(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、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口径が固定のフレアカット絞りを有し、前記フレアカット絞りはズーミングに際して移動し、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をｆ３ｓｔ、前記フレアカット絞りの移動量をＳｓｔとするとき、
１．２＜Ｓｓｔ／ｆ３ｓｔ＜２．０
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２レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β２ｗ、β２ｔとするとき、
３．５＜β２ｔ／β２ｗ＜６．５
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レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
３．６＜β３ｔ／β３ｗ＜１０．０
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】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
−２．２＜ｆ２／ｆｗ＜−１．８
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】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
１１．０＜ｆ１／ｆｗ＜１４．０
なる条件式を満足する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】
前記フレアカット絞りは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側へ移動あるいは物体側に凸状の軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記フレアカット絞りは、ズーミングに際して、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群とは異なる軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第３レンズ群の全体あるいは一部は、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、撮影画像を光軸に対して垂直方向に移動させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
請求項１乃至８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撮像装置。
【請求項１０】
前記ズームレンズは広角側における有効像円径が望遠端における有効像円径よりも小さいことを特徴とする請求項９の撮像装置。
【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撮像装置に関し、特にビデオカメラ、銀塩写真用カメラ、デジタルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラなどに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いる撮影光学系は、広画角、高ズーム比のズームレンズであることが要望されている。これらの要求に応え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レンズ群と第３レンズ群を移動させて変倍を行い、第４レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動の補正を行うとともに、第４レンズ群でフォーカスを行うリアフォーカス式の４群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４７７７１号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、撮像装置に用いる撮影レンズ系（撮影光学系）には、広画角で高ズーム比(高倍率)であることが強く望まれている。また、撮像素子の高画素化に伴い、より高い光学性能を有していることが要望されている。高い光学性能を得るには、有効画角以外の光束やレンズ面で反射した光束等が撮像面に入射し、フレア光となるのを防止することが重要になってくる。
【０００５】
一般に広画角で高ズーム比のズームレンズはフレア光の発生が多い。このため、フレア光をカットするために光路中に開口径が固定のフレアカット絞りを配置することが行なわれている。
特許文献１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、開口絞りの物体側に開口径が固定のフレアカット絞りを配置している。しかしながらフレアカット絞りでどのようなフレアをカットするのか記述が無く、また、広角端の撮影画角が広画角という点では必ずしも十分とは言えなかった。また、特許文献２に開示されている４群ズームレンズは、第２レンズ群の被写体側と像側、あるいは第３レンズ群の内部にフレアカット絞りを配置している。そしてレンズ群と一体的に移動させる事で全系の小型化を図りつつ広画角を図っている。しかし、ズーミングに際して第１レンズ群が移動しているために望遠端においてレンズ全長が長くなる傾向があった。
【０００６】
本発明は、フレア光を効果的に軽減しつつ、広画角で全体がコンパクトなズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口径が固定のフレアカット絞りを有し、前記フレアカット絞りはズーミングに際して移動し、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をｆ３ｓｔ、前記フレアカット絞りの移動量をＳｓｔとするとき、
１．２＜Ｓｓｔ／ｆ３ｓｔ＜２．０
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】
【０００８】
本発明によれば、フレア光を効果的に軽減しつつ、広画角で全体がコンパクトなズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】実施例１のズームレンズの諸収差図
【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】実施例２のズームレンズの諸収差図
【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】実施例３のズームレンズの諸収差図
【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】実施例４のズームレンズの諸収差図
【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】実施例５のズームレンズの諸収差図
【図１１】実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１２】実施例６のズームレンズの諸収差図
【図１３】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて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、正の屈折力の第４レンズ群を有する。そしてズーミングに際して第１レンズ群が不動で、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群が光軸上を移動する。第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口径が固定のフレアカット絞りを有し、フレアカット絞りはズーミングに際して移動する。
