(57)【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、正の屈折力の第３レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１１レンズ、正の屈折力の第１２レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、物体側の面が凸形状の正レンズと像側の面が凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、正レンズからなり、
前記第１１レンズの材料のアッベ数をνｄ１１、部分分散比をθｇＦ１１、前記第１２レンズの材料のアッベ数をνｄ１２、部分分散比をθｇＦ１２、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、前記第１１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１１ａ、前記第１１レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ１１ｂとするとき、
−０．６＜ｆ１／ｆＴ＜−０．１
−０．０２０＜（θｇＦ１１−θｇＦ１２）／（νｄ１１−νｄ１２）＜−０．００４
１５＜νｄ１１−νｄ１２＜４０
０．７５＜（Ｒ１１ａ−Ｒ１１ｂ）／（Ｒ１１ａ＋Ｒ１１ｂ）＜１．００
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２】
前記第１１レンズの材料の屈折率をＮｄ１１、前記第１２レンズの材料の屈折率をＮｄ１２とするとき、
１．９０＜（Ｎｄ１１＋Ｎｄ１２）／２＜２．３０
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１１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１１ａ、前記第１２レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ１２ｂとするとき、
０．４０＜（Ｒ１１ａ−Ｒ１２ｂ）／（Ｒ１１ａ＋Ｒ１２ｂ）＜０．８０
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３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．３＜｜ｆ１｜／ｆ３＜０．５
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２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
０．９＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．２
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とするとき、０．２５＜ｆ２／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１１レンズは、物体側の面が凸でメニスカス形状のレンズであり、前記第１２レンズは、物体側の面が凸でメニスカス形状のレンズであ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レンズ群は、１枚の正レンズより構成され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】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像側に凸状の軌跡を描いて移動し、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、前記第３レンズ群は像側に移動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３レンズ群の像側に、正の屈折力の第４レンズ群を有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およ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】
最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置は、小型化及び高機能化され、それに用いる撮影光学系には、広画角、高ズーム比で全系が小型のズームレンズであることが求められている。全系が小型で広画角のズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力のレンズ群を配置した、ネガティブリード型のズームレンズが知られている。
【０００３】
ネガティブリード型のズームレンズは、広角端において広い撮影画角を得るのが容易で、しかも最も物体側の負の屈折力のレンズ群の小型化によってズームレンズ全体の小型化が容易となる。ネガティブリード型のズームレンズとして、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、および正の屈折力の第３レンズ群を有する３群ズームレンズや４群ズームレンズが知られている（特許文献１乃至３）。
【０００４】
特許文献１乃至３の３群ズームレンズでは、第１レンズ群を負レンズと正レンズより構成し、第２レンズ群を正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、正レンズより構成し、第３レンズ群を正レンズより構成している。この他、ネガティブリード型のズームレンズとして、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、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群よりなる４群ズームレンズが知られている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０４９１８９号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６０８９４号公報
【特許文献３】特開２００８−２５０３３２号公報
【特許文献４】特開２００４−３１８１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ビデオカメラやデジタルカメラ等に用いるズームレンズには、固体撮像素子の高性能化（画素ピッチの微細化）に伴って、小型でかつ高い光学性能を有すること（高解像力であること）が強く要望されている。ズームレンズの高解像力を図る際の１つの方法として、固体撮像素子の感度波長分布（分光感度特性）に合わせて収差補正する方法がある。固体撮像素子が感知する信号は、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各信号によって構成されている。
【０００７】
一般的な固体撮像素子は、ＲＧＢ信号ごとに例えば図１２に示すような感度波長分布を有しており、特にＧ信号帯域の波長において高い感度を有している。したがって、高い解像力を有するズームレンズを実現するには、固体撮像素子の感度が高いＧ信号帯域の波長に相当する、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）〜ｄ線（５８７．５６ｎｍ）の波長範囲において、色収差を良好に補正することが重要になってくる。色収差のうち、特に倍率色収差は画面全体の解像力に大きく影響するため、倍率色収差が全ズーム範囲にわたり、良好に補正されていることが特に重要になってくる。
