズ群は、正レンズと負レンズを有するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の１枚の負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒｎｆ、Ｒｎｒ、前記第２レンズ群の１枚の正レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒｐｆ、Ｒｐｒ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の正レンズの焦点距離と材料のアッベ数を各々ｆ２ｐ、νｄ２ｐ、前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をＲ１ｒ、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２ｆとするとき、
３．４＜（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）＜４．４
−０．７＜（Ｒｐｆ−Ｒｐｒ）／（Ｒｐｆ＋Ｒｐｒ）＜−０．５
３．４＜ｆ２ｐ／ｆｗ＜４．２
νｄ２ｐ＜２０
−１．５＜（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）＜０．１
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、５．５＜ｆ１／ｆｗ＜７．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、４．０＜ｆ３／ｆｗ＜４．６
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
広角端におけるバックフォーカスをＢＦｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
２．２＜ＢＦｗ／ｆｗ＜２．６
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
広角端での有効像円径が望遠端での有効像円径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズ及びそれを有する光学機器に関し、特にデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ、ＴＶカメラ、フィルム用カメラ等の光学機器に用いる撮影レンズに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いたビデオカメラ、監視用カメラ、デジタルスチルカメラ等の光学機器に用いる撮影光学系には、広画角・高ズーム比で高い光学性能を有したズームレンズであることが要求されている。特に監視カメラにおいては、ＨＤ画質に対応できるシステム開発が進み、それに伴い撮影レンズとしても高画質化が要求されている。
【０００３】
一方、監視カメラにおいてはドーム型等一定の大きさがあり、その中に収納出来る様、ズームレンズの小型化も要求されている。これらの要求を満足するズームレンズとして、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１〜第４レンズ群より成る４群ズームレンズが知られている。このうち、第２レンズ群を移動させて変倍を行い、第４レンズ群にて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行う所謂リアフォーカスタイプの４群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。また、監視カメラに用いられる撮影レンズにおいては歪曲収差を許容することで広い撮影画角を確保する事が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０５１２９号公報
【特許文献２】特開２００６−１７１４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年ビデオカメラや監視用カメラ等の光学機器に使用されるズームレンズには、全系が小型で、広画角（広角）かつ高ズーム比（高倍率）であり、ズーム全域において高い光学性能を有していることが要望されている。
【０００６】
全系の小型化を実現するためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めるのが良い。しかしながら、単に各レンズ群の屈折力を強めると、ズーミングに伴う収差変動が大きくなり、全ズーム範囲にわたり良好な光学性能を得ることが難しくなってくる。また、ズームレンズにおいてリアフォーカス方式を採用すると、第１レンズ群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに比べて第１レンズ群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易になる。
【０００７】
さらに小型のレンズ群を移動させて変倍およびフォーカスを行うことになるので、レンズ群の駆動力が小さくて済み迅速なフォーカスが可能となる等の特徴がある。
しかしその反面、フォーカスの際の収差変動が多くなり、無限遠物点から近距離物体に至る物体距離全体にわたり高い光学性能を得るのが困難になってくる。前述したリアフォーカスタイプの４群ズームレンズにおいて全系の小型化を維持しながら広画角化を図るには変倍用の負の屈折力の第２レンズ群や正の屈折力の第３レンズ群のレンズ構成等を適切に配置するのが重要になってくる。特に第２レンズ群を構成する各レンズのレンズ形状や第３レンズ群のレンズ構成が不適切であると、所定のズーム比を確保しつつ全系の小型化を図るのが困難となり、またズーミングに伴う諸収差の変動が増大し高い光学性能を得るのが難しくなる。
【０００８】
本発明は、広画角で、全ズーム範囲にわたり高い光学性能で、全系が小型のズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群より構成され、
ズーミングに際して、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が移動し、前記第３レンズ群は、正レンズと負レンズを有するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の１枚の負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒｎｆ、Ｒｎｒ、前記第２レンズ群の１枚の正レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒｐｆ、Ｒｐｒ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の正レンズの焦点距離と材料のアッベ数を各々ｆ２ｐ、νｄ２ｐ、前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をＲ１ｒ、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２ｆとするとき、
