(57)【要約】    【課題】  全系が小型で高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズを得ること。    【解決手段】物体側から像側へ順に、正の第１、負の第２、正の第３、正の第４レンズ群で構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１、第２レンズ群との間隔が広がり、第２、第３レンズ群との間隔が狭まり、第３、第４レンズ群との間隔が広がるように各レンズ群が移動するズームレンズであり、第１、第２、第３レンズ群はいずれも１つの正レンズと１つの負レンズより構成されており、第１レンズ群の負レンズの材料、第２レンズ群の正レンズの材料、第３レンズ群の負レンズの材料のアッベ数を順にν１ｎ、ν２ｐ、ν３ｎを各々適切に設定すること。【選択図】    図１
2014032237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、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、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が広がるように各レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群はいずれも１つの正レンズと１つの負レンズより構成されており、
前記第１レンズ群の負レンズの材料、前記第２レンズ群の正レンズの材料、前記第３レンズ群の負レンズの材料のアッベ数を順にν１ｎ、ν２ｐ、ν３ｎとするとき、アッベ数ν１ｎ、アッベ数ν２ｐ、アッベ数ν３ｎはいずれも正の値であり、
（ν１ｎ＋ν２ｐ＋ν３ｎ）／３＜１９．４
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】
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の移動量をそれぞれＭ１、Ｍ３とするとき、
０．７＜Ｍ３／Ｍ１＜１．６
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１レンズ群の負レンズ、前記第２レンズ群の正レンズ、前記第３レンズ群の負レンズの材料の屈折率を順にＮ１ｎ、Ｎ２ｐ、Ｎ３ｎとするとき、
１．９５＜（Ｎ１ｎ＋Ｎ２ｐ＋Ｎ３ｎ）／３
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の正レンズ、前記第２レンズ群の負レンズ、前記第３レンズ群の正レンズの材料のアッベ数を順にν１ｐ、ν２ｎ、ν３ｐとするとき、
４０．０＜（ν１ｐ＋ν２ｎ＋ν３ｐ）／３
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】
前記第１レンズ群の正レンズ、前記第２レンズ群の負レンズ、前記第３レンズ群の正レンズの材料の屈折率を順にＮ１ｐ、Ｎ２ｎ、Ｎ３ｐとするとき、
１．７８＜（Ｎ１ｐ＋Ｎ２ｎ＋Ｎ３ｐ）／３
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、
５．００＜ｆ１／ｆｗ＜１２．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−２．１０＜ｆ２／ｆｗ＜−１．００
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、
１．６０＜ｆ３／ｆｗ＜２．４０
なる条件式を満足す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とするとき、
３．００＜ｆ４／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８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第１レンズ群の負レンズの焦点距離をｆ１ｎ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
−３．５０＜ｆ１ｎ／ｆ１＜−１．５０
なる条件式を満足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】
前記第２レンズ群の正レンズの焦点距離をｆ２ｐ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
−２．７０＜ｆ２ｐ／ｆ２＜−０．８０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第３レンズ群の負レンズの焦点距離をｆ３ｎ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、
−１．７０＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３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、例えばビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように固体撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等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、放送用カメラ、監視カメラ、そして銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置は装置全体が小型化されている。そしてそれに用いる撮影光学系としてレンズ全長が短く、コンパクトで高ズーム比であること、しかも高解像力のズームレンズであること等が要求されている。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レンズ群からなる４群ズームレンズが知られている。
【０００３】
一般にズームレンズにおいて全系の小型化を図りつつ、高解像力化を図るには軸上色収差と倍率色収差等の色収差を良好に補正すること、即ち色消しを良好に行うことが必要となる。ズームレンズにおいて軸上色収差と倍率色収差のズーミングに際しての変動を抑えるためには、各レンズ群単独で色消しを行うことが必要となる。そのため、多くのズームレンズではレンズ群を異なる材料よりなる正レンズと負レンズの１以上のレンズで構成している。
【０００４】
前述した４群ズームレンズにおいて、第１、第２、第３レンズ群を１つの正レンズと１つの負レンズの色消しに必要な最小の２つのレンズで構成し、変倍分担が少ない第４レンズ群を１つの正レンズで構成したズームレンズが知られている（特許文献１）。特許文献１ではズーミングに際し全レンズ群が移動する。ズーム比４．８程度のズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５２１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した屈折力配置のレンズ群よりなる４群ズームレンズにおいて各レンズ群を２つ以下のレンズより構成すればレンズ全長（全系）の小型化が容易となる。しかしながらこの４群ズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、ズーム比７以上の高ズーム比化を図ろうとすると、軸上色収差と倍率色収差等の色収差のズーミングに際しての変動が大きくなってくる。
【０００７】
