(57)【要約】【課題】  小型かつ高倍率で、全てのズーム領域において良好な光学性能を有するズームレンズを得ること。【解決手段】  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レンズ群から構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、第１レンズ群は、３枚以下のレンズから構成され、第２レンズ群は、３枚以下のレンズから構成され、第３レンズ群は、物体側より像側へ順に正レンズと負レンズから構成され、第４レンズ群は、２枚以下のレンズから構成される。該ズームレンズにおいて、第３レンズ群の焦点距離ｆ３、第３レンズ群に配置された負レンズの焦点距離ｆ３ｎ、望遠端におけるレンズ全長Ｌｔ、望遠端における全系の焦点距離ｆｔを各々適切に設定する。【選択図】  図１
2015102802.tif 000002
【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レンズ群から構成され、ズーミングに際して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、３枚以下のレンズから構成され、前記第２レンズ群は、３枚以下のレンズから構成され、前記第３レンズ群は、物体側より像側へ順に正レンズと負レンズから構成され、前記第４レンズ群は、２枚以下のレンズから構成され、
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第３レンズ群に含まれる負レンズの焦点距離をｆ３ｎ、望遠端におけるレンズ全長をＬｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
１．３０＜｜ｆ３／ｆ３ｎ｜＜４．００
０．１０＜Ｌｔ／ｆｔ＜１．３４
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３レンズ群の光軸上の厚さをＤ３としたとき、
０．０５＜Ｄ３／ｆ３＜０．２５
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】
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としたとき、
６．００＜ｆ１／ｆｗ＜１０．００
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】
望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４としたとき、
０．２５＜ｆ４／ｆｔ＜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３レンズ群に含まれる正レンズの焦点距離をｆ３ｐとしたとき、
０．２０＜ｆ３ｐ／ｆ３＜０．６０
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】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の移動量をｍ１としたとき、
２．００＜ｍ１／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５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
広角端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｗ、望遠端における前記第３レンズ群の横倍率をβ３ｔとしたとき、
２．００＜β３ｔ／β３ｗ＜４．００
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１レンズ群に含まれる負レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄ１ｎとしたとき、
１．９０＜Ｎｄ１ｎ＜２．５０
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としたとき、
０．２０＜ｆ３／ｆ４＜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８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１乃至９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及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置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デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置は高機能化され、かつ装置全体が小型化されている。これらの装置に用いられるズームレンズは、レンズ全長が短く、広画角かつ高ズーム比であり、全てのズーム領域において良好な光学特性を有することが求められている。こうした要求に応えるべく、物体側より像側へ順に正、負、正、正の屈折力を有するレンズ群から成る４群ズームレンズが知られている。（特許文献１）
【０００３】
特許文献１には、物体側から像側へ順に、正、負、正、正の屈折力を有するレンズ群から成り、ズーミングに際して各レンズ群が移動するズームレンズが記載されている。ズームレンズの広画角化に伴う収差変動を抑制するために、第１レンズ群を負メニスカスレンズと正メニスカスレンズと正レンズの３枚のレンズから構成し、第２レンズ群の最も物体側に負の屈折力を有するメニスカスレンズを配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３２６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、小型かつ高倍率の撮影光学系を得るためには、撮影光学系を構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、各レンズ群を構成するレンズの枚数を削減すればよい。しかし、レンズ群の屈折力を強めると、レンズ群を構成するレンズのレンズ面の屈折力を強めることになり、レンズのコバ厚を確保するためにレンズの肉厚が増大する。その結果、前玉径（前玉有効径）が大きくなり、光学系の小型化を実現することが困難になる。また、望遠端における色収差等の諸収差が多く発生し、これらを補正することが困難になる。
【０００６】
本発明は、小型かつ高倍率で、全てのズーム領域において良好な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】
【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レンズ群から構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、前記第１レンズ群は、３枚以下のレンズから構成され、前記第２レンズ群は、３枚以下のレンズから構成され、前記第３レンズ群は、物体側より像側へ順に正レンズと負レンズから構成され、前記第４レンズ群は、２枚以下のレンズから構成される。該ズームレンズにおいて、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第３レンズ群に含まれる負レンズの焦点距離をｆ３ｎ、望遠端におけるレンズ全長をＬｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
１．３０＜｜ｆ３／ｆ３ｎ｜＜４．００
０．１０＜Ｌｔ／ｆｔ＜１．３４
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型かつ高倍率で、全てのズーム領域において良好な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】（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】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】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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