３．４＜（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）＜４．４
−０．７＜（Ｒｐｆ−Ｒｐｒ）／（Ｒｐｆ＋Ｒｐｒ）＜−０．５
３．４＜ｆ２ｐ／ｆｗ＜４．２
νｄ２ｐ＜２０
−１．５＜（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）＜０．１
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広画角で、全ズーム範囲にわたり高い光学性能で、全系が小型のズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図３】実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図５】実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図７】実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図９】実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における諸収差図
【図１１】本発明のズームレンズをビデオカメラに適用したときの要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の第４レンズ群より構成される。ズーミングに際して、第２レンズ群および第４レンズ群が移動する。フォーカスに際しては第４レンズ群が移動する。第１レンズ群の物体側又は第４レンズ群の像側の少なくとも一方にコンバーターレンズ等の屈折力のあるレンズ群が配置される場合もある。
【００１３】
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図９は本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図１１は本発明のズームレンズを備えるビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００１４】
各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）である。各実施例のズームレンズをプロジェクター等の投射レンズとして用いても良く、このときは、左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。実施例１〜５のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。各実施例のレンズ断面図において、ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置している。
【００１５】
Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際にはフィルム面に相当する。球面収差図においては、ｄ線及びｇ線について示している。非点収差図において、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは実トレース値における半画角である。以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群Ｌ２）が
機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
【００１６】
実施例１〜５は物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成される４群ズームレンズである。そして広角端から望遠端のズーム位置へズーミングに際して矢印の如く第２レンズ群Ｌ２を像側へ移動させて変倍を行っている。そして、変倍に伴う像面変動を第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸状の軌跡の一部を有しつつ移動させて補正している。このように第４レンズ群Ｌ４を物体側へ凸状の軌跡とすることで第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４間の空間の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【００１７】
また、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第４レンズ群Ｌ４の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングの際の像面変動を補正するための移動軌跡である。例えば望遠端のズーム位置において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印４Ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことで行っている。尚、実施例１〜５において第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３と開口絞りＳＰはズーミング及びフォーカスのためには不動である。但し収差補正上、必要に応じてこれらを移動させても良い。
【００１８】
本発明のズームレンズは、広角端において歪曲収差の発生を許容することで広画角化及び全系のコンパクト化を図っている。歪曲収差を許容するズームタイプとしては負、正、正の屈折力のレンズ群より成るネガティブリードタイプの３群ズームレンズがある。ただしこのズームタイプは高ズーム比を図ると、Ｆナンバーの落ちが大きく、特に望遠端においてＦナンバーが大きくなってしまう。一方、正、負、正、負、正の屈折力のレンズ群より成る５群ズームレンズがある。但し、このズームタイプは前玉径の小型化には有利だが、レンズ群の数が多いために全長が長くなり易く、ドーム対応の監視レンズなど、全長に制約のあるものに対しては不利となる。これに対して本発明の正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成る４群ズームレンズは上記２つのタイプに対してＦナンバーＦｎｏの落ちが少なく、かつ全長を短くすることが容易である。
【００１９】