前述した屈折力配置の４群ズームレンズにおいて、高ズーム比を図りつつ、ズーミングに際しての色収差の変動を軽減し、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。例えば各レンズ群のレンズ枚数、屈折力、ズーミングに際してのレンズ群の移動量、レンズに用いる材料等を適切に設定することが重要になってくる。特に第１、第２、第３レンズ群を構成する各レンズの材料を適切に設定しないとズーミングに際して色収差の変動が増大し、高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【０００８】
本発明は、全系が小型で高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有した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】
【０００９】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、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、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が広がるように各レンズ群が移動するズームレンズであって、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群はいずれも１つの正レンズと１つの負レンズより構成されており、前記第１レンズ群の負レンズの材料、前記第２レンズ群の正レンズの材料、前記第３レンズ群の負レンズの材料のアッベ数を順にν１ｎ、ν２ｐ、ν３ｎとするとき、アッベ数ν１ｎ、アッベ数ν２ｐ、アッベ数ν３ｎはいずれも正の値であり、
（ν１ｎ＋ν２ｐ＋ν３ｎ）／３＜１９．４
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、全系が小型で物体距離全般にわたり高い光学性能が得られ、しかも撮影倍率０．５倍を超える高撮影倍率が容易なマクロ撮影機能を有するズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）  実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠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】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）  実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠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】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）  実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠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】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）  実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠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】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）  実施例５の広角端、中間のズーム位置、望遠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】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは物体側から像側へ順に、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ている。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が広がるように各レンズ群が移動する。
【００１３】
図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施例１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７．８１、開口比３．５５〜８．００程度のズームレンズである。
【００１４】
図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠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７．７６、開口比３．５１〜８．００程度のズームレンズである。
【００１５】
図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠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７．５７、開口比３．６０〜８．００程度のズームレンズである。
【００１６】
図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠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９．４２、開口比３，１４〜８．００程度のズームレンズである。
【００１７】
図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施例５の広角端、中間のズーム位置、望遠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７．６８、開口比３，８０〜７．６５程度のズームレンズである。図１１は本発明のズームレンズを備える撮像装置の要部概略図である。
【００１８】
各実施例のズームレンズはビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。尚、各実施例のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００１９】
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。また、ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶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る。
【００２０】
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチ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）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。収差図において、球面収差図における実線はｄ線、二点鎖線はｇ線を表す。非点収差図において実線はメリディオナル像面、破線はサジタル像面を表す。倍率色収差はｇ線を表す。
【００２１】
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、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が広がり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が狭まる。更に、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が広がるように各レンズ群が移動している。