【０００８】
ネガティブリード型の３群ズームレンズ又は４群ズームレンズにおいて、全系の小型化及び広画角化を図りつつ、倍率色収差を良好に補正し、高い光学性能を得るためには、各レンズ群の構成を適切に設定することが重要になってくる。例えば、第１レンズ群のレンズ構成や第１レンズ群を構成する各レンズの材料（アッベ数、部分分散比）等を適切に設定しないと全系の小型化及び広画角化を図りつつ、高い光学性能を得るのが困難になってくる。これらのことはネガティブリード型の３群ズームレンズや４群ズームレンズに限らず、それ以上のレンズ群を有するネガティブリード型のズームレンズでも同様である。
【０００９】
本発明は、レンズ系全体がコンパクトで、全ズーム範囲中で高い光学性能が得られる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】
【００１０】
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、正の屈折力の第３レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１１レンズ、正の屈折力の第１２レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、物体側の面が凸形状の正レンズと像側の面が凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、正レンズからなり、
前記第１１レンズの材料のアッベ数をνｄ１１、部分分散比をθｇＦ１１、前記第１２レンズの材料のアッベ数をνｄ１２、部分分散比をθｇＦ１２、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、前記第１１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１１ａ、前記第１１レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ１１ｂとするとき、
−０．６＜ｆ１／ｆＴ＜−０．１
−０．０２０＜（θｇＦ１１−θｇＦ１２）／（νｄ１１−νｄ１２）＜−０．００４
１５＜νｄ１１−νｄ１２＜４０
０．７５＜（Ｒ１１ａ−Ｒ１１ｂ）／（Ｒ１１ａ＋Ｒ１１ｂ）＜１．００
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】
【００１１】
本発明によれば、レンズ系全体がコンパクトで、全ズーム範囲中で高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のズームレンズの数値実施例１の広角端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  本発明のズームレンズの数値実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図３】本発明のズームレンズの数値実施例２の広角端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  本発明のズームレンズの数値実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図５】本発明のズームレンズの数値実施例３の広角端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  本発明のズームレンズの数値実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図７】本発明のズームレンズの数値実施例４の広角端におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  本発明のズームレンズの数値実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図９】本発明のズームレンズの数値実施例５の広角端におけるレンズ断面図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  本発明のズームレンズの数値実施例５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
【図１２】固体撮像素子のＲＧＢ信号感度分布
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の好ましい実施の形態を添付の図面に基いて詳細に説明する。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、正の屈折力の第３レンズ群を有している。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔及び第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化する。第３レンズ群の像側にズーミングに際して固定又は移動する正の屈折力の第４レンズ群が配置される場合もある。
【００１４】
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。実施例１はズーム比３．９３、開口比２．８８〜６．０８程度のズームレンズである。
【００１５】
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４．７１、開口比２．８８〜６．０８程度のズームレンズである。
【００１６】
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４．９５、開口比２．８８〜６．０８程度のズームレンズである。
【００１７】
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５．１４、開口比２．８８〜６．０８程度のズームレンズである。
【００１８】
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４．７１、開口比２．８８〜６．０８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デジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。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。
【００１９】
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。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」と呼ぶ）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。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。
【００２０】
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、ｄ、Fは各々ｄ線及びF線、Ｍ、Ｓはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。また、倍率色収差は、ｄ線を基準とした際のＦ線の差分を表している。
【００２１】
ＦnoはＦナンバーである。ωは撮影半画角である。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群Ｌ２）が機構上、光軸上移動可能な両端に位置したときのズーム位置をいう。レンズ断面図において、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。