【図１３】実施例７のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例７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１５】実施例８のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例８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１７】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、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レンズ群から構成される。
【００１１】
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９．５６、開口比３．６１〜７．１０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１１．２９、開口比３．６１〜７．０６程度のズームレンズである。
【００１２】
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１２．２３、開口比３．４３〜７．１０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１３．１６、開口比３．１９〜７．１０程度のズームレンズである。
【００１３】
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１１．１１、開口比３．６１〜７．０６程度のズームレンズである。図１１は実施例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）はそれぞれ実施例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。実施例６はズーム比１０．９３、開口比３．５４〜７．１０程度のズームレンズである。
【００１４】
図１３は実施例７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１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例７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７はズーム比１１．４０、開口比３．６１〜７．１０程度のズームレンズである。図１５は実施例８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１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例８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８はズーム比１０．２８、開口比３．４１〜７．１０程度のズームレンズである。
【００１５】
図１７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ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、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影レンズ系である。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。またレンズ断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とするとＬｉは第ｉレンズ群を示す。
【００１６】
各実施例において、ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３中に配置されている。開口絞りＳＰは、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体に移動する。これにより、広角側において、中間像高から画面周辺で光量が急激に低下することを防止している。なお、開口絞りＳＰは、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と独立に移動させてもよい。
【００１７】
さらに、各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を比較的弱め、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を比較的強めることで、広角端における第１レンズ群Ｌ１と開口絞りＳＰの光軸上の間隔を短縮している。これにより、第１レンズ群Ｌ１の有効径の小型化を図ることができる。また、第３レンズ群Ｌ３の屈折力を比較的強めることで、開口絞りＳＰと像面ＩＰの光軸上の間隔を短縮している。これにより、広角端におけるレンズ全長を短縮することができる。
【００１８】
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る。ＩＰは像面である。ビデオカメラやデジタル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。
【００１９】
球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーであり、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差を示している。非点収差図においてΔＳはサジタル像面、ΔＭ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。倍率色収差図ではｇ線における倍率色収差を示している。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。
【００２０】
各実施例では、レンズ断面図中の矢印で示すように、広角端から望遠端へのズーミングに際してレンズ群が移動し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、各実施例において、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は像側へ凸状の軌跡を描くように移動する。第２レンズ群Ｌ２は、広角端に比べて望遠端において、像面に対して像側に位置するように移動する。第３レンズ群Ｌ３は、物体側へ移動する。第４レンズ群Ｌ４は、物体側へ凸状の軌跡を描くように移動する。このとき、広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔は大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔は小さく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔は大きくなるように、各レンズ群が移動する。
【００２１】
第１レンズ群Ｌ１は、広角端に比べて望遠端において、像面に対して物体側に位置するように移動するため、望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を大きくすることができる。これによりズームレンズの高倍率化を実現している。
【００２２】
第２レンズ群Ｌ２は、広角端に比べて望遠端において、像面に対して像側に位置するように移動するため、望遠端におけるレンズ全長を短縮しつつ、ズームレンズの高倍率化を実現することができる。
【００２３】