【００２２】
具体的に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Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３は物体側に移動する。第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌跡で移動する。第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸状の軌跡で移動する。ズーミングに際して以上のように各レンズ群を移動させることで全系の小型化を図りつつ、高ズーム比を得ている。
【００２３】
開口絞りＳＰは、光軸方向に関して、第３レンズ群Ｌ３内に配置している。開口絞りＳＰをこのように第３レンズ群Ｌ３中に配置することにより望遠端における第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が詰められる。このため、ズーミングのための第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔変化量を十分確保することができる。これにより高ズーム比のズームレンズを達成している。
【００２４】
尚、各実施例において開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３内に限定されるものではなく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間、もしくは第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間において第３レンズ群Ｌ３に比較的近い位置であればよい。
【００２５】
各実施例のズームレンズでは各レンズ群を少ないレンズ枚数として全系の小型化、軽量化を図っている。第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとを接合した接合レンズからなる。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズからなる。第３レンズ群Ｌ３は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズからなる。第４レンズ群Ｌ４は１つの正レンズからなる。
【００２６】
第１レンズ群Ｌ１の正レンズ、第２レンズ群Ｌ２の負レンズ、第３レンズ群Ｌ３の正レンズ、第４レンズ群Ｌ４の正レンズにはいずれも低分散材料を用いて色収差の発生を低減している。さらに第１レンズ群Ｌ１の負レンズ、第２レンズ群Ｌ２の正レンズ、第３レンズ群Ｌ３の負レンズには高分散材料を用いて各レンズ群内で色消し（色収差の補正）を行っている。第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３は色消しに必要な最低限のレンズ枚数で構成している。これにより各レンズ群の小型、軽量化を図っている。
【００２７】
ここでレンズ全長の短縮のために各レンズ群の屈折力を強めようとすると各レンズ群を構成するレンズの屈折力を強める必要がある。レンズの屈折力を強め過ぎると球面収差、コマ収差、像面湾曲等が増大してくる。そこで各実施例のズームレンズでは第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３のレンズにアッべ数が非常に小さい高分散材料を用いている。これにより第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３の低分散材料よりなるレンズの屈折力の過度の増大を抑えている。これにより球面収差、コマ収差、像面湾曲等の発生を抑制している。
【００２８】
以上のように各実施例のズームレンズでは各レンズ群を少ないレンズ枚数とした上で色消しと球面収差、コマ収差、像面湾曲等の諸収差をバランス良く補正している。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際しては第４レンズＬ４を物体側に移動させている。尚、フォーカシングを第１レンズ群Ｌ１、又は第２レンズ群Ｌ２を移動させて行ってもよい。また各実施例においては任意のレンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させて撮影画像を光軸に対して垂直方向に移動させても良い。即ち手ぶれ補正を行っても良い。
【００２９】
各実施例において、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３はいずれも１つの正レンズと１つの負レンズにより構成されている。第１レンズ群Ｌ１の負レンズの材料、第２レンズ群Ｌ２の正レンズの材料、第３レンズ群Ｌ３の負レンズの材料のアッベ数を順にν１ｎ、ν２ｐ、ν３ｎとする。このとき、アッベ数ν１ｎ、アッベ数ν２ｐ、アッベ数ν３ｎはいずれも正の値である。そして、
（ν１ｎ＋ν２ｐ＋ν３ｎ）／３＜１９．４    ・・・（１）
なる条件式を満足している。
【００３０】
条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１の負レンズ、第２レンズ群Ｌ２の正レンズ、第３レンズ群Ｌ３の負レンズの材料のアッベ数の平均値を規定する。各実施例のズームレンズでは第１レンズ群Ｌ１の負レンズ、第２レンズ群Ｌ２の正レンズ、第３レンズ群Ｌ３の負レンズをいずれも高分散な材料としているためこれらのアッベ数の平均値は小さな値を取る。条件式（１）の上限値を超えてアッベ数の平均値が大きすぎると分散が小さすぎ色消し能力が低下する。この場合色消しを十分行おうとすると各レンズの屈折力が強まり、この結果、球面収差、コマ収差、像面湾曲等が多く発生してくる。
【００３１】
なお第１レンズ群Ｌ１の負レンズ、第２レンズ群Ｌ２の正レンズ、第３レンズ群Ｌ３の負レンズは回折光学素子等の負のアッベ数を有するものではなく、正のアッベ数を有する材料からなる。すなわちアッベ数ν１ｎ、アッベ数ν２ｐ、アッベ数ν３ｎはいずれも正の値である。更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３２】
（ν１ｎ＋ν２ｐ＋ν３ｎ）／３＜１８．５    ・・・（１ａ）
以上のように各実施例によれば、高ズーム比で、全系が小型、軽量としながら色収差が良好に補正された高い光学性能を有したズームレンズが得られる。
【００３３】
各実施例において更に好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。広角端から望遠端へのズーミングにおける第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の移動量をそれぞれＭ１、Ｍ３とする。移動量の符号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するときを正、その逆を負とする。
【００３４】
第１レンズ群Ｌ１の負レンズ、第２レンズ群Ｌ２の正レンズ、第３レンズ群Ｌ３の負レンズの材料の屈折率を順にＮ１ｎ、Ｎ２ｐ、Ｎ３ｎとする。第１レンズ群Ｌ１の正レンズ、第２レンズ群Ｌ２の負レンズ、第３レンズ群Ｌ３の正レンズの材料のアッベ数を順にν１ｐ、ν２ｎ、ν３ｐとする。第１レンズ群Ｌ１の正レンズ、第２レンズ群Ｌ２の負レンズ、第３レンズ群Ｌ３の正レンズの材料の屈折率を順にＮ１ｐ、Ｎ２ｎ、Ｎ３ｐとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。
