(57)【要約】【課題】  広画角かつ高ズーム比であり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ること。【解決手段】  物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、少なくとも第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際に移動し、第１レンズ群の焦点距離ｆ１、第２レンズ群の焦点距離ｆ２、第３レンズ群の焦点距離ｆ３、広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群の移動量Ｍ２、広角端における第２レンズ群及び第３レンズ群の横倍率β２ｗ及びβ３ｗ、望遠端における第２レンズ群及び第３レンズ群の横倍率β２ｔ及びβ３ｔを各々適切に設定すること。【選択図】  図１
2014026081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、
少なくとも前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群は、ズーミングに際して移動し、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端における前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の横倍率を、それぞれβ２ｗ、β３ｗ、望遠端における前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の横倍率を、それぞれβ２ｔ、β３ｔとしたとき、
０．０８  ＜  ｜ｆ１｜／｜ｆ３｜  ＜  ０．３５
０．１０  ＜  ｆ２／Ｍ２  ＜  ０．６４
１．８０  ＜  （β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）  ＜  ３．７０
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レンズ群の光軸上の厚さをＴ２としたとき、
０．１８  ＜  Ｔ２／Ｍ２  ＜  ０．３４
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】
望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．５０  ＜  ｜ｆ３｜／ｆｔ  ＜  ４．００
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】
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
２．００  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  ８．００
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としたとき、
１．５０  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ５．００
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】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、
３．００  ＜  β２ｔ／β２ｗ  ＜  ６．００
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７】
前記第３レンズ群は、負の屈折力を有する１枚のレンズから成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４レンズ群は、正の屈折力を有する１枚のレンズから成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】
前記第２レンズ群は、少なくとも３枚の正の屈折力のレンズを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
ズーミングに際して、前記第４レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０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る像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【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、特にデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ、放送用カメラ、フィルム用カメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を有するデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いるズームレンズは、全系が小型で、広画角かつ高ズーム比であり、高い光学性能を有していることが要求されている。
【０００３】
こうした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、負、正、負、正の屈折力を有する４つのレンズ群から成る、４群ズームレンズが知られている（特許文献１、２、３）。
【０００４】
特許文献１に記載のズームレンズは、広角端における、３５ｍｍ銀塩カメラでの換算焦点距離２５．５ｍｍ、ズーム比６．７程度である。また、特許文献２に記載のズームレンズは、広角端における、３５ｍｍ銀塩カメラでの換算焦点距離２１．０ｍｍ、ズーム比４．８程度である。特許文献３に記載のズームレンズは、広角端における、３５ｍｍ銀塩カメラでの換算焦点距離３４．５ｍｍ、ズーム比２．９程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８１７８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−５４７２２号公報
【特許文献３】特開２００７−７２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最も物体側に位置するレンズ群が負の屈折力を有するネガティブリード型のズームレンズにおいて、広画角を実現しようとすると、前玉径が増大する。また高ズーム比を実現するためには、各レンズ群の移動量を増やす必要があり、レンズ全長の増大を招く。
【０００７】
広画角で高ズーム比でありながら、レンズ全長の小型化を実現するためには、各レンズ群の屈折力を強め、各レンズ群のレンズの枚数を削減すればよい。しかし、こうしたズームレンズはズーミングに伴う収差の変動が大きくなり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得ることが難しくなる。