第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させることにより、広角端に比べて望遠端において、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を小さくして、変倍作用を得ている。
【００２４】
また、第４レンズ群Ｌ４を移動させることにより、フォーカシングを行っている。
【００２５】
各実施例では、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第３レンズ群Ｌ３に配置された負レンズの焦点距離をｆ３ｎ、望遠端におけるレンズ全長をＬｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、
１．３０＜｜ｆ３／ｆ３ｎ｜＜４．００  …（１）
０．１０＜Ｌｔ／ｆｔ＜１．３４        …（２）
なる条件式を満足している。
【００２６】
ここで、レンズ全長は、最も物体側のレンズ面（第１レンズ面）から最終レンズ面までの距離に、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算した値（バックフォーカス）を加えた値である。
【００２７】
条件式（１）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３と、第３レンズ群Ｌ３に配置された負レンズの焦点距離ｆ３ｎの関係を規定したものである。条件式（１）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３に含まれる負レンズの焦点距離ｆ３ｎが長くなると、第３レンズ群Ｌ３に含まれる負レンズの屈折力が弱くなりすぎる。この結果、主点の位置が像側に移動し、レンズ全長の増大を招くため、好ましくない。
【００２８】
条件式（１）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３に含まれる負レンズの焦点距離ｆ３ｎが短くなると、第３レンズ群Ｌ３に配置された負レンズの屈折力が強くなりすぎる。このため、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱まり、広角端において、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の間隔や、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を広くする必要が生じる。結果として、レンズ全長の増大を招くため好ましくない。
【００２９】
条件式（２）は、望遠端におけるレンズ全長Ｌｔと、望遠端における全系の焦点距離ｆｔの関係を規定したものである。条件式（２）の下限を超えると、望遠端におけるレンズ全長Ｌｔが短くなりすぎる。レンズ全長Ｌｔを短縮しながら、高倍化を実現するためには、各レンズ群の屈折力を強める必要がある。この結果、諸収差を十分に補正することが困難になるため、好ましくない。条件式（２）の上限を超えると、望遠端におけるレンズ全長Ｌｔが長くなるため、好ましくない。
【００３０】
各実施例では上記の如く、条件式（１）、（２）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、小型かつ高倍率で、全てのズーム領域において良好な光学性能を有するズームレンズを得ることができる。
【００３１】
なお、各実施例において、好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次のようにするのがよい。
１．３５＜｜ｆ３／ｆ３ｎ｜＜３．００    …（１ａ）
０．５０＜Ｌｔ／ｆｔ＜１．３３          …（２ａ）
【００３２】
また、更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．３８＜｜ｆ３／ｆ３ｎ｜＜２．５０    …（１ｂ）
０．８０＜Ｌｔ／ｆｔ＜１．３２          …（２ｂ）
【００３３】
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より好ましい。ここで、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４、第３レンズ群Ｌ３に配置された正レンズの焦点距離をｆ３ｐとする。また、広角端における第３レンズ群Ｌ３の横倍率をβ３ｗ、望遠端における第３レンズ群Ｌ３の横倍率をβ３ｔ、第３レンズ群Ｌ３の光軸上の厚さをＤ３、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の移動量をｍ１とする。さらに、第１レンズ群Ｌ１に配置された負レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄ１ｎ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、像側に位置するときを負とする。
【００３４】
このとき、
０．０５＜Ｄ３／ｆ３＜０．２５      …（３）
６．００＜ｆ１／ｆｗ＜１０．００    …（４）
０．２５＜ｆ４／ｆｔ＜０．８０      …（５）
０．２０＜ｆ３ｐ／ｆ３＜０．６０    …（６）
２．００＜ｍ１／ｆｗ＜８．００      …（７）
２．００＜β３ｔ／β３ｗ＜４．００  …（８）
１．９０＜Ｎｄ１ｎ＜２．５０        …（９）
０．２０＜ｆ３／ｆ４＜１．００      …（１０）
なる条件式のうち１つ以上を満足するのがよい。
【００３５】
条件式（３）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の光軸方向の厚さＤ３が小さくなると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力の確保が困難となり、軸外収差が多く発生するため好ましくない。
【００３６】
条件式（３）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の光軸方向の厚さＤ３が大きくなると、レンズ全長が増大するため好ましくない。
【００３７】
条件式（４）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が短くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなる。その結果、第１レンズ群Ｌ１で球面収差と軸上色収差が多く発生するため好ましくない。
【００３８】
条件式（４）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が長くなると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなる。その結果、高ズーム比のズームレンズを得るために、望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を広げる必要が生じる。その結果、レンズ全長が増大し、前玉有効径が増大するため好ましくない。
【００３９】
条件式（５）の下限を超えて第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４が短くなると、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が強くなる。その結果、歪曲収差が過剰に補正されてしまうため、好ましくない。
【００４０】
条件式（５）の上限を超えて第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の屈折力が弱くなる。その結果、像面湾曲を十分に補正することができないため、好ましくない。また、望遠端において倍率色収差を十分に補正することができないため、好ましくない。
【００４１】
条件式（６）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３に配置された正レンズの焦点距離ｆ３ｐが短くなると、第３レンズ群Ｌ３に配置された正レンズの屈折力が強くなりすぎる。その結果、第３レンズ群Ｌ３で球面収差が多く発生するため、好ましくない。