【００３５】
第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４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の負レンズの焦点距離をｆ１ｎとする。第２レンズ群Ｌ２の正レンズの焦点距離をｆ２ｐとする。第３レンズ群Ｌ３の負レンズの焦点距離をｆ３ｎとする。このとき次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３６】
０．７＜Ｍ３／Ｍ１＜１．６                ・・・（２）
１．９５＜（Ｎ１ｎ＋Ｎ２ｐ＋Ｎ３ｎ）／３  ・・・（３）
４０．０＜（ν１ｐ＋ν２ｎ＋ν３ｐ）／３  ・・・（４）
１．７８＜（Ｎ１ｐ＋Ｎ２ｎ＋Ｎ３ｐ）／３  ・・・（５）
５．００＜ｆ１／ｆｗ＜１２．００          ・・・（６）
−２．１０＜ｆ２／ｆｗ＜−１．００        ・・・（７）
１．６０＜ｆ３／ｆｗ＜２．４０            ・・・（８）
３．００＜ｆ４／ｆｗ＜５．００            ・・・（９）
−３．５０＜ｆ１ｎ／ｆ１＜−１．５０      ・・・（１０）
−２．７０＜ｆ２ｐ／ｆ２＜−０．８０      ・・・（１１）
−１．７０＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．５０      ・・・（１２）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
【００３７】
条件式（２）はズーミングに際しての第３レンズ群Ｌ３の移動量を第１レンズ群Ｌ１の移動量を規定する。各実施例のズームレンズにおいて第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３はともに広角端から望遠端へのズーミングにおいて物体側に移動して変倍作用を得ている。条件式（２）はこれらの変倍作用の分担を適切にする。上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の移動量が第１レンズ群Ｌ１の移動量に対して大きすぎる場合は、第３レンズ群Ｌ３の近傍に配置した開口絞りＳＰの移動量も大きくなる。
【００３８】
開口絞りＳＰの開放絞り径が一定の場合には広角端から望遠端へのズーミングに際してＦナンバーの変化が大きくなり望遠端においてＦナンバーが暗くなるので良くない。下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の移動量が第１レンズ群Ｌ１の移動量に対して小さすぎる場合には変倍作用を第１レンズ群Ｌ１の移動で補う必要がある。この場合は望遠端において第１レンズ群Ｌ１と開口絞りＳＰとの間隔が増大するため軸外光線が第１レンズ群Ｌ１を通過するときの入射高さが高くなる。この結果、前玉有効径が増大してくる。
【００３９】
条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１の負レンズ、第２レンズ群Ｌ２の正レンズ、第３レンズ群Ｌ３の負レンズの材料の屈折率の平均値を規定する。各実施例のズームレンズでは第１レンズ群Ｌ１の負レンズ、第２レンズ群Ｌ２の正レンズ、第３レンズ群Ｌ３の負レンズに高分散材料を用いている。加えて、ある程度大きな屈折率の材料を用いている。下限値を超えて屈折率の平均値が小さすぎると各レンズを所望の屈折力としたときのレンズ厚みが増大し全系の小型化が困難になる。また各レンズから球面収差、コマ収差、像面湾曲等の高次収差が多く発生してくる。
【００４０】
条件式（４）は第１レンズ群Ｌ１の正レンズ、第２レンズ群Ｌ２の負レンズ、第３レンズ群Ｌ３の材料の正レンズのアッベ数の平均値を規定する。各実施例のズームレンズでは第１レンズ群Ｌ１の正レンズ、第２レンズ群Ｌ２の負レンズ、第３レンズ群Ｌ３の正レンズにいずれも低分散な材料を用いているためこれらの材料のアッベ数の平均値は大きな値を取る。
【００４１】
下限値を超えて材料のアッベ数の平均値が小さすぎると分散が大きくなり色収差が多く発生してくる。これに対して各レンズ群に高分散材料のレンズを用いて色消しを行おうとすると高分散材料のレンズの屈折力が増大する。これによりレンズ厚みが増加し全系の小型化が困難になる。また各高分散材料のレンズから球面収差、コマ収差、像面湾曲等が多く発生してくる。
【００４２】
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１の正レンズ、第２レンズ群Ｌ２の負レンズ、第３レンズ群Ｌ３の正レンズの材料の屈折率の平均値を規定する。各実施例のズームレンズでは第１レンズ群Ｌ１の正レンズ、第２レンズ群Ｌ２の負レンズ、第３レンズ群Ｌ３の正レンズの材料の屈折率をある程度大きくしている。下限値を超えて屈折率の平均値が小さすぎると各レンズを所望の屈折力としたときのレンズ厚みが増大し全系の小型化が困難になる。また各レンズにて球面収差、コマ収差、像面湾曲等の高次収差が多く発生してくる。
【００４３】
条件式（６）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離すなわち屈折力を規定する。上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱すぎると広角端から望遠端へのズーミングに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動量が増大し望遠端におけるレンズ全長が長くなり、全系の小型化が困難になる。下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強すぎると第１レンズＬ１より広角側において像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差が多く発生し、望遠側において球面収差が多く発生してくる。
【００４４】
条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離すなわち屈折力を規定する。上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が強すぎると第２レンズ群Ｌ２より広角側において像面湾曲、望遠側において球面収差が多く発生してくる。下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が弱すぎると第２レンズ群Ｌ２の変倍作用が低下し、所望のズーム比を得るのが困難になる。また変倍作用を補うためにズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１の移動量を大きくすると望遠端においてレンズ全長が増大し全系の小型化が困難になる。
【００４５】
条件式（８）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離すなわち屈折力を規定する。上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱すぎると第３レンズ群Ｌ３の変倍作用が低下し、所望のズーム比を得るのが困難になる。また変倍作用を補うためにズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１の移動量を大きくすると望遠端においてレンズ全長が増大し全系の小型化が困難になる。下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強すぎると第３レンズ群Ｌ３より球面収差、コマ収差、軸上色収差等が多く発生してくる。