【０００８】
ネガティブリード型のズームレンズにおいて、小型で、広画角かつ高ズーム比であり、良好な光学性能を得るためには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することが重要である。
【０００９】
ここで、特許文献１、２、３に記載のズームレンズは、広画角と高ズーム比の両立を十分に実現できていない。
【００１０】
本発明は、広画角かつ高ズーム比であり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、少なくとも第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際に移動し、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端における第２レンズ群及び第３レンズ群の横倍率を、それぞれβ２ｗ、β３ｗ、望遠端における第２レンズ群及び第３レンズ群の横倍率を、それぞれβ２ｔ、β３ｔとしたとき、
０．０８  ＜  ｜ｆ１｜／｜ｆ３｜  ＜  ０．３５
０．１０  ＜  ｆ２／Ｍ２  ＜  ０．６４
１．８０  ＜  （β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）  ＜  ３．７０
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、広画角かつ高ズーム比であり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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、望遠端における収差図
【図１１】本発明における撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成されている。
【００１５】
実施例１では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群は像側に凸状の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群及び第３レンズ群は物体側に移動する。第４レンズ群は、像側に凸状の軌跡を描いて移動した後、物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。
【００１６】
実施例２、３では、広角端から望遠端へのズームミングに際して、第１レンズ群及び第３レンズ群は像側に凸状の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群は物体側に、第４レンズ群は像側に、それぞれ移動する。
【００１７】
実施例４では、広角端から望遠端へのズームミングに際して、第１レンズ群は像側に凸状の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群及び第３レンズ群は物体側に移動する。第４レンズ群は像側に移動する。
【００１８】
実施例５では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群は像側に凸状の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３は物体側に移動し、第４レンズ群は不動である。
【００１９】
図１は実施例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、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比５．６８、開口比２．８８〜６．０８程度のズームレンズである。図３は実施例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。実施例２はズーム比６．６４、開口比２．８８〜６．０８程度のズームレンズである。
【００２０】
図５は実施例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。実施例３はズーム比７．５９、開口比２．８８〜６．０８程度のズームレンズである。図７は実施例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。実施例４はズーム比５．６８、開口比２．８８〜６．０８程度のズームレンズである。
【００２１】
図９は実施例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。実施例５はズーム比４．７４、開口比２．６４〜６．０６程度のズームレンズである。
【００２２】
図１１は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例のズームレンズはデジタルスチルカメラやビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において左側が物体側で、右側が像側である。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。
【００２３】
各実施例のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４から構成される、ネガティブリード型の４群ズームレンズである。
【００２４】
各実施例において、Ｇは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックであり、ＩＰは像面である。デジタルスチルカメラやビデオカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった固体撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、像面ＩＰはフィルム面に相当する。レンズ断面図中の矢印は、ズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００２５】
球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーである。また実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、点線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）を示している。非点収差図において実線はｄ線におけるサジタル像面、点線はメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図についてはｄ線に対するｇ線の収差を示している。ωは撮像半画角である。なお、以下の各実施例において広角端と望遠端はそれぞれ、機構上の制約の下、変倍用のレンズ群が光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときの各ズーム位置をいう。