【００４２】
条件式（６）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３に配置された正レンズの焦点距離ｆ３ｐが長くなると、第３レンズ群Ｌ３に配置された正レンズの屈折力が弱くなりすぎる。その結果、ズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなり、望遠端におけるレンズ全長が増大するため、好ましくない。
【００４３】
条件式（７）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の移動量ｍ１が小さくなると、第１レンズ群Ｌ１の変倍作用が弱まり、第１レンズ群Ｌ１における変倍作用を保持するためには、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強める必要がある。その結果、望遠端における球面収差が多く発生するため好ましくない。
【００４４】
条件式（７）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の移動量ｍ１が大きくなると、望遠端におけるレンズ全長が増大するため、好ましくない。
【００４５】
条件式（８）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が小さくなると、高ズーム比を実現するために、望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を広げる必要が生じる。その結果、望遠端におけるレンズ全長が増大するため、好ましくない。
【００４６】
条件式（８）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が大きくなると、広角端から望遠端へのズーミングにおいて、球面収差やコマ収差等の変動が大きくなるため、好ましくない。
【００４７】
条件式（９）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１に配置された負レンズのｄ線に対する屈折率の平均値Ｎｄ１ｎが小さくなると、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力を保持するために、第１レンズ群Ｌ１に配置された負レンズの曲率半径を小さくする必要が生じる。その結果、非点収差が多く発生するため好ましくない。ここで、第１レンズ群Ｌ１に配置された負レンズが１枚のみである場合には、屈折率の平均値Ｎｄ１ｎは当該負レンズの屈折率の値そのものを示す。
【００４８】
条件式（９）の上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１に配置された負レンズのｄ線に対する屈折率の平均値Ｎｄ１ｎが大きくなると、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１のペッツバール和が正の方向に大きくなる。その結果、像面湾曲が多く発生するため好ましくない。
【００４９】
条件式（１０）の下限を超えて第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４が長くなると、望遠端において、フォーカシングに伴う第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きくなる。その結果、望遠端におけるレンズ全長が増大するため、好ましくない。
【００５０】
条件式（１０）の上限を超えて第３レンズ群の焦点距離ｆ３が長くなると、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が小さくなり、高ズーム比を実現することが困難になるため、好ましくない。
【００５１】
また、好ましくは条件式（３）乃至（１０）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。
０．０８＜Ｄ３／ｆ３＜０．２３     …（３ａ）
６．５０＜ｆ１／ｆｗ＜９．００     …（４ａ）
０．２８＜ｆ４／ｆｔ＜０．７０     …（５ａ）
０．３５＜ｆ３ｐ／ｆ３＜０．５０   …（６ａ）
３．００＜ｍ１／ｆｗ＜６．００     …（７ａ）
２．３０＜β３ｔ／β３ｗ＜３．５０ …（８ａ）
１．９２＜Ｎｄ１ｎ＜２．３０       …（９ａ）
０．４０＜ｆ３／ｆ４＜０．７０     …（１０ａ）
【００５２】
また、更に好ましくは条件式（３）乃至（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．１０＜Ｄ３／ｆ３＜０．２０     …（３ｂ）
６．６０＜ｆ１／ｆｗ＜８．８０     …（４ｂ）
０．３０＜ｆ４／ｆｔ＜０．６５     …（５ｂ）
０．３８＜ｆ３ｐ／ｆ３＜０．４８   …（６ｂ）
３．１０＜ｍ１／ｆｗ＜５．８０     …（７ｂ）
２．４０＜β３ｔ／β３ｗ＜３．４０ …（８ｂ）
１．９３＜Ｎｄ１ｎ＜２．１０       …（９ｂ）
０．４５＜ｆ３／ｆ４＜０．６５     …（１０ｂ）
【００５３】
次に、各レンズ群の構成に関して説明する。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２は、３枚以下のレンズから構成される。第３レンズ群Ｌ３は、物体側より像側へ順に、正レンズと負レンズの２枚のレンズから構成される。第４レンズ群Ｌ４は、２枚以下のレンズから構成される。
【００５４】
第３レンズ群Ｌ３は、物体側より像側へ順に、物体側に凸形状の正レンズと、像側に凹形状の負レンズから構成される。これにより、第３レンズ群Ｌ３の主点を物体側に位置させることができ、望遠端において、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の主点の間隔を短縮することができる。これにより、高倍率でありながら小型のズームレンズを得ることができる。
【００５５】
次に、本発明の実施例１〜８にそれぞれ対応する数値実施例１〜８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と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。
【００５６】
またｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２］１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０
で表示される。但しＲは近軸曲率半径である。また「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。数値実施例において最も像側の２つの面は、フィルター、フェースプレート等の光学ブロックの面である。
【００５７】
各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ系の最も像側の面から近軸像面までの距離を、空気換算長により表したものである。また、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。
【００５８】
なお、広角端における有効像円径（イメージサークルの直径）を、望遠端における有効像円径に比べて小さくすることができる。これは、画像処理において画像を引き伸ばすことで、広角側において発生しやすい樽型の歪曲収差を補正することができるためである。
【００５９】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         23.078    0.60   1.95906    17.5
2         17.437    2.50   1.74591    51.5
3         41.336    0.05
4         23.265    1.67   1.83481    42.7
5         59.988  (可変)