【００４６】
条件式（９）は第４レンズ群Ｌ４の焦点距離すなわち屈折力を規定する。上限値を超えて第４レンズ群Ｌ４の屈折力が弱すぎるとピント変動を補正する効果が低下し、フォーカシングのための移動量が長くなる。これにより迅速なフォーカシングが困難になる。下限値を超えて第４レンズ群Ｌ４の屈折力が強すぎるとペッツバール和が増大し、ズーム全域で像面湾曲が増大してくる。またレンズ枚数を増やして像面湾曲の発生を抑えようとすると、第４レンズ群Ｌ４のレンズ重量が増大する。このため第４レンズ群Ｌ４を駆動するためのトルクが増大してくるので良くない。
【００４７】
条件式（１０）は第１レンズ群Ｌ１の負レンズの焦点距離すなわち屈折力を規定する。上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の負レンズの屈折力が強すぎると望遠側において球面収差が多く発生してくる。下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の負レンズの屈折力が弱すぎると高分散材料を用いても色収差が補正不足となり色にじみが生じてくるので良くない。
【００４８】
条件式（１１）は第２レンズ群Ｌ２の正レンズの焦点距離すなわち屈折力を規定する。上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の正レンズの屈折力が強すぎると広角側において像面湾曲が増大する。またズーム全域において球面収差、コマ収差が増大してくる。下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の正レンズの屈折力が弱すぎると高分散材料を用いても色収差が補正不足となり色にじみが生じてくるので良くない。
【００４９】
条件式（１２）は第３レンズ群Ｌ３の負レンズの焦点距離すなわち屈折力を規定する。上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の負レンズの屈折力が強すぎるとズーム全域において球面収差、コマ収差が補正過剰となってくる。下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の負レンズの屈折力が弱すぎると高分散材料を用いても色収差が補正不足となり色にじみが生じてくるので良くない。更に好ましくは条件式（２）乃至（１２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００５０】
０．７５＜Ｍ３／Ｍ１＜１．１０              ・・・（２ａ）
１．９５５＜（Ｎ１ｎ＋Ｎ２ｐ＋Ｎ３ｎ）／３  ・・・（３ａ）
４２．０＜（ν１ｐ＋ν２ｎ＋ν３ｐ）／３    ・・・（４ａ）
１．８０＜（Ｎ１ｐ＋Ｎ２ｎ＋Ｎ３ｐ）／３    ・・・（５ａ）
６．００＜ｆ１／ｆｗ＜１１．００            ・・・（６ａ）
−２．００＜ｆ２／ｆｗ＜−１．２０          ・・・（７ａ）
１．７０＜ｆ３／ｆｗ＜２．２０              ・・・（８ａ）
３．５０＜ｆ４／ｆｗ＜４．５０              ・・・（９ａ）
−３．００＜ｆ１ｎ／ｆ１＜−１．８０        ・・・（１０ａ）
−２．５０＜ｆ２ｐ／ｆ２＜−１．００        ・・・（１１ａ）
−１．５０＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．７０        ・・・（１２ａ）
以上のように各実施例によればズーム比７倍以上の高ズーム比を有しかつ各レンズ群が少ないレンズ枚数で全系の小型、軽量化が図られ、かつ色収差が良好に補正されたズームレンズが得られる。
【００５１】
次に本発明の各実施例に対応する数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示す。数値実施例においてｒｉは物体側より順に、第ｉ番目のレンズ面の曲率半径である。ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔である。ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目の材料のガラスのｄ線に対する屈折率、アッベ数である。また部分分散比ΘgFはＣ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率をＮＣ、ＮＦ、Ｎｇとしたとき以下のとおり定義される値である。
【００５２】
ΘｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
又前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、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，A10，A12を各々非球面係数としたとき
【００５３】
【数１】
2014032237.tif 000003
【００５４】
なる式で表している。また、［e+X］は［×10＋ｘ］を意味し、［e-X］は［×10-ｘ］を意味している。ＢＦはレンズ最終面から近軸像面までの距離（バックフォーカス）を空気換算したものである。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を加えたものである。非球面は面番号の後に*を付加して示す。また前述の各条件式と数値実施例における諸数値の関係を表１に示す
【００５５】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         20.262    0.60   1.95906    17.5           
2         16.901    2.20   1.77250    49.6           
3         46.775  (可変)                             
4*       -29.985    0.50   1.88202    37.2           
5*         5.018    1.73                             
6          9.918    1.50   1.95906    17.5           
7         31.311  (可変)                             
8*         4.893    1.40   1.76802    49.2           
9*       -73.386    0.20                             
10(絞り)    ∞       0.00                             
11          6.069    0.45   1.95906    17.5           
12          3.643  (可変)                             
13*         9.338    1.90   1.58313    59.4           
14         50.913  (可変)                             
15          ∞       0.80   1.51633    64.1           