この４群ズームレンズにおいて、通常、歪曲収差は第２レンズ群Ｌ２で発生した負の歪曲収差を第１レンズ群Ｌ１で補正するようにしている。歪曲収差の発生を許容する場合、第１レンズ群Ｌ１のパワーを緩めると歪曲収差の補正量を減らす事ができるが、ズーミングの際の第２レンズ群Ｌ２の移動量が増えるため全系が大型化してくる。その為、元より負の歪曲収差が発生している第２レンズ群Ｌ２に着目し、第２レンズ群Ｌ２内のレンズ形状を適切に設定することで負の歪曲収差を大きく発生させ、広画角化を図っている。
【００２０】
さらに第３レンズ群Ｌ３は広角端において球面収差と、軸上色収差を補正するために正レンズと負レンズを各１枚有している。また、第３レンズ群Ｌ３により強い正のパワーを持たせることにより、第４レンズ群Ｌ４に入射する軸上光束の径を小さくして、フォーカスの際の収差変動を軽減している。
【００２１】
各実施例において、第２レンズ群Ｌ２中の１枚の負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒｎｆ、Ｒｎｒとする。第２レンズ群Ｌ２中の１枚の正レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒｐｆ、Ｒｐｒとする。このとき、
３．４＜（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）＜４．４・・・（１）
−０．７＜（Ｒｐｆ−Ｒｐｒ）／（Ｒｐｆ＋Ｒｐｒ）＜−０．５・・・（２）
なる条件式を満足している。
【００２２】
条件式（１）、（２）は広画角かつ高ズーム比化を図りつつ、全系をコンパクトにするためのものである。条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズのレンズ形状に関する。条件式（１）の下限値を下回ると、レンズ面の曲率が緩くなる為に第２レンズ群Ｌ２内の各レンズ間隔を狭める事が出来、小型化に対して有利となる。しかしながら、望遠側において球面収差を補正するのが困難となる。一方、上限値を上回ると、レンズ面の曲率がきつくなる為に第２レンズ群Ｌ２内の各レンズ間隔が多く必要となり、全長及び前玉径が大型化してくるため好ましくない。また、歪曲収差を発生させ画角を確保する事に対しては有利だが、広角端において像面湾曲を補正するのが困難となる。
【００２３】
条件式（２）は、第２レンズ群Ｌ２中の正レンズのレンズ形状に関する。条件式（２）の下限値を下回ると、正レンズのレンズ面の曲率が緩くなる為に歪曲収差を発生させ、画角を確保する上で有利となるが、広角端においてコマ収差を補正するのが困難となる。一方、上限値を上回ると、正レンズのレンズ面の曲率がきつくなる為に歪曲収差を補正する効果が強まり、画角を確保するのが困難となる。また、望遠側において球面収差を補正するのが困難となる。
【００２４】
ズームレンズにおいて、広画角を達成するためには、広角端における全系の焦点距離を短くするか、負の歪曲収差を許容するかの２通りの手法がある。前者は全系の焦点距離を短くするために各レンズ群のパワーを強めると像面変動が悪化する。また、より広範囲の光線を取り込もうとすると前玉径が大型化してくる。一方、後者は歪曲収差の発生を許容するため、その他の諸収差を補正する上で有利となる。このように各実施例では、第２レンズ群Ｌ２の各レンズのレンズ形状を適切に設定することによって、全系のコンパクト化を図りながら撮影画角６５°以上の広画角化を達成している。以上の如く構成することにより良好なるズームレンズが得られる。
【００２５】
各実施例においてより好ましくは、以下の条件のうち１以上を満足するのが良い。広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群Ｌ２中の正レンズの焦点距離と材料のアッベ数を各々ｆ２ｐ、νｄ２ｐとする。第１レンズ群Ｌ１の最も像側のレンズ面の曲率半径をＲ１ｒ、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２ｆとする。第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。広角端におけるバックフォーカスをＢＦｗとする。
【００２６】
このとき、
３．４＜ｆ２ｐ／ｆｗ＜４．２・・・（３）
νｄ２ｐ＜２０・・・（４）
−１．５＜（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）＜０．１・・・（５）
５．５＜ｆ１／ｆｗ＜７．５・・・（６）
４．０＜ｆ３／ｆｗ＜４．６・・・（７）
２．２＜ＢＦｗ／ｆｗ＜２．６・・・（８）
なる条件式のうち、１以上を満足するのが良い。
【００２７】
次に各条件式の技術的意味について説明する。条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２中の正レンズのパワー配分に関する。特に像面湾曲及び倍率色収差を良好に補正するためのものである。条件式（３）の下限値を下回ると、正レンズのパワーが強まるため、倍率色収差を補正するのが有利となるが、第２レンズ群Ｌ２での変倍比を大きくするために負レンズのパワーも強まり、ズーミングの際の像面変動が大きくなる。また、正レンズによる歪曲収差の補正が強まり、広画角を確保することが困難となる。一方、上限値を上回ると、正レンズのパワーが弱まるため、歪曲収差の補正が弱まり広画角を確保するのが有利となるが、倍率色収差を補正するのが困難となる。
【００２８】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２中の正レンズの硝材（材料）に関する。特に倍率色収差を良好に補正するためのものである。条件式（４）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｌ２において倍率色収差を補正するのが不足となり、光学性能が悪化してくる。
【００２９】
条件式（５）は、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間で形成される空気レンズの形状に関する。特に歪曲収差に関するものである。条件式（５）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｌ２の最前のレンズ面の形状が物体側に強い凹面となる。この結果、負の歪曲収差が大きく発生するため広画角を確保する上で有利となるが、レンズの干渉を避けるために第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を広げる必要があり、この結果、前玉径が大型化してくるため好ましくない。一方、上限値を上回ると、第２レンズ群Ｌ２の最前のレンズ面の形状が物体側に強い凸面となり、負の歪曲収差が小さくなるため広画角化が困難となる。
【００３０】