6         53.849    0.35   1.83481    42.7
7          5.154    3.65
8        -19.618    0.30   1.77354    49.5
9         19.152    0.05
10         11.459    1.32   1.95906    17.5
11         57.236  (可変)
12          ∞      -0.40
13*         4.141    1.47   1.77817    52.7
14*       -27.371    0.05
15(絞り)    ∞       0.00
16          8.556    0.30   1.80809    22.8
17          3.336  (可変)
18         12.201    1.75   1.60311    60.6
19      -1000.000  (可変)
20          ∞       0.80   1.51633    64.1
21          ∞       1.05
像面        ∞
非球面データ
第13面
K =-6.44755e-001  A 4= 2.31272e-004  A 6= 5.00256e-007  A 8= 3.59902e-006
第14面
K = 4.48784e+001  A 4= 1.43537e-003
各種データ
ズーム比      9.56
広角     中間     望遠
焦点距離       4.43    11.84    42.35
Fナンバー      3.61     4.66     7.10
半画角        36.64    18.12     5.23
像高           3.29     3.88     3.88
レンズ全長    39.10    41.34    53.25
BF             4.95     7.65     4.57
d 5            0.30     6.62    13.93
d11           13.99     5.24     0.66
d17            6.19     8.16    20.42
d19            3.38     6.08     2.99
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      29.61         4.82        -0.24         -2.90
2    6      -6.05         5.67         0.50         -4.06
3   13       9.96         1.42        -1.81         -2.13
4   18      20.00         1.75         0.01         -1.08
【００６０】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         23.253    0.60   2.00272    19.3
2         20.599    2.50   1.49700    81.5
3        102.190    0.05
4         14.678    1.67   1.49700    81.5
5         29.732  (可変)
6         67.826    0.35   1.83481    42.7
7          4.857    3.00
8        -19.510    0.30   1.77250    49.6
9         18.424    0.05
10         10.147    1.32   1.95906    17.5
11         39.094  (可変)
12          ∞      -0.40
13*         3.785    1.47   1.77250    49.5
14*       -18.739    0.05
15(絞り)    ∞       0.00
16         10.037    0.30   1.80809    22.8
17          3.077  (可変)
18         12.795    1.75   1.65844    50.9
19        -60.032  (可変)
20          ∞       0.80   1.51633    64.1
21          ∞       1.04
像面        ∞
非球面データ
第13面
K =-1.01911e+000  A 4= 1.07402e-004  A 6=-7.01191e-006  A 8= 1.61985e-005  A10=-1.41009e-005
第14面
K = 5.63124e+001  A 4= 1.15547e-003  A 6= 2.85268e-004  A 8=-8.99038e-005  A10=-1.00015e-006
各種データ
ズーム比     11.29
広角     中間     望遠
焦点距離       4.07    14.31    45.90
Fナンバー      3.61     5.02     7.06
半画角        39.01    15.15     4.83
像高           3.29     3.88     3.88
レンズ全長    34.54    37.37    56.32
BF             6.40    11.39     6.30
d 5            0.30     8.35    16.99
d11           11.82     2.42     0.65
d17            3.00     2.21    19.37
d19            4.84     9.83     4.74
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      31.76         4.82         0.00         -3.09
2    6      -5.67         5.02         0.43         -3.50
3   13       9.76         1.42        -2.01         -2.26
4   18      16.17         1.75         0.19         -0.88
【００６１】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         23.214    0.60   2.00272    19.3
2         20.468    2.50   1.49700    81.5
3        107.809    0.05
4         14.844    1.67   1.49700    81.5
5         30.059  (可変)
6         66.904    0.35   1.83481    42.7
7          4.854    3.00
8        -19.646    0.30   1.77250    49.6
9         18.269    0.05
10         10.159    1.32   1.95906    17.5
11         40.553  (可変)
12          ∞      -0.40
13*         3.823    1.47   1.77250    49.5
14*       -18.649    0.05
15(絞り)    ∞       0.00
16          9.733    0.30   1.80809    22.8