【００２６】
各実施例において、ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に配置されている。この開口絞りＳＰの開口径はズーミングの際に一定とすることも、変化させることもできる。開口絞りＳＰの径を変化させることで、広角端において大きく発生する軸外光束による上線コマフレアを最大限カットすることができ、より良好な光学性能を得ることができる。
【００２７】
ＦＰは開口径固定のメカ絞り（フレアーカット絞り）であり、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に設置されている。メカ絞りＦＰは光学性能を劣化させる光線をカットすることができる。このメカ絞りＦＰの径を、望遠端での軸上光線を遮ることのない最大限の大きさに設定することにより、全ズーム領域で軸外光線の上線コマフレアを最大限にカットすることができる。
【００２８】
フォーカシングに関しては、実施例１〜実施例４においては、第４レンズ群Ｌ４が光軸上を移動することでフォーカシングを行うリアフォーカス方式を採用している。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、レンズ断面図中の矢印４ｃに示すように、第４レンズ群Ｌ４を物体側に繰り出すことによって行っている。図中の曲線４ａは、無限遠物体にフォーカスしているときの、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。曲線４ｂは近距離物体にフォーカスしているときの、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。
【００２９】
実施例５では第３レンズ群Ｌ３が光軸上を移動することでフォーカシングを行っている。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、レンズ断面図中の矢印３ｃに示すように、第３レンズ群Ｌ３を像側に移動させることによって行っている。図中の曲線３ａは、無限遠物体にフォーカスしているときの、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。曲線３ｂは近距離物体にフォーカスしているときの、広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示す。
【００３０】
第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をそれぞれｆ１、ｆ２、ｆ３、広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｌ２の移動量をＭ２とする。ここで移動量とは、広角端と望遠端における各レンズ群の光軸上での位置の差であり、移動量の符号は広角端に比べて望遠端で物体側に位置するときを正とする。
【００３１】
また、広角端における第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３の横倍率をそれぞれβ２ｗ、β３ｗとし、望遠端における第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３の横倍率をそれぞれβ２ｔ、β３ｔとする。このとき、各実施例は、
０．０８  ＜  ｜ｆ１｜／｜ｆ３｜  ＜  ０．３５                      …（１）
０．１０  ＜  ｆ２／Ｍ２  ＜  ０．６４                              …（２）
１．８０  ＜  （β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）  ＜  ３．７０  …（３）
なる条件式を満足している。
【００３２】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３の比を規定したものである。条件式（１）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１の絶対値｜ｆ１｜が大きくなると、像面湾曲や非点収差に関しては容易に補正することができる。一方で、広画角を実現するためには、第１レンズ群Ｌ１の口径を大きくする必要が生じるため、好ましくない。また条件式（１）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１の絶対値｜ｆ１｜が小さくなると、広画角は容易に実現できる。一方で、広角端において像面湾曲や非点収差を良好に補正することができなくなるため、好ましくない。
【００３３】
条件式（２）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２と、第２レンズ群Ｌ２のズーミングにおける移動量の比を規定したものである。条件式（２）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が長くなり、第２レンズ群Ｌ２の移動量が小さくなると、高ズーム比を実現することができなくなるため、好ましくない。また条件式（２）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が短くなると、球面収差やコマ収差を良好に補正することができなくなるため、好ましくない。
【００３４】
条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の変倍負担の比を規定したものである。条件式（３）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の変倍比が大きくなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなる。その結果、球面収差やコマ収差が大きく発生してしまうため、好ましくない。また条件式（３）の下限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の変倍比が大きくなると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなる。その結果、像面湾曲が大きく発生してしまうため、好ましくない。
【００３５】
各実施例では上記の如く、条件式（１）、（２）、（３）を満足するように各要素を適切に設定している。これにより、広画角かつ高ズーム比であり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。なお、各実施例において、好ましくは条件式（１）、（２）、（３）の数値範囲を次のようにするのがよい。
０．１０  ＜  ｜ｆ１｜／｜ｆ３｜  ＜  ０．３４                      …（１ａ）
０．２０  ＜  ｆ２／Ｍ２  ＜  ０．６３                              …（２ａ）