16          ∞       0.5                             
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-3.87526e+001  A 4= 1.27229e-004  A 6=-2.42604e-007  A 8=-6.62701e-009  
第5面
K =-2.52521e-001  A 4=-3.12168e-004  A 6= 5.70972e-006  A 8=-6.24485e-007  
第8面
K =-2.33356e-001  A 4=-7.17512e-005  A 6= 2.44361e-005  A 8= 1.43420e-006  
第9面
K =-1.15562e+002  A 4= 8.59077e-004  A 6= 3.03125e-005  
第13面
K =-6.46961e-001  A 4=-8.66463e-005  A 6= 7.68826e-006  A 8=-1.54286e-007  
各種データ
ズーム比      7.81 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.00    10.30    39.03  
Fナンバー      3.55     4.33     8.00  
半画角（度）   37.78    20.61     5.67  
像高           3.41     3.88     3.88  
レンズ全長    36.75    40.42    59.92  
BF             4.48     5.68     4.05  
d 3            1.00     8.60    19.25  
d 7           14.25     6.55     0.30  
d12            6.55     9.11    25.85  
d14            3.45     4.65     3.02  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      47.79  
2    4      -8.46  
3    8      10.47  
4   13      19.29  
5   15       ∞    
【００５６】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         20.353    0.60   1.95906    17.5           
2         16.850    2.20   1.77250    49.6           
3         45.743  (可変)                             
4*       -31.980    0.50   1.91082    35.3           
5*         5.179    1.76                             
6*        11.324    1.50   2.10205    16.8           
7*        35.751  (可変)                             
8*         4.858    1.40   1.76802    49.2           
9*       -78.293    0.20                             
10(絞り)    ∞       0.00                             
11          6.105    0.45   1.95906    17.5           
12          3.640  (可変)                             
13*         9.149    1.90   1.58313    59.4           
14         43.161  (可変)                             
15          ∞       0.80   1.51633    64.1           
16          ∞       0.5                             
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-3.84668e+001  A 4= 1.21535e-004  A 6=-3.62598e-007  A 8=-8.28182e-009  
第5面
K =-2.60032e-001  A 4=-2.94641e-004  A 6= 6.52148e-006  A 8=-6.01656e-007  
第6面
K = 1.11895e-001  A 4= 1.30321e-005  A 6= 1.75910e-007  A 8=-1.37703e-009  
第7面
K = 1.55038e+000  A 4=-6.01327e-006  A 6=-2.08915e-007  A 8= 6.61034e-009  
第8面
K =-2.16460e-001  A 4=-9.34273e-005  A 6= 2.08791e-005  A 8= 1.45285e-006  
第9面
K =-1.10888e+002  A 4= 8.42939e-004  A 6= 2.97422e-005  
第13面
K =-6.88963e-001  A 4=-7.49650e-005  A 6= 7.58830e-006  A 8=-1.46699e-007  
各種データ
ズーム比      7.76 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.00    10.28    38.81  
Fナンバー      3.51     4.31     8.00  
半画角（度）   37.78    20.65     5.70  
像高           3.41     3.88     3.88  
レンズ全長    36.84    40.59    60.22  
BF             4.49     5.60     3.91  
d 3            1.00     8.70    19.50  
d 7           14.36     6.62     0.30  
d12            6.48     9.16    26.01  
d14            3.46     4.57     2.88  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      49.20  
2    4      -8.61  
3    8      10.50  
4   13      19.51  
5   15       ∞    
【００５７】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         20.063    0.60   2.10205    16.8           
2         17.547    2.20   1.77250    49.6           
3         44.091  (可変)                             