条件式（６）は、第１レンズ群Ｌ１のパワー配分に関する。特に望遠端において球面収差及び軸上色収差を良好に補正するためのものである。条件式（６）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１のパワーが強まるため望遠端において球面収差を補正するのが困難となる。また、望遠端において軸上色収差を補正するのが不利となる。一方、上限値を上回ると、第１レンズ群Ｌ１のパワーが弱まるためにズーミングの際の第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなり全系が大型化するため好ましくない。
【００３１】
条件式（７）は、第３レンズ群Ｌ３のパワー配分に関する。特に広角端において球面収差及び軸上収差を良好に補正するためのものである。条件式（７）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｌ３のパワーが強まり広角端において球面収差を補正するのが困難となる。また、バックフォーカスを長くするのが困難となる。一方、上限値を上回ると、第３レンズ群Ｌ３のパワーが弱まり、広角端において軸上色収差を補正するのが困難となる。
【００３２】
条件式（８）は、バックフォーカスに関する。条件式（８）の下限値を下回ると、バックフォーカスが短くなり、レンズ系の像側にフィルター等のガラスブロックを挿入するのが困難となる。また、射出瞳が短くなり、テレセントリック性を良くするのが困難となり、センサー面での集光効率が悪化するため好ましくない。一方、条件式（８）の上限値を上回ると、バックフォーカスが伸び、全系の小型化が困難となる。更に収差補正上、好ましくは、条件式（１）〜（８）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３３】
３．５０＜（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）＜４．３５・・・（１ａ）
−０．６９＜（Ｒｐｆ−Ｒｐｒ）／（Ｒｐｆ＋Ｒｐｒ）＜−０．５１・・・（２ａ）
３．４＜ｆ２ｐ／ｆｗ＜４．１・・・（３ａ）
５＜νｄ２ｐ＜２０・・・（４ａ）
−１．２＜（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）＜０．０８・・・（５ａ）
５．８＜ｆ１／ｆｗ＜７．３・・・（６ａ）
４．０５＜ｆ３／ｆｗ＜４．５５・・・（７ａ）
２．２５＜ＢＦｗ／ｆｗ＜２．５５・・・（８ａ）
より好ましくは、条件式（１ａ）〜（８ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３４】
３．６＜（Ｒｎｆ−Ｒｎｒ）／（Ｒｎｆ＋Ｒｎｒ）＜４．３・・・（１ｂ）
−０．６８＜（Ｒｐｆ−Ｒｐｒ）／（Ｒｐｆ＋Ｒｐｒ）＜−０．５２・・・（２ｂ）
３．４５＜ｆ２ｐ／ｆｗ＜４．００・・・（３ｂ）
１０＜νｄ２ｐ＜１９・・・（４ｂ）
−１．０＜（Ｒ１ｒ−Ｒ２ｆ）／（Ｒ１ｒ＋Ｒ２ｆ）＜０．０５・・・（５ｂ）
６．０＜ｆ１／ｆｗ＜７．０・・・（６ｂ）
４．１＜ｆ３／ｆｗ＜４．５・・・（７ｂ）
２．３＜ＢＦｗ／ｆｗ＜２．５・・・（８ｂ）
各数値実施例では以上のように各レンズ群を構成することによって、レンズ系全体を小型化し、簡易なレンズ構成にもかかわらず、全変倍範囲、又、物体距離全般にわたり高い光学性能を得ている。
【００３５】
各実施例のズームレンズにおいては、諸収差のうち歪曲収差の補正を電気的な画像処理によって補正しても良い。特にデジタルカメラやビデオカメラ等の撮影系は歪曲収差が小さい事が好ましい為、広角端では望遠端に比べて最大撮影範囲（有効像円径）を小さくして、上記歪曲収差の補正を行うことによって、前玉径の小型化が容易になる。
【００３６】
以上のように各実施例によれば、広画角であり、また、高ズーム比化に対応したズームレンズが得られる。また、全系がコンパクトで広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり、又無限遠物体から至近距離物体に至る全物体距離にわたり高い光学性能を有したズームレンズが得られる。次に各数値実施例における各レンズ群のレンズ構成について説明する。
【００３７】
第１レンズ群Ｌ１は負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで構成している。各数値実施例のズームレンズでは全系を小型とするために第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を強めている。このとき第１レンズ群Ｌ１内で発生する諸収差、特に望遠側において球面収差が多く発生してくる。そこで第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を接合レンズと正レンズで分担しこれらの収差の発生を低減している。
【００３８】
第２レンズ群Ｌ２は屈折力の絶対値が物体側に比べて像側に強く、像側のレンズ面が凹形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、物体側のレンズ面が凸形状の正レンズで構成している。各数値実施例のズームレンズでは広角端において広い画角を得ながら第１レンズ群Ｌ１の有効径を小型にするために第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を強めている。このとき第２レンズ群Ｌ２で発生する諸収差、特に広角側において歪曲収差、像面湾曲が多く発生してくる。各実施例では第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を２つの負レンズで分担し、歪曲収差を許容しつつ像面湾曲の発生を低減している。このようなレンズ構成により広画角化を図りながら前玉有効径の小型化と高い光学性能を得ている。
【００３９】
また第２レンズ群Ｌ２中の正レンズの材料にアッベ数が２０より小さい高分散材料を用いることで、色消しのために必要なレンズの屈折力をなるべく小さくなるようにしている。これによりレンズ枚数を抑えて全系の小型化を図っている。第３レンズ群Ｌ３は物体側のレンズ面が凸形状の正レンズ、像側のレンズ面が凹形状の負レンズより構成している。各数値実施例のズームレンズでは広角端においてレンズ全長を短縮するために第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力を強めている。このとき第３レンズ群Ｌ３で発生する諸収差、特に軸上色収差が多く発生してくる。そこで第３レンズ群Ｌ３を正レンズと負レンズの２枚で色消しを行っている。
【００４０】
第４レンズ群Ｌ４は正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより構成している。各数値実施例では少ないレンズ枚数で第４レンズ群Ｌ４を構成することで薄型化、軽量化を図っている。第４レンズ群Ｌ４中の正レンズの材料にアッベ数が大きい低分散材料を用いることで、ズーミング及びフォーカスに伴う色収差の変動を低減している。
【００４１】