２．４０  ＜  （β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）  ＜  ３．６５  …（３ａ）
【００３６】
また、さらに好ましくは条件式（１）、（２）、（３）の数値範囲を次のように設定するのがよい。
０．１２  ＜  ｜ｆ１｜／｜ｆ３｜  ＜  ０．３３                      …（１ｂ）
０．３０  ＜  ｆ２／Ｍ２  ＜  ０．６２                              …（２ｂ）
２．６０  ＜  （β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）  ＜  ３．６０  …（３ｂ）
【００３７】
さらに各実施例において、次の条件式のうち１つ以上を満足することが好ましい。ここで広角端及び望遠端における全系の焦点距離を、それぞれｆｗ、ｆｔとし、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４、第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚さをＴ２とする。ここで、光軸上のレンズ群の厚さとは、各レンズ群において、最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離を示す。このとき、
０．１８  ＜  Ｔ２／Ｍ２  ＜  ０．３４            …（４）
０．５０  ＜  ｜ｆ３｜／ｆｔ  ＜  ４．００        …（５）
２．００  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  ８．００            …（６）
１．５０  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ５．００            …（７）
３．００  ＜  β２ｔ／β２ｗ  ＜  ６．００        …（８）
なる条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
【００３８】
条件式（４）は第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚さと第２レンズ群Ｌ２の移動量の比を規定したものである。条件式（４）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚さが厚くなると、レンズ全長が増大するため、好ましくない。また、条件式（４）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚さが薄くなると、レンズ全長の短縮には有利であるが、球面収差やコマ収差、望遠端における軸上色収差が大きく発生するため、好ましくない。
【００３９】
条件式（５）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３と望遠端における全系の焦点距離ｆｔの比を規定したものである。条件式（５）の上限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３の絶対値｜ｆ３｜が大きくなると、第４レンズ群Ｌ４のフォーカス敏感度が小さくなり、フォーカシングにおける、第４レンズ群Ｌ４の無限遠から至近までの移動量が大きくなる。その結果、フォーカシングに伴う収差の変動が大きくなるため、好ましくない。条件式（５）の下限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３の絶対値｜ｆ３｜が小さくなると、第３レンズ群Ｌ３の移動量が小さくなり、レンズ全長の短縮に有利である。しかし、像面湾曲が大きく発生してしまうため、好ましくない。
【００４０】
条件式（６）は第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４と広角端における全系の焦点距離ｆｗの比を規定したものである。条件式（６）の上限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４が長くなると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が弱まる。その結果、フォーカシングにおける第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きくなり、レンズ全長の増大を招くため、好ましくない。また条件式（６）の下限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４が短くなると、倍率色収差、像面湾曲及び非点収差が大きく発生するため、好ましくない。
【００４１】
条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２と広角端における全系の焦点距離ｆｗの比を規定したものである。条件式（７）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が長くなると、ズーミングにおける第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなるため、好ましくない。また、条件式（７）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が短くなると、球面収差やコマ収差が大きく発生してしまうため、好ましくない。
【００４２】
条件式（８）は第２レンズ群Ｌ２の変倍比を規定したものである。条件式（８）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍比が大きくなると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎることにより、像面湾曲が大きく発生してしまうため、好ましくない。また、条件式（８）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍比が小さくなると、高ズーム比を実現するために、第３レンズ群Ｌ３の変倍比が大きくなる。その結果、第３レンズ群Ｌ３において、像面湾曲が大きく発生してしまうため、好ましくない。
【００４３】
なお、好ましくは条件式（４）から条件式（８）の数値範囲を次の如く設定するのがよい。
０．１９  ＜  Ｔ２／Ｍ２  ＜  ０．３３        …（４ａ）
０．７０  ＜  ｜ｆ３｜／ｆｔ  ＜  ３．８０    …（５ａ）
３．００  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  ７．６０        …（６ａ）
１．９０  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ４．２０        …（７ａ）
３．３０  ＜  β２ｔ／β２ｗ  ＜  ５．５０    …（８ａ）
【００４４】