17          3.072  (可変)
18         12.939    1.75   1.65844    50.9
19        -66.780  (可変)
20          ∞       0.80   1.51633    64.1
21          ∞       1.08
像面        ∞
非球面データ
第13面
K =-1.07090e+000  A 4= 4.77780e-005  A 6=-2.35030e-005  A 8=-1.06319e-005  A10=-5.40617e-006
第14面
K = 6.00503e+001  A 4= 9.64772e-004  A 6= 2.41738e-004  A 8=-8.74381e-005  A10= 7.59948e-006
各種データ
ズーム比     12.23
広角     中間     望遠
焦点距離       4.06    14.03    49.70
Fナンバー      3.43     4.75     7.10
半画角        39.02    15.44     4.46
像高           3.29     3.88     3.88
レンズ全長    34.79    37.63    56.91
BF             6.44    11.27     5.39
d 5            0.30     8.27    17.16
d11           12.04     2.64     0.65
d17            2.99     2.44    20.70
d19            4.83     9.66     3.78
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      31.80         4.82         0.01         -3.08
2    6      -5.71         5.02         0.42         -3.53
3   13       9.79         1.42        -1.99         -2.25
4   18      16.61         1.75         0.17         -0.89
【００６２】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         23.171    0.60   2.00272    19.3
2         20.467    2.50   1.49700    81.5
3        111.326    0.05
4         14.947    1.67   1.49700    81.5
5         29.937  (可変)
6         65.500    0.35   1.83481    42.7
7          4.866    3.00
8        -19.820    0.30   1.77250    49.6
9         18.643    0.05
10         10.161    1.32   1.95906    17.5
11         40.092  (可変)
12          ∞      -0.40
13*         3.855    1.47   1.77250    49.5
14*       -19.070    0.05
15(絞り)    ∞       0.00
16          9.571    0.30   1.80809    22.8
17          3.082  (可変)
18         12.932    1.75   1.65844    50.9
19        -69.067  (可変)
20          ∞       0.80   1.51633    64.1
21          ∞       1.20
像面        ∞
非球面データ
第13面
K =-1.07755e+000  A 4= 7.93836e-005  A 6=-8.55669e-005  A 8= 8.49140e-006  A10=-7.94957e-006
第14面
K = 5.62279e+001  A 4= 8.53712e-004  A 6= 5.68030e-005  A 8=-2.46770e-005  A10=-2.53081e-006
各種データ
ズーム比     13.16
広角     中間     望遠
焦点距離       4.07    14.08    53.50
Fナンバー      3.19     4.42     7.10
半画角        37.67    15.39     4.14
像高           3.14     3.88     3.88
レンズ全長    35.03    37.93    57.84
BF             6.46    11.20     4.50
d 5            0.30     8.32    17.16
d11           12.26     2.70     0.64
d17            2.99     2.69    22.52
d19            4.73     9.47     2.77
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      31.87         4.82        -0.00         -3.09
2    6      -5.77         5.02         0.41         -3.54
3   13       9.88         1.42        -1.99         -2.25
4   18      16.68         1.75         0.17         -0.90
【００６３】
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         23.655    0.60   2.00272    19.3
2         18.049    2.50   1.71300    53.9
3         41.257    0.05
4         22.379    1.67   1.83481    42.7
5         43.758  (可変)
6         41.690    0.35   1.83481    42.7
7          5.207    3.65
8        -19.644    0.30   1.77354    49.5
9         17.052    0.05
10         11.248    1.32   1.95906    17.5
11         63.677  (可変)
12          ∞      -0.40
13*         4.251    1.47   1.77817    52.7
14*       -26.166    0.05
15(絞り)    ∞       0.00
16          8.904    0.30   1.80809    22.8
17          3.409  (可変)
18         13.987    1.75   1.60311    60.6
19        -58.730  (可変)
20          ∞       0.80   1.51633    64.1
21          ∞       1.08
像面        ∞
非球面データ
第13面
K =-9.48645e-001  A 4= 4.31024e-004  A 6=-8.70297e-005  A 8= 2.66532e-005  A10=-4.78102e-006