【００２２】
図１、図３、図５、図７の実施例１乃至４のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。実施例１乃至４のズームレンズでは、広角端から望遠端の位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡の一部を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動して主たる変倍を行っている。
【００２３】
第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。このとき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との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるように各レンズ群が移動している。第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、第２レンズ群Ｌ２の像側に位置し、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する。
【００２４】
各レンズ群においては第２レンズ群Ｌ２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像を光軸に対して垂直方向へ移動させても良い。すなわち、第２レンズ群Ｌ２で防振を行っても良い。図９の実施例５のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第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。
【００２５】
実施例５のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーム位置へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡の一部を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動して主たる変倍を行っている。第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動している。このとき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との間隔が大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が小さくなるように各レンズ群が移動している。
【００２６】
第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、第２レンズ群Ｌ２の像側に位置し、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する。第２レンズ群Ｌ２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像を光軸に対して垂直方向へ移動させても良い。すなわち、第２レンズ群Ｌ２で防振を行っても良い。各レンズ断面図においてＧｉｊは第ｉｊレンズを示す。
【００２７】
各実施例において、第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に負の屈折力の第１１レンズ（負レンズ）Ｇ１１、正の屈折力の第１２レンズ（正レンズ）Ｇ１２の２枚で構成されている。これにより、Ｆ線からｄ線までの波長範囲における倍率色収差を良好に補正しながら、第１レンズ群Ｌ１を必要最低限のレンズ枚数として第１レンズ群Ｌ１の小型化を図っている。
【００２８】
更に第１レンズ群Ｌ１の第１１レンズＧ１１は低分散材料、第１２レンズ１２は高分散材料を用いている。これによりＦ線からｄ線までの波長範囲において色収差の補正のために必要な第１１レンズＧ１１、第１２レンズＧ１２の屈折力を極力緩めて各レンズの厚みを薄くして第１レンズ群Ｌ１を薄型化している。
【００２９】
各実施例において第１１レンズＧ１１の材料のアッベ数をνｄ１１、部分分散比をθｇＦ１１、第１２レンズＧ１２の材料のアッベ数をνｄ１２、部分分散比をθｇＦ１２とする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとする。このとき、
−０．６＜ｆ１／ｆＴ＜−０．１        ・・・（１）
−０．０２０＜（θｇＦ１１−θｇＦ１２）／（νｄ１１−νｄ１２）＜−０．００４                                                          ・・・（２）
１５＜νｄ１１−νｄ１２＜４０        ・・・（３）
なる条件式を満足している。
【００３０】
ここで、材料の部分分散比θｇＦは、ｇ線の屈折率をｎｇ、Ｆ線の屈折率をｎＦ、Ｃ線の屈折率をｎＣとしたとき、θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）で表される量である。条件式（１）〜（３）は、Ｆ線からｄ線までの波長範囲において、主に倍率色収差と像面彎曲を良好に補正するためのものである。
【００３１】
条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１の屈折力の範囲を規定する式である。条件式（１）が上限値を上回ると、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が強くなり過ぎなるため、第１レンズ群Ｌ１より発生する倍率色収差が補正不足となり、広角端においてＦ線の倍率色収差がアンダー側に増大してくる。条件式（１）が下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１より発生するペッツバール和が大きくなりすぎ、広角端において正方向に発生する像面彎曲の補正が困難となる。また、広画角化や高ズーム比化を図るためには、各レンズ群の移動距離を長くする必要があり、この結果、全系が大型化してしまう。
【００３２】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｌ１を構成する第１１レンズＧ１１と第１２レンズＧ１２の材料の部分分散比の差とアッベ数差の比率を規定する式である。条件式（２）が上限値を上回ると、Ｆ線からｄ線までの波長範囲において倍率色収差を補正するのに、第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズ面の曲率半径を小さくする必要がある。この結果、例えば第１１レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径が小さくなり、広角端において像面彎曲が増大してくる。条件式（２）が下限値を下回ると、ｇ線からＦ線までの波長範囲において倍率色収差が悪化してくる。
【００３３】
条件式（３）は、条件式（２）において、更に、第１１レンズＧ１１と第１２レンズＧ１２の材料のアッベ数差を規定するものである。条件式（３）の下限値を下回ると、第１１レンズＧ１１と第１２レンズＧ１２の材料のアッベ数差が小さくなりすぎる。この結果Ｆ線からｄ線までの波長範囲において倍率色収差を補正するために、第１レンズ群Ｌ１内の各レンズ面の曲率半径が小さくなり、広角端において像面彎曲が増大してくる。