また、さらに好ましくは条件式（４）から条件式（８）の数値範囲を次の如く設定すると、各条件式がもたらす効果を最大限に得られる。
０．２１  ＜  Ｔ２／Ｍ２  ＜  ０．３２        …（４ｂ）
０．９０  ＜  ｜ｆ３｜／ｆｔ  ＜  ３．６０    …（５ｂ）
４．００  ＜  ｆ４／ｆｗ  ＜  ７．２０        …（６ｂ）
２．３０  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ３．４０        …（７ｂ）
３．６０  ＜  β２ｔ／β２ｗ  ＜  ５．００    …（８ｂ）
【００４５】
各実施例では以上のように各要素を構成することにより、広画角かつ高ズーム比であり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。また以上の条件式は任意に複数組み合わせることにより、さらに本発明の効果を高めることができる。
【００４６】
次に各実施例のレンズ構成について説明する。各レンズは特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されている。
【００４７】
第１レンズ群Ｌ１は負レンズ１１、像側の面が凹でメニスカス形状の正レンズ１２の２枚のレンズで構成される。負レンズ１１の物体側及び像側の面を非球面形状とすることで、非点収差や像面湾曲を良好に補正することができる。また、正レンズ１２を、像側の面が凹のメニスカス形状として、軸外主光線に対する屈折力を弱めることにより、非点収差の発生を抑えている。このように、第１レンズ群Ｌ１を２枚のレンズで構成することにより、レンズ全長を短縮することができる。
【００４８】
第２レンズ群Ｌ２は、物体側の面が凸形状の正レンズ２１、物体側の面が凸形状の正レンズ２２、像側の面が凹形状の負レンズ２３、像側の面が凸形状の正レンズ２４の４枚で構成される。
【００４９】
軸上光線は、第１レンズ群Ｌ１を通過する際に発散作用を受け、第２レンズ群Ｌ２において、光軸から最も離れた位置を通るため、第２レンズ群Ｌ２を通過する際に、球面収差が多く発生する。そこで、３枚の正レンズそれぞれに正の屈折力を分担させ、軸上光線に対する屈折力を弱めることにより、球面収差の発生を抑制している。
【００５０】
さらに正レンズ２１の物体側及び像側の面を非球面形状とすることで、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。実施例１から実施例４では、正レンズ２４の像側の面も非球面形状とすることにより、球面収差やコマ収差をより良好に補正することができる。また、正レンズ２２と負レンズ２３を接合レンズとすることにより、軸上色収差を良好に補正することができる。
【００５１】
第３レンズ群Ｌ３は、１枚の負レンズ３１で構成される。負レンズ３１の屈折力を適切に設定することで、第３レンズ群Ｌ３に変倍負担を与えつつ、像面湾曲や非点収差の発生を抑制することができる。また第２レンズ群Ｌ２の変倍負担が減少することにより、第２レンズ群Ｌ２の移動量を減らすことが可能となり、レンズ全長を短縮することができる。また、実施例５では、負レンズ３１の像側の面を非球面形状とすることにより、像面湾曲や非点収差を良好に補正している。
【００５２】
第４レンズ群Ｌ４は１枚の正レンズ４１で構成される。像側の面を非球面形状とすることで、像面湾曲や非点収差を良好に補正することができる。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５４】
本発明の実施例１〜５にそれぞれ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は物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
【００５５】
またｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を非球面係数、面頂点を基準にして光軸からの高さｈの位置における光軸方向の変位をｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００５６】
［数値実施例１］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d        nd        νd
1*     -2940.699    0.70    1.85135    40.1
2*         4.543    2.54
3         10.119    1.43    2.14352    17.8
4         18.277   (可変)
5           ∞     -0.30
6*         6.746    1.77    1.83441    37.3
7*      -557.913    0.20
8          7.155    0.89    1.49700    81.5
9         24.219    0.40    1.92286    20.9
10          4.892    0.99
11        -30.288    1.02    1.55332    71.7
12*        -5.890    0.50
13(絞り)     ∞     (可変)
14         23.136    0.70    1.48749    70.2
15         11.048   (可変)
16         19.158    1.68    1.58313    59.4
17*       -22.200   (可変)
18           ∞      0.80    1.51633    64.1
19           ∞      0.30
像面         ∞
非球面データ
第1面
K = 1.51338e+005  A 4=-1.33516e-004  A 6= 3.51307e-006  A 8=-5.01105e-008  A10= 2.20144e-010
第2面
K =-1.72475e+000  A 4= 9.94393e-004  A 6=-1.46006e-005  A 8= 3.45252e-007  A10=-6.58326e-009
第6面
K =-2.55243e-001  A 4=-2.33933e-004  A 6=-1.78897e-005  A 8= 1.09226e-006  A10=-2.27316e-007
第7面
K = 1.82259e+004  A 4= 4.90919e-004  A 6=-1.22588e-005  A 8= 2.72619e-007  A10=-2.89005e-007
第12面
K = 1.31694e-001  A 4=-6.89502e-005  A 6=-3.61680e-005  A 8= 7.53195e-007  A10= 1.75191e-007
第17面