【００１１】
本発明のズームレンズにおいて、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屈折力のあるレンズ群が配置されていても良い。図１は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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）、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。数値実施例１のズームレンズはズーム比９．７１、広角端における撮影画角７０．８２°である。
【００１２】
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である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例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。数値実施例２のズームレンズはズーム比９．７１、広角端における撮影画角７５．２８°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である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例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。数値実施例３のズームレンズはズーム比１３．６８、広角端における撮影画角７０．７８°である。
【００１３】
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である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例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。数値実施例４のズームレンズはズーム比９．７０、広角端における撮影画角７６．５６°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である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例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。数値実施例５のズームレンズはズーム比１１．７１、広角端における撮影画角７５．３°である。
【００１４】
図１１は、本発明の実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例６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。数値実施例６のズームレンズはズーム比９．７１、広角端における撮影画角７５．２６°である。図１３は本発明のズームレンズを搭載するビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００１５】
数値実施例１乃至６のズームレンズは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）で、右方が像側である。レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第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。ＳＰは開口絞り（絞り）であり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置しており、ズーミングに際して固定である。尚、絞りＳＰはズーミングに際して移動しても良い。ＦＣは開口径が固定（不変）のフレアカット絞りであり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に位置しており、ズーミングに際して他のレンズ群とは独立に移動する。
【００１６】
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、デジタルスチルカメラやビデオ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の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。収差図において、球面収差はｄ線，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、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。また、ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角（度）である。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群（第２レンズ群）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。
【００１７】
各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第２レンズ群Ｌ２は像側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は被写体側に非直線的に移動することによってズーミングを行っている。このとき第３レンズ群Ｌ３は、ズーミングによる像面湾曲の変化を補正するために望遠側寄りのズーム位置にて変曲点を持つように曲線を描いて移動している。また、第４レンズ群Ｌ４を物体側に移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。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に関する実線の曲線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変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。
【００１８】
又、望遠端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、第１レンズ群Ｌ１はフォーカスの為には光軸方向に固定であるが、収差補正上必要に応じて移動させてもよい。又、撮影時には、該第３レンズ群Ｌ３の全体または一部は、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、撮影画像を光軸に対して垂直方向に移動させている。これによりズームレンズが振動したときの撮影画像のブレを補正している。
【００１９】
各実施例のズームレンズは、広画角化及び全系のコンパクト化を図っている。ここで広画角化を達成するには第１レンズ群が負のパワーのネガティブリードタイプが有利である。しかしながら、ネガティブリードタイプは、ズーム比（倍率）を上げた際のＦナンバーの落ちが大きくなる。すなわちＦナンバーが大きくなる。特に望遠端においてＦナンバーの落ちが大きくなってくる。そのため、高ズーム比化を達成することが困難である。これに対して物体側から像側へ順に、正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成る４群ズームレンズは高ズーム比化に対するＦナンバーの落ちが少ない。
【００２０】
各実施例のズームレンズでは、ズーミングに際して第２、第４レンズ群を移動させるとともに第３レンズ群も可動とする事で広角側の入射瞳を前玉寄りにして、前玉有効径の増大を抑えつつ広画角化を図っている。具体的には、広角端に比べて前玉有効径を決定する広角側寄りのズーム位置において第３レンズ群Ｌ３が被写体側に位置するように移動させている。また、第３レンズ群Ｌ３に変倍分担を持たせることによって第２レンズ群Ｌ２の変倍分担を減らして、前玉（第１レンズ群Ｌ１）から絞りＳＰまでのスペースを小さくして、前玉有効径の小型化を図っている。また、開口径が固定（不変）のフレアカット絞りＦＣを採用し、ズーミングに際して他のレンズ群と独立に移動することによって、特に広角側のズーム位置において不要光をカットして、全系の小型化と高性能化を図っている。