次に本発明の実施例１〜５に各々対応する数値実施例１〜５を示す。各数値実施例においてｉは物体側からの面の順番を示す。ｒｉは物体側から第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側から第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の面間隔、ｎｉは第ｉ番目のレンズの材料のｄ線における屈折率、νｉは第ｉ番目のレンズのｄ線におけるアッベ数を示すものとする。また、ｋを円錐定数、Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ９，Ａ１０を３次、４次、５次、６次、７次、８次、９次、１０次の非球面係数とし、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋［１−（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）２］１／２］＋Ａ３ｈ３＋Ａ４ｈ４＋Ａ５ｈ５＋Ａ６ｈ６＋Ａ７ｈ７＋Ａ８ｈ８＋Ａ９ｈ９＋Ａ１０ｈ１０
で表示される。但し、Ｒは曲率半径であり、「ｅ−Ｘ」は「×１０−Ｘ」を意味している。尚、非球面は各表中の面番号の右側に＊印を付している。
【００４２】
バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算した値である。レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカス（ＢＦ）を加えた値と定義する。長さの単位はｍｍである。各実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００４３】
数値実施例１
面データ
面番号       r        d      nd         νd       
1         66.001    0.95   1.84666    23.9       
2         18.685    4.70   1.63854    55.4       
3       -114.064    0.17                         
4         17.467    2.55   1.83481    42.7       
5         57.960  (可変)                         
6         56.260    0.55   1.88300    40.8       
7          6.522    1.78                         
8        -13.053    0.55   1.77250    49.6       
9          7.582    0.86                         
10          9.936    1.28   1.94595    18.0       
11         39.954  (可変)                         
12(絞り)    ∞       0.90                         
13*         7.121    3.02   1.58313    59.4       
14*       -61.804    0.13                         
15          7.812    0.55   1.84666    23.9       
16          5.584  (可変)                         
17*        12.076    2.80   1.55332    71.7       
18         -6.753    0.50   1.84666    23.8       
19        -11.481  (可変)                         
20          ∞       1.86   1.51633    64.1      
21          ∞     (可変)                        
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K =-1.59514e+000  
A 3= 2.75629e-004  A 5= 9.42978e-005  A 7=-4.41243e-006  A 9= 6.41615e-008  
第14面
K =-9.62756e+001  
A 3=-3.00943e-005  A 5= 3.69027e-005  A 7=-3.82587e-006  A 9= 7.15431e-008  
第17面
K = 3.85078e-001  A 4=-2.60194e-004  A 6= 2.39315e-005  A 8=-2.42220e-006 
A10= 9.16438e-008  
各種データ
ズーム比     11.57 
焦点距離       3.82    12.68    44.20  
Fナンバー      1.66     2.09     2.59  
半画角（度）  33.23  10.04   2.86      
像高           2.25     2.25     2.25  
レンズ全長    52.92    52.92    52.92  
BF             8.83    11.90     8.79  
d 5            0.50     9.43    15.14 
d11           15.74     6.81     1.10 
d16            6.55     3.48     6.59 
d19            3.54     6.60     3.49 
d21            4.07     4.07     4.07 
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      24.19         
2    6      -4.72         
3   12      16.13         
4   17      13.60         
5   20       ∞           
【００４４】
数値実施例２
面データ
面番号       r        d      nd         νd      
1         60.506    0.95   1.84666    23.9     
2         18.017    4.80   1.63854    55.4     