K = 6.83058e+000  A 4= 6.15048e-004  A 6=-3.47958e-005  A 8= 1.53231e-006  A10=-2.54684e-008
各種データ
ズーム比      5.68
広角     中間     望遠
焦点距離       3.31    11.16    18.80
Fナンバー      2.88     4.48     6.08
画角          44.91    19.14    11.65
像高           3.30     3.88     3.88
レンズ全長    35.50    31.12    39.51
BF             4.72     4.71     3.49
d 4           16.15     1.98     0.58
d13            0.62     8.44     6.39
d15            1.50     3.48    16.52
d17            3.89     3.88     2.66
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      -8.77
2    6       9.11
3   14     -44.21
4   16      17.90
【００５７】
［数値実施例２］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r         d        nd       νd
1*     -1031.421     0.70    1.85135    40.1
2*         4.943     2.17
3          9.939     1.36    2.14352    17.8
4         17.376    (可変)
5           ∞      -0.30
6*         6.799     1.55    1.83441    37.3
7*      -453.322     0.20
8          7.637     0.79    1.49700    81.5
9         22.491     0.40    1.92286    20.9
10          5.112     1.39
11        -27.962     1.08    1.55332    71.7
12*        -5.989     0.50
13(絞り)     ∞      (可変)
14         28.990     0.70    1.48749    70.2
15          9.610    (可変)
16         18.286     1.60    1.58313    59.4
17*       -27.971    (可変)
18           ∞       0.80    1.51633    64.1
19           ∞       0.15
像面         ∞
非球面データ
第1面
K = 1.09450e+004  A 4=-1.78649e-004  A 6= 4.76695e-006  A 8=-5.81082e-008  A10= 1.63519e-010
第2面
K =-1.66170e+000  A 4= 6.90500e-004  A 6=-8.94445e-006  A 8= 3.79940e-007  A10=-7.88288e-009
第6面
K =-1.58905e-001  A 4=-1.80379e-004  A 6=-1.24607e-005  A 8= 2.12461e-006  A10=-2.53426e-007
第7面
K =-5.62061e+003  A 4= 5.47945e-004  A 6=-2.95637e-006  A 8= 1.50545e-006  A10=-2.79103e-007
第12面
K = 2.65453e-001  A 4= 2.07077e-005  A 6=-1.71189e-005  A 8=-2.30352e-007  A10=-2.07492e-008
第17面
K = 7.54993e+000  A 4= 4.81429e-004  A 6=-2.33259e-005  A 8= 8.92141e-007  A10=-1.64612e-008
各種データ
ズーム比      6.64
広角     中間     望遠
焦点距離       3.69    13.34    24.50
Fナンバー      2.88     4.48     6.08
画角          41.80    16.20     8.99
像高           3.30     3.88     3.88
レンズ全長    36.89    31.75    41.08
BF             5.62     5.20     2.50
d 4           17.30     1.66     0.50
d13            0.83    11.20    10.16
d15            1.01     1.55    15.79
d17            4.94     4.52     1.82
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      -9.44
2    6       9.36
3   14     -29.84
4   16      19.21
【００５８】
［数値実施例３］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d       nd        νd
1*      2195.565    0.70    1.85135    40.1
2*         5.129    2.01
3          9.479    1.33    2.14352    17.8
4         15.019   (可変)
5          ∞      -0.30
6*         7.341    1.37    1.83441    37.3
7*      -382.789    0.20
8          7.941    0.91    1.49700    81.5
9         22.097    0.40    1.92286    20.9
10          5.617    1.42
11        -30.078    1.43    1.55332    71.7
12*        -5.989    0.50
13(絞り)    ∞      (可変)
14         22.993    0.70    1.48749    70.2
15         10.159   (可変)