【００２１】
広角側のズーム位置では、中間像高の下側光線が第２、第３レンズ群間で軸上光束の外側を通るため、コマフレアの発生の原因となる。そのため、広角側のズーム位置で軸上光束径が小さい被写体側にフレアカット絞りＦＣを配置する事で下線フレアを効率よくカットしている。ただし、広角側のズーム位置でフレアカット絞りＦＣを被写体寄り配置し過ぎると不要光をカットすることに対しては好ましいが、画面周辺光量が低下してくる。このため、フレアカット絞りＦＣの光軸方向の位置を適切に設定することが重要となる。具体的には、フレアカット絞りＦＣで軸上光束をカットしてしまうとＦナンバーが落ちてしまうため、フレアカット絞りＦＣは中間像高の下側光線と軸上光束の下側光線が交差する付近に配置する事が画面周辺光量を確保する上でも良い。
【００２２】
各実施例のズームレンズにおいて、広画角化を達成するためには、全系の焦点距離を短くするのが良い。全系の焦点距離を短くするためには、第２レンズ群のパワーを強める必要がある。その際、広角側のズーム位置において像面湾曲や中間像高のコマ収差が多く発生してくる。各実施例では、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に開口径が固定（不変）のフレアカット絞りＦＣを配置することによって不要光をカットしている。そして第３レンズ群Ｌ３をズーミングに際して移動させることによって前玉有効径の小型化を図りつつ広画角なズームレンズを得ている。各実施例では以上の如く構成することにより、広画角かつ高ズーム比でズーム全域にわたりフレア光が少なく高い光学性能を有したコンパクトなズームレンズを得ることができる。各実施例において更に好ましくは次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。
【００２３】
第２レンズ群Ｌ２の広角端と望遠端における横倍率を各々β２ｗ、β２ｔとする。第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を各々ｆ２とする。広角端から望遠端へのズーミングに伴う第３レンズ群Ｌ３と、フレアカット絞りＦＣの移動量を各々ｆ３ｓｔ、Ｓｓｔとする。
【００２４】
ここで、広角端から望遠端へのズーミングに伴う第３レンズ群Ｌ３の移動量ｆ３ｓｔは、広角端と望遠端における第３レンズ群Ｌ３の像面に対する位置の差である。ただし、広角端に比べ望遠端において、第３レンズ群Ｌ３が物体側に位置するときの符号を負とし、像側に位置するときの符号を正とする。フレアカット絞りＦＣの移動量Ｓｓｔについても第３レンズ群Ｌ３と同様である。このとき、
２．０＜β２ｔ／β２ｗ＜６．５    ・・・（１）
３．６＜β３ｔ／β３ｗ＜１０．０  ・・・（２）
−２．２＜ｆ２／ｆｗ＜−１．８    ・・・（３）
１１．０＜ｆ１／ｆｗ＜１４．０    ・・・（４）
１．２＜Ｓｓｔ／ｆ３ｓｔ＜２．０  ・・・（５）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００２５】
条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担に関する。条件式（１）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が減る。このため、広角側において像面湾曲、倍率色収差の補正が容易になる。しかしながら、高ズーム比化を図るためには第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が増加し、第３レンズ群Ｌ３の移動量が増加してレンズ全長が大型化してくる。一方、上限値を上回ると、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が増えるため、ズーミングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大し、前玉有効径が大型化してくる。また、第２レンズ群Ｌ２のパワーが強まるためにズーミングに伴う像面湾曲の変動が大きくなる。
【００２６】
条件式（２）は、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担に関する。条件式（２）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が減るため、高ズーム比化を図るためには第２レンズ群Ｌ２の移動量を増大せねばならない。この結果、前玉有効径が大型化してくる。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が増えるため、絞りＳＰと第３レンズ群Ｌ３の間隔が広がり、特に広角端において上線フレアを抑えるのが困難となる。また、第３レンズ群Ｌ３のズーミングの際の移動量を多く確保しなければならず、この結果レンズ全長が増大してくるので良くない。
【００２７】
条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２のパワーに関し、主にズーム全域において像面湾曲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、第２レンズ群Ｌ２のパワーが弱まるためにズーミングによる像面湾曲の変動が小さくなり光学性能上好ましい。しかしながら、ズーミングの際の第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなるため、レンズ全長が大型化してくる。一方、上限値を上回ると、第２レンズ群Ｌ２のパワーが強まり、ズーミングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動量が減るために前玉有効径が小型化になる。しかしながらズーミングに際して像面湾曲の変動が大きくなるため好ましくない。
【００２８】
条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１のパワー配分に関し、主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（４）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になる。また、望遠端において軸上色収差を補正するのが困難になる。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の移動量が増え、前玉有効径が大型化するため好ましくない。
【００２９】
条件式（５）は、ズーミングに際しての第３レンズ群Ｌ３とフレアカット絞りＦＣの移動量の比に関する。条件式（５）の下限値を下回ると、フレアカット絞りＦＣの移動量が少なくなり、広角側のズーム位置において下線フレアを十分にカットする事が難しくなり、光学性能が劣化してくる。また、第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなりすぎて、レンズ全長が大型化し、また広角側のズーム位置で上線フレアにより光学性能が劣化してくる。一方、上限値を上回ると、フレアカット絞りＦＣの移動量が増えるので、前玉有効径の小型化及び下線フレアのカットが容易になるが、画面周辺光量を確保するのが難しくなる。
【００３０】
開口径が固定のフレアカット絞りＦＣは広角側のズーム位置で被写体側に配置し、広角端から望遠端のズーミングに際して単調に像側あるいは被写体側（物体側）に凸状の軌跡で移動させるのが良い。フレアカット絞りＦＣは、光学性能が劣化する原因となる広角側の中間像高の不要光をカットするために有効である。しかしながら、ズーミングするにつれて中間像高と周辺像高の光路差がなくなる。この為、画面周辺光量を確保する上でも広角端から望遠端へのズーミングと同時にフレアカット絞りＦＣは像側へ移動させるのが好ましい。