【００３４】
条件式（３）が上限値を上回ると、第１１レンズＧ１１に屈折率の低い材料を用いなければならず、第１レンズ群Ｌ１に所望の屈折力を与えるために、レンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎ、倍率色収差の補正が困難となる。条件式（１）乃至（３）を満たすことにより、Ｆ線からｄ線までの波長範囲において倍率色収差と像面彎曲を良好に補正することが容易となる。更に好ましくは、条件式（１）乃至（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３５】
−０．６＜ｆ１／ｆＴ＜−０．２        ・・・（１ａ）
−０．０１０＜（θｇＦ１１−θｇＦ１２）／（νｄ１１−νｄ１２）＜−０．００４                                                          ・・・（２ａ）
１５＜νｄ１１−νｄ１２＜３０        ・・・（３ａ）
さらに、好ましくは条件式（１ａ）乃至（３ａ）の数値範囲を以下のように設定することが望ましい。
【００３６】
−０．６＜ｆ１／ｆＴ＜−０．４        ・・・（１ｂ）
−０．００６＜（θｇＦ１１−θｇＦ１２）／（νｄ１１−νｄ１２）＜−０．０
０４                                                          ・・・（２ｂ）
２０＜νｄ１１−νｄ１２＜３０        ・・・（３ｂ）
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。
【００３７】
第１１レンズＧ１１の材料の屈折率をＮｄ１１、第１２レンズＧ１２の材料の屈折率Ｎｄ１２とする。第１１レンズＧ１１の物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１１ａ，第１１レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ１１ｂとする。第１２レンズＧ１２の像側のレンズ面の曲率半径をＲ１２ｂとする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。このとき、以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３８】
１．９０＜（Ｎｄ１１＋Ｎｄ１２）／２＜２．３０    ・・・（４）
０．７５＜（Ｒ１１ａ−Ｒ１１ｂ）／（Ｒ１１ａ＋Ｒ１１ｂ）＜１．００・・・（５）
０．４０＜（Ｒ１１ａ−Ｒ１２ｂ）／（Ｒ１１ａ＋Ｒ１２ｂ）＜０．８０・・・（６）
０．３＜｜ｆ１｜／ｆ３＜０．５    ・・・（７）
０．９＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．２    ・・・（８）
０．２５＜ｆ２／ｆ３＜０．５０    ・・・（９）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
【００３９】
条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１の第１１レンズＧ１１と第１２レンズＧ１２の材料の平均屈折率を規定する式である。条件式（４）が下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１に所望の屈折力を与えるために、第１１レンズＧ１１と第１２レンズＧ１２の各レンズ面の曲率半径が小さくなりすぎ、倍率色収差の補正が困難となる。また、レンズの厚みも増大するため、全系の小型化が困難となる。条件式（４）の上限値を超えて、平均屈折率が大きくなると、第１１レンズＧ１１と第１２レンズＧ１２に、低分散と高分散材料を組み合わることを考えた場合、現存する材料では、最適な組み合わせが難しくなる。
【００４０】
さらに好ましくは、条件式（４）の数値範囲を以下のように設定するのが良い。  １．９５＜（Ｎｄ１１＋Ｎｄ１２）／２＜２．２０    ・・・（４ａ）
【００４１】
条件式（５）は、第１１レンズＧ１１の形状因子（レンズ形状）を規定する式である。条件式（５）が上限値を超えると、第１１レンズＧ１１において、像側のレンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎ、画面周辺の像高でＦ線の倍率色収差がアンダー側に傾き、この補正が困難になる。条件式（５）が下限値を下回ると、物体側のレンズ面に対して、像側のレンズ面の曲率半径が大きくなりすぎるため、広角端において画面周辺の像高において、正の像面湾曲が増大し、この補正が困難となる。更に好ましくは条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４２】
０．７５５＜（Ｒ１１ａ−Ｒ１１ｂ）／（Ｒ１１ａ＋Ｒ１１ｂ）＜０．９５０
・・・（５ａ）
【００４３】
条件式（６）は、第１レンズ群Ｌ１の入射面（第１１レンズＧ１１の物体側のレンズ面）と射出面（第１２レンズＧ１２の像側のレンズ面）の形状を規定する式である。条件式（６）が上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の射出面の曲率半径が入射面に対して小さくなり過ぎるため、第１レンズ群Ｌ１で発生するＦ線の倍率色収差がアンダー側に傾き過ぎてしまい、これの補正が困難となる。
【００４４】
条件式（６）が下限値を下回ると、第１レンズ群Ｌ１内の入射面の形状が射出面に対して凸形状になりすぎ、望遠側において高次の球面収差が多く発生し、この補正が困難となる。更に好ましくは条件式（６）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４５】
０．４５＜（Ｒ１１ａ−Ｒ１２ｂ）／（Ｒ１１ａ＋Ｒ１２ｂ）＜０．７８
・・・（６ａ）
【００４６】
条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の屈折力の比率の好ましい範囲を規定するものである。条件式（７）が上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力に対して、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなり過ぎてしまい、ズーム全域で倍率色収差と像面湾曲が増大し、これらの補正が困難になる。条件式（７）が下限値を下回ると、第３レンズ群Ｌ３で軸外光束を屈折させる作用が弱まる。このため、画面周辺において像面への光束の入射角度が大きくなりすぎてしまい、固体撮像素子への光束の取り込み効率が悪化し、シェーディングが多く発生してくる。
【００４７】
条件式（８）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比に関する。条件式（８）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなり過ぎてしまうため、ズーム全域において、球面収差とコマ収差の補正が困難となる。また下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなり過ぎてしまうため、第１レンズ群Ｌ１で発生する倍率色収差が補正不足となり、広角端においてＦ線の倍率色収差がアンダー側に増大してくる。
【００４８】
もしくは、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなり過ぎてしまい、高ズーム比を得るには、第２レンズ群Ｌ２の移動量を増加させる必要があるため、レンズ全長が大型化してしまう。