16         21.763    1.19    1.58313    59.4
17*       -44.663   (可変)
18          ∞       0.80    1.51633    64.1
19          ∞       0.15
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 8.03100e+004  A 4=-1.64963e-004  A 6= 5.00002e-006  A 8=-6.26357e-008  A10= 1.54605e-010
第2面
K =-1.61511e+000  A 4= 6.44909e-004  A 6=-5.47708e-006  A 8= 3.80485e-007  A10=-8.85160e-009
第6面
K =-8.89237e-002  A 4=-1.09972e-004  A 6=-1.34016e-005  A 8= 4.05189e-006  A10=-2.42490e-007
第7面
K =-4.30380e+003  A 4= 5.56288e-004  A 6= 4.31269e-006  A 8= 3.57881e-006  A10=-2.67015e-007
第12面
K = 1.69193e-001  A 4= 7.82251e-005  A 6=-1.43132e-005  A 8=-4.72279e-009  A10=-1.41239e-008
第17面
K = 3.40482e+000  A 4= 6.61804e-004  A 6=-4.58632e-005  A 8= 2.01709e-006  A10=-3.53515e-008
各種データ
ズーム比      7.59
広角     中間     望遠
焦点距離       3.69    14.53    28.00
Fナンバー      2.88     4.48     6.08
画角          41.80    14.93     7.88
像高           3.30     3.88     3.88
レンズ全長    37.20    32.32    42.69
BF             5.54     4.89     1.19
d 4           17.69     1.51     0.57
d13            1.15    11.72     9.25
d15            0.77     2.15    19.63
d17            4.87     4.22     0.51
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      -9.37
2    6       9.23
3   14     -29.45
4   16      20.90
【００５９】
［数値実施例４］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d       nd          νd
1*     -1608.768    0.70    1.85135     40.1
2*         4.359    2.70
3         10.245    1.65    2.14352     17.8
4         18.593   (可変)
5          ∞      -0.30
6*         6.746    1.82    1.83441     37.3
7*     -1172.466    0.20
8          7.147    0.85    1.49700     81.5
9         22.087    0.40    1.92286     20.9
10          4.879    0.93
11        -31.266    1.21    1.55332     71.7
12*        -5.890    0.50
13(絞り)    ∞      (可変)
14         19.517    0.70    1.48749     70.2
15         11.527   (可変)
16         18.771    1.52    1.58313     59.4
17*       -19.030   (可変)
18          ∞       0.80    1.51633     64.1
19          ∞       0.30
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 3.86437e+004  A 4=-1.33554e-004  A 6= 3.44942e-006  A 8=-4.47109e-008  A10= 1.96455e-010
第2面
K =-1.69812e+000  A 4= 1.02927e-003  A 6=-1.96651e-005  A 8= 4.59765e-007  A10=-6.47461e-009
第6面
K =-4.62797e-001  A 4=-2.35353e-004  A 6=-2.00046e-005  A 8= 8.72034e-007  A10=-2.05809e-007
第7面
K =-4.36581e+004  A 4= 3.56471e-004  A 6=-1.23589e-005  A 8= 1.47315e-008  A10=-2.78856e-007
第12面
K =-4.99141e-002  A 4=-1.25999e-004  A 6=-3.96474e-005  A 8= 2.04194e-007  A10= 5.54155e-009
第17面
K =-1.18736e+001  A 4= 7.37770e-004  A 6=-4.66081e-005  A 8= 1.39960e-006  A10=-1.10818e-008
各種データ
ズーム比      5.68
広角     中間     望遠
焦点距離       2.99    10.41    16.99
Fナンバー      2.88     4.48     6.08
画角          47.82    20.42    12.85
像高           3.30     3.88     3.88
レンズ全長    35.71    31.87    40.87
BF             4.23     3.62     2.38
d 4           16.19     2.23     1.11
d13            0.98     7.41     0.88
d15            1.43     5.72    23.61
d17            3.40     2.79     1.56