【００３１】
より好ましくはフレアカット絞りＦＣはズーミングに際し第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３とは独立に（異なった軌跡で）移動するのが良い。第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３はズーミングに際して増倍に寄与するように、各々像側と被写体側へ移動させている。このため、フレアカット絞りＦＣは画面周辺光量を確保するために第２レンズ群Ｌ２とは独立に像側へ移動させるのが良い。
【００３２】
各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、前玉有効径を小型化している。そしてレンズ系全体を小型化し、更に簡易なレンズ構成にもかかわらず、全ズーム範囲、又、物体距離全般にわたり高い光学性能を得ている。
【００３３】
なお、各数値実施例において、収差補正上更に好ましくは、条件式（１）〜（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３４】
２．２＜β２ｔ／β２ｗ＜６．４          ・・・（１ａ）
３．７＜β３ｔ／β３ｗ＜９．８          ・・・（２ａ）
−２．１５＜ｆ２／ｆｗ＜−１．８５      ・・・（３ａ）
１１．１＜ｆ１／ｆｗ＜１３．８          ・・・（４ａ）
１．２５＜Ｓｓｔ／ｆ３ｓｔ＜１．９５    ・・・（５ａ）
より更に好ましくは、条件式（１ａ）〜（５ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３５】
２．４＜β２ｔ／β２ｗ＜６．３          ・・・（１ｂ）
３．８＜β３ｔ／β３ｗ＜９．６          ・・・（２ｂ）
−２．１＜ｆ２／ｆｗ＜−１．９          ・・・（３ｂ）
１１．２＜ｆ１／ｆｗ＜１３．６          ・・・（４ｂ）
１．３＜Ｓｓｔ／ｆ３ｓｔ＜１．９        ・・・（５ｂ）
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、前玉径を小型化、そしてレンズ系全体を小型化し、更に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。
【００３６】
なお、各実施例のズームレンズは、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。この為、広角側は最大撮影範囲（有効像円径）に対して小さい撮像範囲とし、歪曲収差の補正を行えば、更なる前玉有効径の小型化が容易になる。即ち広角端における有効像円径が望遠端における有効像円径よりも小さいことが良い。
【００３７】
次に各レンズ群のレンズ構成について説明する。以下、各レンズ群のレンズは物体側から像側へ順に配置されているとする。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。各実施例のズームレンズでは全系を小型にするために第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、像側のレンズ面が凹形状の負レンズ、物体側の面が凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズで構成している。各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３つの負レンズで分担し、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】
なお、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。これにより像面湾曲や倍率色収差の発生を抑えつつ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、物体側のレンズ面が凸形状の正レンズより構成している。各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、ズーミングの際の移動量を短くするために第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、特に軸上色収差やコマ収差が多く発生してくる。そこで第３レンズ群Ｌ３を２つの正レンズと１つの負レンズでパワーを分担し、色消し及びコマ収差の低減を行っている。
【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を構成することで全系の薄型化、及び軽量化を図っている。
【００４１】
以下に、実施例１〜６に各々対応する数値実施例１〜６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し、ｒｉは第ｉ番目（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線を基準とした第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。また、数値実施例１〜６では最も像側の２つの面は光学ブロックＧに相当する平面である。非球面形状は光軸からの高さ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。光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８を各々非球面係数とする。このとき、
【００４２】
【数１】
0005555129.tif 000002
【００４３】
なる式で表している。＊は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０−ｘを意味している。ＢＦはバックフォーカスである。尚、各数値実施例において絞りＳＰとフレアカット絞りＦＣを各々１つの群として示している。また最も像側の２つの面（平面）も１つの群として示している。従って全体としては、７つの群より成っているものとして示している。又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。
【００４４】
数値実施例１
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         47.935    1.50   1.84666    23.9           
2         26.133    4.80   1.69680    55.5           
3        151.789    0.18                             
4         30.365    2.47   1.77250    49.6           
5         77.873  (可変)                             
6        102.431    0.70   1.88300    40.8           
7          7.254    3.04                             
8        -77.650    0.60   1.80610    33.3           
9         21.898    1.50                             
10        -18.408    0.60   1.80400    46.6           
11       -126.472    0.04                             
12         25.735    1.82   1.92286    18.9           