【００４９】
条件式（９）は第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比に関する。条件式（９）の上限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなり過ぎてしまうため、フォーカス時の倍率色収差変動が大きくなり、特に、望遠端の近距離物体に対してフォーカス時にＦ線の倍率色収差がアンダー側に増大してしまう。また下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱くなり過ぎてしまうため、フォーカス時の第３レンズ群Ｌ３の移動量が増大し、レンズ全長が大型化してしまう。
更に好ましくは条件式（８）、（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００５０】
０．９５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜１．１０    ・・・（８ａ）
０．３０＜ｆ２／ｆ３＜０．４５        ・・・（９ａ）
各実施例のズームレンズを固体撮像素子を有する撮像装置に適用したとき、歪曲収差と倍率色収差を含んだ電気信号を画像処理によって補正するシステムと合わせて使用しても良い。これによれば、広角端における歪曲収差とＦ線からｄ線に至る波長範囲において倍率色収差の補正残りについても、電気的に補正することが容易となる。これによれば全ズーム領域でさらに高い光学性能が得られる。
【００５１】
以上のように各実施例によれば、広い画角と高ズーム比を有しながらも、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）〜ｄ線（５８７．５６ｎｍ）の広い波長域において倍率色収差を良好に補正し、高い解像力を有した小型のズームレンズが得られる。
【００５２】
次に、各実施例のズームレンズの特徴について説明する。実施例１乃至４のズームレンズは、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は像側に凸状の軌跡で略往復移動し、第２レンズ群Ｌ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。このとき広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるように各レンズ群が移動してズーミングを行っている。
【００５３】
ズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２と、第３レンズ群Ｌ３の移動によって変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１の往復移動によって、変倍によって生ずる像面の変動を補正している。開口絞りＳＰは、光軸方向に関して、第２レンズ群Ｌ２の像側に配置している。開口絞りＳＰをこのように配置することにより望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が詰められるため、ズーミングのための第２レンズ群Ｌ２の物体側への移動量を十分確保することができる。
【００５４】
これにより高ズーム化としながら望遠端におけるレンズ全長の増大を軽減している。また、各ズーム位置において、開口絞りＳＰの開口寸法を変えて各ズーム位置の最小Ｆｎｏを決定しても良い。このようにすることで、広角端と望遠端におけるＦナンバーを個別に設定することができるため広角端と望遠端におけるＦナンバーの変化を低減するとともに第２レンズ群Ｌ２の有効径の増大を防ぐことが容易となる。尚、開口絞りＳＰの開口寸法はズーミングに際して固定であってもよい。
【００５５】
図９の実施例５のズームレンズは、実施例１乃至４の３群ズームレンズに比べて、第３レンズ群Ｌ３の像側に正の屈折力の第４レンズ群（Ｌ４）を有している点が異なる。第４レンズ群Ｌ４は広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動する。この他の構成は実施例１乃至４と同じである。
【００５６】
各実施例において第１１レンズＧ１１は物体側の面が凸でメニスカス形状である。第１２レンズＧ１２は物体側の面が凸でメニスカス形状である。第２レンズ群Ｌ２は物体側より像側へ順に、物体側の面が凸形状の正の屈折力の第２１レンズＧ２１と像側の面が凹形状の負の屈折力の第２２レンズＧ２２を接合した接合レンズＧ２２ａ、正の屈折力の第２３レンズＧ２３より構成されている。第３レンズ群Ｌ３は１枚の正の屈折力の第３１レンズＧ３１より構成されている。実施例５において第４レンズ群Ｌ４は１枚の正の屈折力の第４１レンズＧ４１より構成されている。
【００５７】
次に本発明の撮像装置の一例としてデジタルスチルカメラを用いたときの実施例を図１１を用いて説明する。図１１において２０はカメラ本体、２１は本発明に係る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。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ーである。
【００５８】
このように本発明によれば、小型で高い光学性能を有する撮像装置が得られる。次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２つの面は水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター部材（光学ブロック）である。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの空気換算長で表している。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離に空気換算長でのバックフォーカスを加えた値で示している。
【００５９】
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，A14を各々非球面係数としたとき
【００６０】
【数１】
0005939788.tif 000002
【００６１】
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。
非球面は面番号の後に*を付加して示す。又前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。
【００６２】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        100.506    0.70   1.88300    40.8           
2*         5.100    2.22                             
3          8.741    2.20   2.14352    17.8           
4         13.045  (可変)                             
5*         4.726    2.11   1.85135    40.1           
6       -241.727    0.68   1.80518    25.5           
7          3.756    0.62                             
8*         8.916    1.30   1.55332    71.7           