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      -8.30
2    6       9.11
3   14     -59.47
4   16      16.45
【００６０】
［数値実施例５］
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r        d        nd        νd
1*      7931.707    0.70    1.85135    40.1
2*         4.748    2.40
3         10.263    1.84    2.00272    19.3
4         22.750   (可変)
5          ∞      -0.30
6*         5.976    1.04    1.83441    37.3
7*      -520.452    0.20
8          8.017    0.99    1.48749    70.2
9         21.895    0.40    1.92286    20.9
10          4.666    1.10
11        -48.434    1.17    1.49700    81.6
12         -6.327    0.50
13(絞り)    ∞      (可変)
14         20.015    0.70    1.55332    71.7
15*         9.415   (可変)
16         41.575    1.70    1.69350    53.2
17*       -16.392   (可変)
18          ∞       0.80    1.51633    64.1
19          ∞       0.37
像面        ∞
非球面データ
第1面
K =-2.66164e+008  A 4=-1.46064e-004  A 6= 2.06002e-006  A 8=-2.40403e-008  A10= 8.95462e-011
第2面
K =-1.66859e+000  A4= 8.20033e-004  A6=-1.36456e-005  A8= 2.16098e-007  A10=-2.91151e-009
第6面
K =-1.58098e-001  A4=-1.99139e-004  A6=-1.27164e-005  A8= 5.10984e-007  A10=-2.37163e-007
第7面
K = 2.64628e+004  A4= 5.29524e-004  A 6=-4.85648e-006  A 8=-2.01550e-006  A10=-4.68416e-008
第15面
K = 9.30130e-001  A4=-7.71205e-005  A6= 1.15354e-005  A8= 1.65565e-007  A10=-4.80658e-008
第17面
K = 1.15001e+000  A4= 3.64953e-004  A6=-1.87223e-005  A8= 4.07414e-007  A10=-2.90444e-009
各種データ
ズーム比      4.74
広角     中間     望遠
焦点距離       3.69    11.00    17.48
Fナンバー      2.64     4.28     6.06
画角          41.81    19.41    12.50
像高           3.30     3.88     3.88
レンズ全長    36.49    30.17    36.18
BF             4.60     4.60     4.60
d 4           16.76     2.55     0.66
d13            1.13     7.81     7.60
d15            1.57     2.79    10.89
d17            3.70     3.70     3.70
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      -9.61
2    6       9.21
3   14     -32.90
4   16      17.16
【００６１】
【表１】
2014026081.tif 000003
【００６２】
本発明の撮像装置は、上記のいずれかのズームレンズとともに、歪曲収差と倍率色収差のどちらか、もしくは両方を電気的に補正する回路を有していても良い。このようにズームレンズの歪曲収差等を許容することができる構成にすれば、ズームレンズ全体のレンズ枚数を少なくし、小型化が容易になる。また倍率色収差を電気的に補正することにより、撮影した画像の色にじみを軽減し、解像力の向上を図ることが容易になる。
【００６３】
次に、本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施例について、図１１を用いて説明する。図１１において、５０はカメラ本体、５１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。５２は撮影光学系５１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。また、５４は固体撮像素子５２上に形成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デジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、広画角かつ高ズーム比で、高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００６４】
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
ＦＰ  メカ絞り
ＳＰ  開口絞り
ＧＢ  ガラスブロック
ＩＰ  像面
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
Ｆｎｏ  Ｆナンバー
ω  半画角
ΔＳ  サジタル像面
ΔＭ  メリディオナル像面
【図１】
2014026081.tif 000004
【図２】
2014026081.tif 000005
【図３】
2014026081.tif 000006
【図４】
2014026081.tif 000007
【図５】
2014026081.tif 000008
【図６】
2014026081.tif 000009
【図７】
2014026081.tif 000010
【図８】
2014026081.tif 000011
【図９】
2014026081.tif 000012
【図１０】
2014026081.tif 000013
【図１１】
2014026081.tif 000014