13        -39.752  (可変)                             
14フレアーカット絞り∞     (可変)                             
15(絞り)    ∞     (可変)                             
16*         9.840    3.17   1.58313    59.4           
17        -94.650    2.63                             
18         25.958    0.60   1.80518    25.4           
19          9.134    0.82                             
20*        17.145    1.80   1.58313    59.4           
21       -179.309  (可変)                             
22         16.142    3.33   1.51633    64.1           
23        -14.756    1.00   1.84666    23.9           
24        -27.062  (可変)                             
25          ∞       2.38   1.54400    60.0           
26          ∞     (可変)
像面        ∞   
非球面データ
第16面
K =-4.78345e-001  A 4=-4.44470e-005  A 6=-6.51597e-008  A 8=-3.12161e-009  
第20面
K = 4.10582e+000  A 4=-1.45777e-004  A 6=-1.26609e-006  
各種データ
ズーム比      9.71 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.80    18.03    36.86  
Fナンバー      1.85     2.99     3.40  
半画角        35.41     9.44     4.65  
レンズ全長    79.35    79.35    79.35  
BF             9.14    14.61    16.62  
d 5            0.92    18.06    24.17  
d13           13.08     4.03     0.80  
d14           12.47     4.38     1.50  
d15            9.65     2.40     2.24  
d21            3.50     5.28     3.43  
d24            5.93    11.40    13.40  
d26            1.68     1.68     1.68  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      43.80  
2    6      -7.59  
3   14       ∞    
4   15       ∞    
5   16      19.59  
6   22      24.95  
7   25       ∞
【００４５】
数値実施例2
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         42.310    1.70   1.84666    23.9           
2         26.392    5.85   1.65160    58.5           
3        114.346    0.18                             
4         29.827    2.84   1.75500    52.3           
5         68.096  (可変)                             
6        102.562    0.70   1.88300    40.8           
7          7.242    2.88                             
8       -316.537    0.60   1.80610    33.3           
9         21.171    1.59                             
10        -17.306    0.60   1.83481    42.7           
11       1268.231    0.19                             
12         27.172    1.82   1.92286    18.9           
13        -36.944  (可変)                             
14フレアーカット絞り∞     (可変)                             
15(絞り)    ∞     (可変)                             
16*        10.425    3.03   1.58313    59.4           
17        -72.303    2.50                             
18         29.525    0.60   1.80518    25.4           
19          9.811    0.69                             
20*        16.760    1.83   1.58313    59.4           
21       -118.067  (可変)                             
22         18.141    3.36   1.51823    58.9           
23        -12.620    1.00   1.84666    23.9           
24        -21.570  (可変)                             
25          ∞       2.38   1.54400    60.0           
26          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第16面
K =-5.48220e-001  A 4=-3.59009e-005  A 6=-3.47083e-008  A 8=-3.73321e-009  
第20面
K = 3.81603e+000  A 4=-1.52466e-004  A 6=-9.89056e-007  
各種データ
ズーム比      9.71 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.50    16.58    34.00  
Fナンバー      1.85     2.99     3.40  
半画角        37.64    10.26     5.04  
レンズ全長    82.17    82.17    82.17  
BF             8.76    14.54    17.66  
d 5            0.92    18.56    24.85  
d13           13.40     4.11     0.80  