9*        -9.327    0.46                             
10(絞り)    ∞     (可変)                             
11*        33.968    1.40   1.58313    59.5           
12*       -21.711  (可変)                             
13          ∞       0.80   1.51633    64.1           
14          ∞       0.52 
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K  =-1.12757e+000  A 4= 5.22323e-004  A 6= 7.48195e-006
A 8=-3.17601e-007  A10= 1.14170e-008  A12=-1.72097e-010
A14= 6.97497e-013  
第5面
K  =-9.53205e-001  A 4= 5.79473e-004  A 6=-6.57755e-006
A 8= 1.61607e-006  
第8面
K  =-2.14952e+001  A 4= 2.90082e-003  A 6=-9.59881e-005
A 8=-3.05030e-005  
第9面
K  =-1.62937e-001  A 4=-1.02222e-003  A 6= 1.72899e-004
A 8=-5.30654e-005  
第11面
K  = 2.67092e+001  A 4= 7.51691e-004  A 6=-1.69912e-005
A 8= 1.21998e-006  A10= 1.06676e-010  A12= 2.56854e-010  
第12面
K  =-5.19998e+001  A 4= 5.51747e-004  A 6= 6.35788e-006
A 8= 6.77639e-007  A10= 2.81985e-009  A12= 9.35952e-010  
各種データ
ズーム比      3.93 
焦点距離       4.18    10.32    16.43    
Fナンバー      2.88     5.14     6.08  
半画角（度）   39.18    20.58    13.27     
像高           3.41     3.88     3.88       
レンズ全長     33.36    30.80    35.77 
BF             4.50     4.54     4.59 
d 4           13.09     3.02     0.46     
d10            4.09    11.56    19.03    
d12            3.45     3.49     3.54     
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -9.64  
2    5       9.31  
3   11      22.93  
【００６３】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*        88.000    0.70   1.88300    40.8           
2*         4.871    1.82                             
3          8.199    1.58   2.14352    17.8           
4         12.811    0.46                             
5*         4.649    2.14   1.85135    40.1           
6        -97.876    0.65   1.80518    25.5           
7          3.726    0.62                             
8*         8.810    1.30   1.55332    71.7           
9*       -10.029  (可変)                             
10(絞り)    ∞     (可変)                             
11*        29.598    1.40   1.58313    59.5           
12*       -22.726  (可変)                             
13          ∞       0.80   1.51633    64.1           
14          ∞       1.03 
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K  = 1.48604e+002  A 4=-1.35119e-004  A 6= 4.12531e-007
A 8= 2.99213e-008  A10= 1.84480e-011  A12=-1.09388e-011  
第2面
K  =-1.05144e+000  A 4= 4.01906e-004  A 6=-2.14566e-006
A 8= 1.33034e-007  A10= 1.14170e-008  A12=-2.69394e-010
A14= 6.97497e-013  
第5面
K  =-9.17854e-001  A 4= 5.56333e-004  A 6=-1.67296e-005
A 8= 1.08584e-006  
第8面
K  =-1.33480e+001  A 4= 2.43735e-003  A 6= 1.31166e-004
A 8= 4.75368e-006  
第9面
K  =-2.37419e+000  A 4=-5.51195e-004  A 6= 1.54215e-004
A 8=-5.08123e-006  
第11面
K  = 3.99945e+000  A 4= 7.47048e-004  A 6=-1.30679e-005
A 8= 1.14464e-006  A10= 9.00951e-011  A12= 3.19277e-010  
第12面
K  =-3.79170e+001  A 4= 6.82283e-004  A 6=-2.43754e-006
A 8= 8.94031e-007  A12= 9.35952e-010  
各種データ
ズーム比      4.71 
焦点距離       4.12    11.74    19.40      
Fナンバー      2.88     5.14     6.08       
半画角（度）   39.61    18.26    11.30      
像高           3.41     3.88     3.88       
レンズ全長    32.86     31.35    38.48 
BF             4.50     4.46     4.42 
d 4           13.77     2.79     0.45     
d10            3.92    13.43    22.94    
d12            2.94     2.90     2.86     
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -9.60  