第14面
K = 5.21188e+001  A 4= 9.51971e-004  A 6= 8.48901e-007  A 8=-1.01899e-005  A10=-1.08543e-006
各種データ
ズーム比     11.11
広角     中間     望遠
焦点距離       4.13    13.91    45.91
Fナンバー      3.61     4.81     7.06
半画角        38.56    15.56     4.82
像高           3.29     3.88     3.88
レンズ全長    39.47    44.00    59.60
BF             5.80     9.74     6.72
d 5            0.30    10.33    18.48
d11           14.58     4.14     0.65
d17            5.14     6.13    20.08
d19            4.19     8.13     5.12
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      35.44         4.82        -0.67         -3.31
2    6      -6.20         5.67         0.55         -4.00
3   13      10.32         1.42        -1.83         -2.16
4   18      18.90         1.75         0.21         -0.89
【００６４】
［数値実施例６］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         16.688    0.60   2.00272    19.3
2         13.821    2.50   1.49700    81.5
3         36.674    0.05
4         19.788    1.67   1.83481    42.7
5         40.020  (可変)
6         60.592    0.35   1.83481    42.7
7          5.124    3.65
8        -23.203    0.30   1.77250    49.6
9         16.566    0.05
10         11.188    1.32   1.95906    17.5
11         52.888  (可変)
12          ∞      -0.40
13*         4.016    1.47   1.77250    49.5
14*       -22.690    0.05
15(絞り)    ∞       0.00
16          8.905    0.30   1.80809    22.8
17          3.157  (可変)
18          9.193    1.75   1.49710    81.6
19*      1250.502  (可変)
20          ∞       0.80   1.51633    64.1
21          ∞       1.47
像面        ∞
非球面データ
第13面
K =-7.30124e-001  A 4=-4.00919e-004  A 6=-1.93642e-004  A 8= 2.51256e-005  A10=-9.45722e-006
第14面
K = 7.83600e+001  A 4= 7.37630e-004  A 6=-1.21402e-004  A 8= 7.58461e-006  A10=-6.92897e-006
第19面
K =-6.99297e+005  A 4= 1.04566e-004  A 6= 3.52363e-006  A 8=-2.21243e-007  A10= 4.11737e-009
各種データ
ズーム比     10.93
焦点距離       4.20    15.08    45.90
Fナンバー      3.54     5.10     7.10
半画角        36.44    14.41     4.83
像高           3.10     3.88     3.88
レンズ全長    36.34    41.57    55.61
BF             6.91    10.58     5.74
d 5            0.30     8.27    15.56
d11           12.96     3.21     0.65
d17            2.50     5.85    20.00
d19            4.92     8.58     3.74
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      30.83         4.82        -0.39         -3.25
2    6      -5.96         5.67         0.50         -4.06
3   13      10.36         1.42        -2.00         -2.28
4   18      18.62         1.75        -0.01         -1.18
【００６５】
［数値実施例７］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         27.422    0.60   2.00330    28.3
2         18.220    2.50   1.69680    55.5
3         46.173    0.05
4         20.940    1.67   1.69680    55.5
5         78.930  (可変)
6*      3980.657    0.35   1.85135    40.1
7*         5.732    3.00
8        -21.104    0.30   1.77250    49.6
9         17.959    0.05
10         11.522    1.32   1.95906    17.5
11         69.019  (可変)
12          ∞      -0.40
13*         4.041    1.47   1.77250    49.5
14*       -20.933    0.05
15(絞り)    ∞       0.00
16          9.086    0.30   1.80809    22.8
17          3.155  (可変)
18         13.199    1.75   1.60342    38.0
19       -200.848  (可変)
20          ∞       0.80   1.51633    64.1
21          ∞       1.05
像面        ∞
非球面データ
第6面
K = 2.10609e+005  A 4= 1.05010e-004  A 6=-6.65952e-007  A 8=-1.24796e-008  A10= 1.72007e-010
第7面
K = 3.46381e-001  A 4=-1.22009e-004  A 6= 9.48133e-006  A 8= 1.51328e-007  A10=-1.37714e-008
第13面
K =-6.42555e-001  A 4=-9.07913e-004  A 6=-2.09051e-004  A 8= 8.89564e-005  A10=-2.61367e-005