d14           12.83     4.48     1.50  
d15           10.00     2.40     2.24  
d21            4.28     6.10     3.14  
d24            5.54    11.33    14.45  
d26            1.68     1.68     1.68  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      46.99  
2    6      -7.15  
3   14       ∞    
4   15       ∞    
5   16      19.13  
6   22      24.47  
7   25       ∞
【００４６】
数値実施例3
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         43.831    1.50   1.84666    23.9           
2         24.843    4.95   1.69680    55.5           
3        123.760    0.18                             
4         29.043    2.59   1.72000    50.2           
5         74.598  (可変)                             
6        119.287    0.70   1.88300    40.8           
7          7.324    3.00                             
8        -76.430    0.60   1.80610    33.3           
9         35.468    0.86                             
10        -33.821    0.60   1.77250    49.6           
11         29.494    0.43                             
12         18.430    1.80   1.92286    18.9           
13       -119.953  (可変)                             
14フレアーカット絞り∞     (可変)                             
15(絞り)    ∞     (可変)                             
16*        10.720    3.66   1.58313    59.4           
17        -84.606    2.54                             
18         21.814    0.60   1.84666    23.9           
19          9.481    0.92                             
20*        16.084    1.76   1.58313    59.4           
21        344.283  (可変)                             
22         16.502    3.19   1.51742    52.4           
23        -15.078    1.00   1.84666    23.9           
24        -30.175  (可変)                             
25          ∞       2.38   1.54400    60.0           
26          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第16面
K =-3.72205e-001  A 4=-5.19189e-005  A 6=-1.94531e-007  A 8=-1.37706e-009  
第20面
K = 2.69227e+000  A 4=-1.05197e-004  A 6=-4.26669e-007  
各種データ
ズーム比     13.68 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.80    20.51    52.00  
Fナンバー      1.85     2.99     3.40  
半画角        35.39     8.32     3.30  
レンズ全長    82.35    82.35    82.35  
BF             9.81    15.66    16.47  
d 5            0.92    19.79    26.51  
d13           14.24     4.33     0.80  
d14           13.65     4.69     1.50  
d15            9.35     3.23     2.24  
d21            3.50     3.77     3.94  
d24            6.59    12.45    13.26  
d26            1.68     1.68     1.68  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      43.86  
2    6      -7.35  
3   14       ∞    
4   15       ∞    
5   16      20.09  
6   22      27.03  
7   25       ∞
【００４７】
数値実施例4
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         42.792    1.50   1.84666    23.9           
2         25.170    5.05   1.69680    55.5           
3        154.383    0.18                             
4         31.666    2.10   1.77250    49.6           
5         66.931  (可変)                             
6         49.056    0.70   1.88300    40.8           
7          7.183    3.02                             
8         51.578    0.60   1.80610    33.3           
9         12.169    2.00                             
10        -29.366    0.60   1.80400    46.6           
11         49.709    0.17                             
12         17.312    1.85   1.92286    18.9           
13       -130.408  (可変)                             
14フレアーカット絞り∞     (可変)                             
15(絞り)    ∞     (可変)                             