2    5       9.32  
3   11      22.26  
【００６４】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*        55.775    0.70   2.03972    40.4           
2*         5.373    1.87                             
3          8.467    1.45   2.10205    16.8           
4         13.401  (可変)                             
5*         4.589    2.01   1.85135    40.1           
6        -40.812    0.68   1.80518    25.5           
7          3.771    0.62                             
8*        12.507    1.30   1.55332    71.7           
9*        -7.711    0.24                             
10(絞り)    ∞      (可変)                             
11*        29.375    1.40   1.58313    59.5           
12*       -32.692  (可変) 
13          ∞       0.80   1.51633    64.1           
14          ∞       1.03 
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K  = 5.57862e+001  A 4=-7.71380e-005  A 6= 1.48289e-006
A 8= 5.02698e-009  A10=-2.14727e-010  A12=-6.23872e-012  
第2面
K  =-9.66332e-001  A 4= 3.61547e-004  A 6= 2.46915e-006
A 8= 1.71086e-007  A10= 1.14170e-008  A12=-3.31567e-010
A14= 6.97497e-013  
第5面
K  =-6.43510e-001  A 4= 2.53492e-004  A 6=-1.59481e-005
A 8= 1.14361e-006  A12=-2.58006e-014  
第8面
K  =-4.87370e+000  A 4=-1.67198e-003  A 6= 2.35658e-004
A 8=-6.63398e-005  
第9面
K  = 3.97291e+000  A 4=-7.38132e-004  A 6= 1.60014e-004
A 8=-5.22186e-005  
第11面
K  = 2.37665e+001  A 4= 6.12067e-004  A 6=-1.43037e-005
A 8= 1.73712e-006  A12=-1.68803e-010  
第12面
K  = 3.74825e+001  A 4= 1.14514e-003  A 6=-1.29988e-005
A 8= 2.11995e-006  A12= 9.35952e-010  
各種データ
ズーム比      4.95 
焦点距離       3.92    11.64    19.40      
Fナンバー      2.88     5.14     6.08       
半画角（度）   41.03    18.41    11.30      
像高           3.41     3.88     3.88       
レンズ全長     32.99    31.20    38.48 
BF             4.52     4.47     4.42 
d 4           14.12     2.75     0.44     
d10            4.08    13.71    23.34    
d12            2.96     2.91     2.86     
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -9.05  
2    5       9.14  
3   11      26.76  
【００６５】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*        35.211    0.70   2.03972    40.4           
2*         4.701    1.62                             
3          7.481    1.32   2.10205    16.8           
4         12.108  (可変)                             
5*         4.480    2.09   1.85135    40.1           
6        -17.619    0.47   1.80518    25.5           
7          3.782    0.55                             
8*        14.413    1.27   1.55332    71.7           
9*        -7.155    0.19                             
10(絞り)    ∞     (可変)                             
11*        40.761    1.40   1.58313    59.5           
12*       -18.847  (可変)                             
13          ∞       0.80   1.51633    64.1           
14          ∞       0.77 
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K  = 1.79697e+001  A 4= 4.65889e-005  A 6=-8.87048e-007
A 8= 1.54431e-008  A10=-9.71293e-010  A12= 5.50899e-012  
第2面
K  =-9.21491e-001  A 4= 6.51932e-004  A 6= 4.59250e-006
A 8= 2.94972e-007  A10= 1.14170e-008  A12=-7.75143e-010 
A14= 6.97497e-013  
第5面
K  =-6.59728e-001  A 4= 2.15749e-004  A 6=-1.96571e-005
A 8=-8.66399e-007  A12= 3.51503e-009  
第8面
K  =-9.11569e+000  A 4=-1.84052e-003  A 6= 2.67416e-004
A 8=-1.87259e-005  
第9面
K  = 4.02986e+000  A 4=-6.15745e-004  A 6= 2.13941e-004
