(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、開口絞り、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、前記第１レンズ群は不動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少するように、前記第２、第４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、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズからなり、前記第３、第４レンズ群は２つ以上のレンズからなり、前記第１、第３レンズ群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の光軸上の厚さをＴ１、広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の主点間隔をＨ１２とするとき、
−５．０＜Ｈ１２/ｆｗ＜−０．２
１．５＜ｆ１/ｆ３＜４．０
２．０＜Ｔ１/ｆｗ＜１０．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
広角端における空気換算でのバックフォーカスをＢＦｗとするとき、
０．５＜ＢＦｗ／ｆｗ＜１０．０
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】
全系のレンズ全長をＴＤとするとき、
１５．０＜ＴＤ／ｆｗ＜４０．０
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２レンズ群の広角端と望遠端の光軸上での位置の差をＭ２、前記第３レンズ群の広角端と望遠端の光軸上の位置の差をＭ３とするとき、
０．０≦｜Ｍ３／Ｍ２｜＜１．５
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第３レンズ群の広角端と望遠端の光軸上の位置の差をＭ３とするとき、
０．０≦｜Ｍ３｜／ｆｗ＜１０．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項６】

５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
広角端と望遠端における前記第２レンズ群の横倍率を各々β２ｗ、β２ｔ、広角端と望遠端における前記第３レンズ群の横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとするとき、
１．０＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第２レンズ群の広角端と望遠端の光軸上での位置の差をＭ２、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
２．０＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜３．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第３レンズ群の全部又は一部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ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記開口絞りがズーミングに際して移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズより成ることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のズームレンズと該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズに関し、特にビデオカメラ、監視カメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩写真用カメラ等の撮像装置に用いる撮像レンズとして好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いたビデオカメラ、監視用カメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いる撮影光学系には、全系が小型で広角化のズームレンズであることが求められている。さらに、固体撮像素子の高精細化に対応できるように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であることが要望されている。これらの要求を満足するズームレンズとして、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１乃至第４レンズ群を有する４群ズームレンズが知られている。
【０００３】
このうち、第２レンズ群または第２レンズ群と第３レンズ群を移動させて変倍を行い、第４レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共にフォーカシングを行う、所謂リアフォーカスタイプの４群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７２１８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像装置に用いる撮影レンズ系（撮影光学系）には、広画角で高ズーム比（高倍率）で全系が小型であることが強く望まれている。また、撮像素子の高画素化に伴い、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有していることが要望されている。広画角化及び高ズーム比化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、ズームタイプ、各レンズ群の屈折力そして各レンズ群のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。
【０００６】
特に前述したズームタイプのリヤーフォーカス式の４群ズームレンズでは、第１レンズ群と第２レンズ群の光軸上の位置関係や、第１、第３レンズ群の屈折力（焦点距離の逆数）、そして第１レンズ群のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。この他、好ましくは変倍用の第２、第３レンズ群のズーミングに伴う移動距離（移動量）や結像倍率等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成を適切に設定しないと、全系の小型化を図りつつ、広画角化及び高ズーム比化を図り、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るのが困難になってくる。
【０００７】
本発明は全系が小型で広画角かつ高ズーム比で、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】
【０００８】
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、開口絞り、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、前記第１レンズ群は不動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少するように、前記第２、第４レンズ群が移動するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズからなり、前記第３、第４レンズ群は２つ以上のレンズからなり、前記第１、第３レンズ群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の光軸上の厚さをＴ１、広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の主点間隔をＨ１２とするとき、
−５．０＜Ｈ１２/ｆｗ＜−０．２
１．５＜ｆ１/ｆ３＜４．０
２．０＜Ｔ１/ｆｗ＜１０．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、全系が小型で広画角かつ高ズーム比で、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が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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における諸収差図
【図３】実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例２のズームレンズの広角端における諸収差図
【図５】実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例３のズームレンズの広角端における諸収差図
【図７】実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例４のズームレンズの広角端における諸収差図
【図９】実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例５のズームレンズの広角端における諸収差図
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）  実施例１のズームレンズの広角端と望遠端における標準状態の横収差図
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）  実施例１のズームレンズの広角端と望遠端における防振時の横収差図