16*        10.326    3.17   1.58313    59.4           
17        -70.871    2.52                             
18         27.526    0.60   1.80518    25.4           
19          9.496    0.73                             
20*        16.776    1.89   1.58313    59.4           
21        -78.312  (可変)                             
22         21.427    3.12   1.48749    70.2           
23        -13.416    1.00   1.84666    23.9           
24        -21.553  (可変)                             
25          ∞       2.38   1.54400    60.0           
26          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第16面
K =-5.42643e-001  A 4=-3.52948e-005  A 6=-1.38456e-007  A 8=-3.21814e-009  
第20面
K = 4.38239e+000  A 4=-1.63504e-004  A 6=-1.34942e-006  
各種データ
ズーム比      9.70 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.80    17.93    36.86  
Fナンバー      1.85     2.99     3.40  
半画角        38.28     9.50     4.65  
レンズ全長    81.05    81.05    81.05  
BF             8.75    14.97    18.07  
d 5            0.92    18.19    24.35  
d13           13.33     4.09     0.80  
d14           12.39     4.36     1.50  
d15            9.84     2.52     2.24  
d21            5.00     6.10     3.27  
d24            5.53    11.75    14.86  
d26            1.68     1.68     1.68  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      45.02  
2    6      -7.29  
3   14       ∞    
4   15       ∞    
5   16      18.50  
6   22      28.80  
7   25       ∞
【００４８】
数値実施例５
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         47.001    1.70   1.84666    23.9           
2         27.239    5.74   1.69680    55.5           
3        129.829    0.18                             
4         30.509    2.82   1.75500    52.3           
5         72.033  (可変)                             
6        104.169    0.70   1.88300    40.8           
7          7.316    2.55                             
8         71.209    0.60   1.80610    33.3           
9         17.933    1.74                             
10        -16.924    0.60   1.81600    46.6           
11        188.776    0.20                             
12         24.496    1.79   1.92286    18.9           
13        -45.604  (可変)                             
14フレアーカット絞り∞     (可変)                             
15(絞り)    ∞     (可変)                             
16*        10.532    3.16   1.58313    59.4           
17        -78.865    2.50                             
18         24.868    0.60   1.80518    25.4           
19          9.676    0.70                             
20*        16.278    1.70   1.58313    59.4           
21        144.561  (可変)                             
22         18.493    3.62   1.51823    58.9           
23        -11.396    1.00   1.84666    23.9           
24        -19.242  (可変)                             
25          ∞       2.38   1.54400    60.0           
26          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第16面
K =-3.59174e-001  A 4=-4.50990e-005  A 6=-2.13965e-007  A 8=-3.16289e-009  
第20面
K = 3.45398e+000  A 4=-1.65946e-004  A 6=-1.09432e-006  
各種データ
ズーム比     11.71 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.50    18.48    41.00  
Fナンバー      1.85     2.99     3.40  
半画角        37.65     9.22     4.18  
レンズ全長    84.25    84.25    84.25  
BF             9.51    15.74    18.40  
d 5            0.92    19.48    26.10  
d13           14.01     4.27     0.80  
d14           13.47     4.65     1.50  
d15           10.91     2.46     2.24  
d21            3.53     5.74     3.30  