A 8=-2.15824e-005  A10=-1.19250e-008  
第11面
K  =-1.38433e+002  A 4= 5.53869e-004  A 6=-5.26681e-005
A 8= 3.16059e-006  A12=-9.81690e-010  
第12面
K  = 1.44537e+001  A 4= 7.69116e-004  A 6=-3.03137e-005
A 8= 2.58150e-006  A12= 9.35952e-010  
各種データ
ズーム比      5.14 
焦点距離       3.78    11.59    19.40      
Fナンバー      2.88     5.14     6.08       
半画角（度）   42.09    18.48    11.30      
像高           3.41     3.88     3.88       
レンズ全長     31.06    30.49    38.48 
BF             4.39     4.40     4.42 
d 4           13.10     2.48     0.42     
d10            3.95    13.99    24.03    
d12            3.09     3.10     3.12     
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -8.60  
2    5       8.74  
3   11      22.29  
【００６６】
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*        93.993    0.70   1.88300    40.8           
2*         4.791    1.94                             
3          8.772    1.55   2.14352    17.8           
4         14.640  (可変)                             
5*         4.591    2.50   1.85135    40.1           
6        -34.920    0.50   1.80518    25.5           
7          3.579    0.63                             
8*         9.086    1.30   1.55332    71.7           
9*        -9.839    0.46                             
10(絞り)    ∞     (可変)                             
11*        22.267    1.40   1.58313    59.5           
12*       -59.189  (可変)                             
13         50.000    1.00   1.51633    64.1           
14        -50.000  (可変)                             
15          ∞       0.50   1.51633    64.1           
16          ∞       0.53 
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K  = 1.71859e+002  A 4=-1.64078e-004  A 6= 2.06163e-007
A 8= 4.27964e-008  A10=-6.21705e-011  A12=-1.14345e-011  
第2面
K  =-1.14617e+000  A 4= 4.28021e-004  A 6=-4.99773e-006
A 8= 1.14281e-007  A10= 1.14170e-008  A12=-2.52677e-010
A14= 6.97497e-013  
第5面
K  =-1.12886e+000  A 4= 9.44942e-004  A 6=-3.83783e-006
A 8= 1.38766e-006  
第8面
K  =-1.46489e+001  A 4= 1.40536e-003  A 6=-5.22821e-005
A 8=-4.25627e-005  
第9面
K  = 4.23754e+000  A 4=-5.39069e-004  A 6= 2.65822e-005
A 8=-4.24268e-005  A10=-2.01686e-011  
第11面
K  =-3.80856e+000  A 4= 6.85871e-004  A 6=-1.66450e-005
A 8= 2.03099e-007  A10= 3.89238e-009  A12= 4.75889e-010  
第12面
K  =-2.93401e+002  A 4= 7.21385e-004  A 6=-1.02932e-005
A 8=-8.49219e-008  A12= 9.35952e-010  
各種データ
ズーム比      4.71 
焦点距離       4.12    11.79    19.40      
Fナンバー      2.88     5.14     6.08       
半画角（度）   39.61    18.20    11.30      
像高           3.41     3.88     3.88       
レンズ全長     33.80    32.39    39.82 
BF             1.36     1.86     2.37 
d 4           14.04     2.83     0.46     
d10            3.84    13.84    23.84    
d12            2.58     1.87     1.17     
d14            0.50     1.00     1.51     
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -9.57  
2    5       9.47  
3   11      27.92  
4   13      48.58
【００６７】
【表１】
0005939788.tif 000003
【符号の説明】
【００６８】
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】
0005939788.tif 000004
【図２】
0005939788.tif 000005
【図３】
0005939788.tif 000006
【図４】
0005939788.tif 000007
【図５】
0005939788.tif 000008
【図６】
0005939788.tif 000009
【図７】
0005939788.tif 000010
【図８】
0005939788.tif 000011
【図９】
0005939788.tif 000012
【図１０】
0005939788.tif 000013
【図１１】
0005939788.tif 000014
【図１２】
0005939788.tif 000015