3       -131.671    0.17                       
4         17.081    2.58   1.83481    42.7     
5         55.002  (可変)                       
6        217.822    0.55   1.88300    40.8     
7          5.243    2.08                      
8        -16.069    0.55   1.77250    49.6     
9          9.946    0.69                       
10         10.564    1.18   2.10467    16.7     
11         34.028  (可変)                       
12(絞り)    ∞       0.90                       
13*         7.139    3.02   1.58313    59.4     
14*       -45.493    0.13                       
15          7.847    0.55   1.84666    23.9     
16          5.568  (可変)                       
17*        12.138    3.01   1.55332    71.7     
18         -6.185    0.50   1.84666    23.8     
19        -10.906  (可変)                       
20          ∞       1.86   1.51633    64.1     
21          ∞     (可変)                       
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K =-1.60960e+000  
A 3= 2.86941e-004  A 5= 9.68112e-005  A 7=-4.80627e-006  A 9= 7.83192e-008  
第14面
K =-1.05571e+002  
A 3=-9.66093e-005  A 5= 2.71824e-005  A 7=-3.52093e-006  A 9= 7.47196e-008  
第17面
K = 1.94660e+000  A 4=-3.58487e-004  A 6= 3.34266e-005  A 8=-3.78002e-006 
A10= 1.51504e-007  
各種データ
ズーム比     11.83 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.60    11.89    42.60  
Fナンバー      1.66     2.13     2.46  
半画角（度）   34.78 10.70    2.99     
像高           2.25     2.25     2.25  
レンズ全長    53.20    53.20    53.20  
BF             8.44    11.69     9.41  
d 5            0.50     9.43    15.14  
d11           15.74     6.81     1.10  
d16            6.88     3.63     5.91  
d19            3.15     6.40     4.12  
d21            4.06     4.06     4.06  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      24.01         
2    6      -4.49         
3   12      15.62         
4   17      13.68         
5   20       ∞           
【００４５】
数値実施例３
面データ
面番号       r        d      nd         νd       
1         64.618    0.95   1.84666    23.9      
2         18.650    4.70   1.63854    55.4      
3       -116.689    0.17                        
4         17.405    2.55   1.83481    42.7      
5         57.484  (可変)                        
6        122.438    0.55   1.88300    40.8      
7          6.210    1.91                        
8        -14.456    0.55   1.77250    49.6      
9          8.260    0.81                        
10         10.327    1.56   1.94595    18.0      
11         52.160  (可変)                        
12(絞り)    ∞       0.90                        
13*         7.140    2.99   1.58313    59.4      
14*       -62.269    0.13                        
15          7.847    0.55   1.84666    23.9      
16          5.600  (可変)                        
17*        12.179    2.93   1.55332    71.7      
18         -6.735    0.50   1.84666    23.8      
19        -11.586  (可変)                        
20          ∞       1.86   1.51633    64.1      
21          ∞     (可変)                        