d24            6.29    12.53    15.19  
d26            1.68     1.68     1.68  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      46.57  
2    6      -7.26  
3   14       ∞    
4   15       ∞    
5   16      20.39  
6   22      23.72  
7   25       ∞
【００４９】
数値実施例6
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         46.276    1.70   1.84666    23.9           
2         27.213    5.89   1.65160    58.5           
3        147.917    0.18                             
4         30.702    2.89   1.75500    52.3           
5         78.184  (可変)                             
6        109.837    0.70   1.88300    40.8           
7          7.290    2.78                             
8       1210.145    0.60   1.80610    33.3           
9         19.166    1.62                             
10        -20.985    0.60   1.83481    42.7           
11         98.747    0.28                             
12         23.626    1.77   1.94595    18.0           
13        -50.747  (可変)                             
14フレアーカット絞り∞     (可変)                             
15(絞り)    ∞     (可変)                             
16*        10.057    3.23   1.58313    59.4           
17        -92.512    2.50                             
18         26.777    0.60   1.80518    25.4           
19          9.549    0.78                             
20*        17.774    1.77   1.58313    59.4           
21       -163.410  (可変)                             
22         16.685    3.53   1.51633    64.1           
23        -12.040    1.00   1.84666    23.9           
24        -20.828  (可変)                             
25          ∞       2.38   1.54400    60.0           
26          ∞     (可変)                             
像面        ∞   
非球面データ
第16面
K =-3.42706e-001  A 4=-5.31259e-005  A 6=-2.42409e-007  A 8=-2.92697e-009  
第20面
K = 3.06187e+000  A 4=-1.34517e-004  A 6=-4.64413e-007  A 8= 3.25377e-009  
各種データ
ズーム比      9.71 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.50     5.68    34.00  
Fナンバー      1.85     2.22     3.40  
半画角        37.63    27.85     5.04  
レンズ全長    82.43    82.43    82.43  
BF             8.70     9.31    17.64  
d 5            0.92     6.63    24.70  
d13           13.01     6.50     0.80  
d14           13.07    13.87     1.50  
d15           10.00     6.46     2.24  
d21            4.31     7.24     3.13  
d24            5.49     6.09    14.42  
d26            1.68     1.68     1.68  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      46.21  
2    6      -7.11  
3   14       ∞    
4   15       ∞    
5   16      19.60  
6   22      23.21  
7   25       ∞
【００５０】
【表１】
0005555129.tif 000003
【００５１】
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の実施例を図１３を用いて説明する。図１３において、１０はビデオカメラ本体、１１は本発明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憶するメモリ、１４は不図示の表示素子によって表示された被写体像を観察するためのファインダーである。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。尚、本発明のズームレンズはデジタルスチルカメラにも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
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、  ＳＰ…絞り、  ＦＣ…フレアカット絞り  ＩＰ…結像面、  Ｇ…ＣＣＤのフォースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック、  球面収差…実線：ｄ線、２点鎖線：ｇ線、  非点収差…ΔＳ：ｄ線サジタル像面、ΔＭ：ｄ線メリディオナル像面、  歪曲…ｄ線、  倍率色収差…２点鎖線：ｇ線
【図１】
0005555129.tif 000004
【図２】
0005555129.tif 000005
【図３】
0005555129.tif 000006
【図４】
0005555129.tif 000007
【図５】
0005555129.tif 000008
【図６】
0005555129.tif 000009
【図７】
0005555129.tif 000010
【図８】
0005555129.tif 000011
【図９】
0005555129.tif 000012
【図１０】
0005555129.tif 000013
【図１１】
0005555129.tif 000014
【図１２】
0005555129.tif 000015
【図１３】
0005555129.tif 000016