第14面
K = 2.88373e+001  A 4=-1.35113e-004  A 6=-1.02505e-004  A 8= 6.13953e-005  A10=-3.10887e-005
各種データ
ズーム比     11.40
焦点距離       4.39    14.16    50.04
Fナンバー      3.61     4.99     7.10
半画角        36.89    15.30     4.43
像高           3.29     3.88     3.88
レンズ全長    35.47    42.56    58.96
BF             7.96    11.18     6.57
d 5            0.30     9.95    19.09
d11           12.52     4.34     0.95
d17            1.68     4.08    19.33
d19            6.38     9.60     4.99
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      34.19         4.82         0.15         -2.65
2    6      -6.15         5.02         0.38         -3.61
3   13      10.42         1.42        -2.01         -2.28
4   18      20.59         1.75         0.07         -1.03
【００６６】
［数値実施例８］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         15.586    0.60   2.00272    19.3
2         13.996    2.50   1.49700    81.5
3*       184.619  (可変)
4        -36.294    0.35   1.83481    42.7
5          7.627    2.65
6        -41.173    0.30   1.77250    49.6
7         13.280    0.05
8         12.206    1.32   1.95906    17.5
9        116.784  (可変)
10          ∞      -0.40
11*         3.995    1.47   1.77250    49.5
12*       -23.271    0.05
13(絞り)    ∞       0.00
14          9.558    0.30   1.80809    22.8
15          3.271  (可変)
16         13.469    1.75   1.49710    81.6
17*      34424.339  (可変)
18          ∞       0.80   1.51633    64.1
19          ∞       1.08
像面        ∞
非球面データ
第3面
K = 1.02582e+002  A 4= 2.68532e-006  A 6=-2.25408e-009  A 8= 5.65487e-009  A10=-1.50882e-010
第11面
K =-4.03787e-001  A 4=-4.48042e-004  A 6=-1.63768e-004  A 8= 4.52067e-005  A10=-8.65838e-006
第12面
K = 1.29849e+001  A 4= 9.23058e-004  A 6=-7.06981e-005  A 8= 2.78078e-006  A10=-5.45583e-006
第17面
K =-1.06621e+009  A 4=-3.08111e-005  A 6= 1.05650e-005  A 8=-1.00997e-006  A10= 2.29176e-008
各種データ
ズーム比     10.28
広角     中間     望遠
焦点距離       4.46    13.45    45.90
Fナンバー      3.41     5.49     7.10
半画角        34.78    16.07     4.83
像高           3.10     3.88     3.88
レンズ全長    36.08    35.53    56.52
BF             7.32    12.88     6.51
d 3            0.47     2.97    18.81
d 9           15.01     3.51     0.79
d15            2.34     5.23    19.46
d17            5.71    11.27     4.91
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      37.89         3.10        -0.61         -2.56
2    4      -7.07         4.67         0.27         -3.41
3   11      10.15         1.42        -1.94         -2.23
4   16      27.10         1.75        -0.00         -1.17
【００６７】
【表１】
2015102802.tif 000003
【００６８】
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１７を用いて説明する。図１７において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜８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画像の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、小型かつ高倍率で、全てのズーム領域において良好な光学性能を有する撮像装置が得られる。
【符号の説明】
【００６９】
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  開口絞り
ＦＳ  フレアー絞り
Ｇ  光学フィルター
ＩＰ  像面
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
ΔＳ  サジタル像面
ΔＭ  メリディオナル像面
ω  半画角
Ｆｎｏ  Ｆナンバー
【図１】
2015102802.tif 000004
【図２】
2015102802.tif 000005
【図３】
2015102802.tif 000006
【図４】
2015102802.tif 000007
【図５】
2015102802.tif 000008
【図６】
2015102802.tif 000009
【図７】
2015102802.tif 000010
【図８】
2015102802.tif 000011
【図９】
2015102802.tif 000012
【図１０】
2015102802.tif 000013
【図１１】
2015102802.tif 000014
【図１２】
2015102802.tif 000015
【図１３】
2015102802.tif 000016
【図１４】
2015102802.tif 000017
【図１５】
2015102802.tif 000018
【図１６】
2015102802.tif 000019
【図１７】
2015102802.tif 000020