4*       -24.942    0.50   2.00100    29.1           
5*         5.412    1.34                             
6*        10.573    1.50   2.10205    16.8           
7*        62.082  (可変)                             
8*         5.035    1.40   1.76802    49.2           
9*      -156.435    0.20                             
10(絞り)    ∞       0.00                             
11          6.541    0.45   2.10205    16.8           
12          4.211  (可変)                             
13*         9.673    1.90   1.58313    59.4           
14         40.529  (可変)                             
15          ∞       0.80   1.51633    64.1           
16          ∞       0.5                             
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-3.49781e+001  A 4= 1.15285e-004  A 6= 2.53047e-007  A 8= 1.67936e-010  
第5面
K =-1.57958e-001  A 4=-5.86512e-005  A 6= 5.50727e-006  A 8=-5.80481e-007  
第6面
K = 2.47598e-001  A 4= 4.47435e-004  A 6= 4.55723e-006  A 8= 8.48079e-008  
第7面
K =-1.80133e+002  A 4= 4.95597e-004  A 6=-3.49708e-007  A 8= 2.48581e-007  
第8面
K = 2.09888e-001  A 4= 2.16613e-004  A 6= 1.08191e-004  A 8= 6.62561e-006  
第9面
K =-1.57908e+004  A 4= 1.33707e-003  A 6= 2.64240e-004  
第13面
K =-5.76947e-001  A 4=-1.49679e-004  A 6= 9.30477e-006  A 8=-2.01058e-007  
各種データ
ズーム比      7.57 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.15    10.53    38.97  
Fナンバー      3.60     4.39     8.00  
半画角（度）   36.96    20.20     5.68  
像高           3.41     3.88     3.88  
レンズ全長    37.34    40.89    60.22  
BF             4.46     5.71     4.45  
d 3            1.00     8.78    19.70  
d 7           14.91     6.99     0.40  
d12            6.88     9.31    25.58  
d14            3.43     4.68     3.42  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      50.02  
2    4      -8.74  
3    8      10.57  
4   13      21.30  
5   15       ∞    
【００５８】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         20.715    0.60   1.95906    17.5           
2         16.719    2.20   1.77250    49.6           
3         56.074  (可変)                             
4*       -22.280    0.50   1.88202    37.2           
5*         5.105    1.38                             
6          9.431    1.50   1.95906    17.5           
7         32.461  (可変)                             
8*         4.880    1.40   1.76802    49.2           
9*       -72.214    0.20                             
10(絞り)    ∞       0.00                             
11          5.975    0.45   1.95906    17.5           
12          3.641  (可変)                             
13*         8.816    1.90   1.58313    59.4           
14         30.951  (可変)                             
15          ∞       0.80   1.51633    64.1           
16          ∞       0.5                             
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-2.30499e+001  A 4= 1.66035e-004  A 6=-2.93258e-006  A 8= 2.00468e-008  
第5面
K =-3.27553e-001  A 4=-1.37932e-004  A 6= 5.43573e-006  A 8=-6.54340e-007  
第8面
K =-4.90540e-001  A 4= 2.25737e-004  A 6= 4.69788e-005  A 8= 7.02911e-006  
第9面
K =-2.20776e+003  A 4= 2.56638e-004  A 6= 1.53119e-004  
第13面
K =-2.01710e+000  A 4= 2.05507e-004  A 6= 9.67766e-006  A 8=-1.86564e-007  
各種データ
ズーム比      9.42 
広角     中間     望遠
焦点距離       4.84    10.68    45.60  
Fナンバー      3.14     4.03     8.00  
半画角（度）   38.68    19.94     4.86  
像高           3.41     3.88     3.88  