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K =-1.59521e+000  
A 3= 2.90600e-004  A 5= 9.54730e-005  A 7=-4.48927e-006  A 9= 6.51546e-008  
第14面
K =-9.60700e+001  
A 3=-7.17152e-006  A 5= 3.72875e-005  A 7=-3.93169e-006  A 9= 7.41615e-008  
第17面
K = 1.47662e-001  A 4=-2.27188e-004  A 6= 2.28843e-005  A 8=-2.26984e-006 
A10= 8.48915e-008  
各種データ
ズーム比     11.59 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.82    12.58    44.24  
Fナンバー      1.66     2.09     2.64  
半画角（度）   33.25 10.12    2.86      
像高           2.25     2.25     2.25  
レンズ全長    53.51    53.51    53.51  
BF             8.85    11.89     8.72  
d 5            0.50     9.43    15.14  
d11           15.74     6.81     1.10  
d16            6.68     3.63     6.80  
d19            3.56     6.61     3.44  
d21            4.06     4.06     4.06  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      24.09         
2    6      -4.73         
3   12      16.24         
4   17      13.83         
5   20       ∞           
【００４６】
数値実施例４
面データ
面番号       r        d      nd         νd       
1         59.879    0.95   1.84666    23.9      
2         18.152    4.77   1.63854    55.4      
3       -131.017    0.17                        
4         17.236    2.57   1.83481    42.7      
5         56.402  (可変)                        
6        200.730    0.55   1.88300    40.8      
7          5.604    2.03                        
8        -16.480    0.55   1.80400    46.6      
9          9.329    0.82                        
10         10.868    1.16   2.10467    16.7      
11         35.008  (可変)                        
12(絞り)    ∞       0.90                        
13*         7.122    2.99   1.58313    59.4      
14*       -53.886    0.13                        
15          7.963    0.55   1.84666    23.9      
16          5.619  (可変)                        
17*        12.135    3.31   1.55332    71.7      
18         -6.365    0.50   1.84666    23.8      
19        -10.827  (可変)                        
20          ∞       1.86   1.51633    64.1      
21          ∞     (可変)                        
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K =-1.65630e+000  
A 3= 3.01286e-004  A 5= 9.37755e-005  A 7=-4.68275e-006  A 9= 7.33688e-008  
第14面
K =-1.27666e+002  
A 3=-7.84933e-005  A 5= 1.84564e-005  A 7=-3.20728e-006  A 9= 6.74175e-008  
第17面
K = 2.37090e+000  A 4=-4.25885e-004  A 6= 3.03188e-005  A 8=-3.52640e-006 
A10= 1.38179e-007  
各種データ
ズーム比     12.16 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.60    12.00    43.73  
Fナンバー      1.66     2.11     2.50  
半画角（度）   34.83 10.59    2.90      
像高           2.25     2.25     2.25  
レンズ全長    53.47    53.47    53.47  
BF             8.54    11.70     9.05  
d 5            0.50     9.43    15.14  
d11           15.74     6.81     1.10  
d16            6.75     3.59     6.24  
d19            3.25     6.41     3.76  
d21            4.06     4.06     4.06  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      23.94         
2    6      -4.49         
3   12      16.10         