レンズ全長    37.47    40.80    59.79  
BF             3.87     4.47     2.40  
d 3            1.20     8.34    18.30  
d 7           15.38     7.23     0.30  
d12            6.90    10.62    28.66  
d14            2.84     3.44     1.37  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      44.80  
2    4      -8.21  
3    8      10.17  
4   13      20.49  
5   15       ∞    
【００５９】
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         19.269    0.60   2.00272    19.3           
2         15.214    2.70   1.77250    49.6           
3         69.664  (可変)                             
4*       -21.457    0.50   1.91082    35.3           
5*         5.073    1.40                             
6*        10.874    1.40   2.10205    16.8           
7*        29.661  (可変)                             
8*         4.713    1.40   1.76802    49.2           
9*       -64.162    0.20                             
10(絞り)    ∞       0.00                             
11          5.365    0.40   1.95906    17.5           
12          3.445  (可変)                             
13*        11.695    1.60   1.58313    59.4           
14       -170.253  (可変)                             
15          ∞       0.80   1.51633    64.1           
16          ∞       0.5
像面        ∞   
非球面データ
第4面
K =-1.46592e+001  A 4= 1.25222e-005  A 6= 3.77206e-006  A 8=-5.58543e-008  
第5面
K =-3.99089e-001  A 4= 5.96258e-004  A 6= 1.35506e-005  A 8=-3.01591e-007  
第6面
K =-2.00450e-001  A 4= 9.36668e-004  A 6= 7.04621e-006  A 8= 3.79075e-007  
第7面
K =-4.68490e+001  A 4= 7.10043e-004  A 6=-4.15259e-007  A 8= 5.69957e-007  
第8面
K =-3.21595e-001  A 4=-1.32854e-004  A 6= 8.29402e-005  A 8=-1.14795e-006  
第9面
K = 5.27080e+002  A 4= 1.07664e-003  A 6= 1.28405e-004  
第13面
K =-1.11181e+000  A 4=-7.94962e-005  A 6= 7.40885e-006  A 8=-1.71307e-007  
各種データ
ズーム比      7.68 
広角     中間     望遠
焦点距離       5.05     9.97    38.80  
Fナンバー      3.80     4.23     7.65  
半画角（度）   37.50    21.24     5.70  
像高           3.41     3.88     3.88  
レンズ全長    34.23    35.82    52.23  
BF             3.84     6.67     3.93  
d 3            1.00     7.44    16.33  
d 7           12.22     5.36     0.35  
d12            6.97     6.16    21.41  
d14            2.81     5.64     2.91  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      37.24  
2    4      -7.08  
3    8       9.23  
4   13      18.83  
5   15       ∞    
【００６０】
【表１】
2014032237.tif 000004
【００６１】
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を図１１を用いて説明する。図１１において、２０はカメラ本体、２１は実施例１乃至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。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１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。２３は固体撮像素子２２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メモリである。
【００６２】
２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。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、高変倍比を有し小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。本発明のズームレンズはクイックリターンミラーのないミラーレスのカメラにも適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
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】
2014032237.tif 000005
【図２】
2014032237.tif 000006
【図３】
2014032237.tif 000007
【図４】
2014032237.tif 000008
【図５】
2014032237.tif 000009
【図６】
2014032237.tif 000010
【図７】
2014032237.tif 000011
【図８】
2014032237.tif 000012
【図９】
2014032237.tif 000013
【図１０】
2014032237.tif 000014
【図１１】
2014032237.tif 000015