4   17      13.42         
5   20       ∞           
【００４７】
数値実施例５
面データ
面番号       r        d      nd         νd       
1         43.129    0.95   1.84666    23.9      
2         17.561    4.52   1.60311    60.6      
3      -1112.865    0.17                        
4         18.476    2.77   1.83481    42.7      
5         71.073  (可変)                        
6         84.205    0.55   1.88300    40.8      
7          6.143    1.97                        
8        -13.429    0.55   1.80400    46.6      
9          8.273    0.83                        
10         10.689    1.17   2.14352    17.8      
11         34.396  (可変)                        
12(絞り)    ∞       0.90                        
13*         7.357    2.94   1.58313    59.4      
14*       -62.985    0.13                        
15          7.915    0.55   1.84666    23.9      
16          5.743  (可変)                        
17*        12.872    2.84   1.55332    71.7      
18         -6.735    0.50   1.84666    23.8      
19        -11.712  (可変)                        
20          ∞       1.86   1.51633    64.1      
21          ∞     (可変)                        
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K =-1.80040e+000  
A 3= 3.13957e-004  A 5= 1.00850e-004  A 7=-3.74248e-006  A 9= 4.73495e-008  
第14面
K =-3.19258e+001  
A 3=-3.73458e-005  A 5= 4.79503e-005  A 7=-3.14180e-006  A 9= 4.89477e-008  
第17面
K = 2.49680e+000  A 4=-3.45720e-004  A 6= 1.99827e-005  A 8=-2.02421e-006 
A10= 6.96083e-008  
各種データ
ズーム比     14.57 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.77    13.29    54.95  
Fナンバー      1.66     2.14     2.95  
半画角（度）   33.58 9.63     2.31      
像高           2.25     2.25     2.25  
レンズ全長    55.57    55.57    55.57  
BF             9.14    12.85     8.36  
d 5            0.50    10.04    16.14  
d11           16.74     7.20     1.10  
d16            7.86     4.14     8.63  
d19            3.85     7.56     3.07  
d21            4.06     4.06     4.06  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      25.11         
2    6      -4.51         
3   12      16.42         
4   17      14.41         
5   20       ∞           
【００４８】
【表１】
0005546332.tif 000002
【００４９】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラ（光学機器）の実施例を図１１を用いて説明する。図１１において、１０はビデオカメラ本体、１１は実施例１〜５で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。１３は固体撮像素子１２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録する記録手段である。１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダである。
【００５０】
上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、固体撮像素子１２上に形成された被写体像が表示される。このように本発明のズームレンズをビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。
【符号の説明】
【００５１】
Ｌ１  第１レンズ群  Ｌ２  第２レンズ群  Ｌ３  第３レンズ群  Ｌ４  第４レンズ群
【図１】
0005546332.tif 000003
【図２】
0005546332.tif 000004
【図３】
0005546332.tif 000005
【図４】
0005546332.tif 000006
【図５】
0005546332.tif 000007
【図６】
0005546332.tif 000008
【図７】
0005546332.tif 000009
【図８】
0005546332.tif 000010
【図９】
0005546332.tif 000011
【図１０】
0005546332.tif 000012
【図１１】
0005546332.tif 000013