【図１３】本発明のビデオカメラの要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有する。そしてズーミングに際して第１レンズ群は不動であり、少なくとも第２、第４レンズ群が光軸上を移動する。本発明のズームレンズは、第１レンズ群の物体側又は第４レンズ群の像側の少なくとも一方に屈折力のあるレンズ群が配置されていても良い。
【００１２】
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、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。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、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。
【００１３】
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、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。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、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。
【００１４】
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、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。図１１（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端における防振を行なっていない標準状態の横収差図である。図１２（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端において３°の、望遠端において０．３°の防振時の横収差図である。図１３は本発明のズームレンズを搭載するビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００１５】
実施例１乃至５のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が物体側で、右方が像側である。レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置しており、ズーミングに際して不動又は移動している。
【００１６】
Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、デジタルスチルカメラやビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の撮像面が銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。球面収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線、ｇ線を表している。非点収差図においてΔＭ、ΔＳは各々ｄ線におけるメリジオナル像面、サジタル像面を表している。歪曲収差においてはｄ線を表示し、倍率色収差においてはｄ線に対するｇ線の収差を表示している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
【００１７】
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群（第２レンズ群）が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第２レンズ群Ｌ２を像側に移動させている。また第３レンズ群Ｌ３を物体側に単調又は凸状の軌跡で移動することによって変倍を行う。また、第４レンズ群L４を物体側に凸状の軌跡で移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。尚、第３レンズ群Ｌ３はズーミングに際して不動であっても良い。
【００１８】
広角端から望遠端へのズーミングに際して図１、図３、図５の実施例１、２、３では、第２レンズ群Ｌ２が像側へ、第３レンズ群Ｌ３が物体側へ、第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸状の軌跡で移動する。図７の実施例４では第２レンズ群Ｌ２が像側へ、第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸状の軌跡で移動する。図９の実施例５では、第２レンズ群Ｌ２が像側へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は物体側へ凸状の軌跡で移動し、第４レンズ群Ｌ４は像側へ移動する。
【００１９】
また、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。又、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印Ｆに示すように第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことで行っている。
【００２０】
又、撮影時には、第３レンズ群Ｌ３の全部または一部を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させる事によって撮影画像を光軸に対して垂直方向に移動させている。これによってズームレンズが振動したときの撮影画像のブレを補正している。即ち防振を行なっている。
【００２１】
図１１（Ａ）、（Ｂ）は実施例１において防振を行なっていない標準状態の横収差図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）は、実施例１において第３レンズ群Ｌ３全体で防振を行なったときの広角端（３度の防振）と望遠端（０．３°の防振）での横収差が良好に補正されていることがわかる。各実施例のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰ、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成されている。
【００２２】
そして広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１は不動である。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が増大し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が減少するように、第２、第４レンズ群Ｌ４が移動する。第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズからなっている。第３、第４レンズ群Ｌ３、Ｌ４は２つ以上のレンズからなっている。
【００２３】
そして第１、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ３の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３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の光軸上の厚さをＴ１とする。広角端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔をＨ１２とする。このとき、
−５．０＜Ｈ１２/ｆｗ＜−０．２    ・・・（１）
１．５＜ｆ１/ｆ３＜４．０          ・・・（２）
２．０＜Ｔ１/ｆｗ＜１０．０        ・・・（３）
なる条件式を満足している。
【００２４】
各実施例では、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力のレンズ群より構成し、ズーミングに際しての各レンズ群の移動条件、第１レンズ群Ｌ１のレンズ構成及び第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比等を前述の如く適切に設定している。これにより広画角、高ズーム比化、そして全系の小型化を達成しつつも全ズーム領域で良好な光学性能を得ている。特に入射瞳の位置を物体側に配置させるようにして、諸収差を良好に補正しつつ前玉有効径の小型化を容易にしている。
【００２５】
また第１レンズ群Ｌ１を前述の如く構成している。特に前玉有効径を抑えつつ、広画角化を容易にするため、負レンズが最も物体側に位置するようにしている。そして、第１レンズより出る光線を大きく曲げることにより、第１レンズによって発生した像面湾曲を補正している。また、第３、第４レンズ群Ｌ３、Ｌ４が２つ以上のレンズを有するようにして、全系を小型化してもズーム全域で良好な性能を維持するとともに、ズーミングに際して発生した色収差、像面湾曲等を良好に補正している。
【００２６】
ここで条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔と広角端における全系の焦点距離の比を適切に設定するものである。広画角でありながら全系が小型でかつズーム全域において良好な光学性能となるズームレンズを得るためのものである。
【００２７】
条件式（１）の上限値を超えると、広角端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔が長くなりすぎてしまい、全長や前玉有効径が大型化してくる。また、下限値を超えると、広角端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔が短くなりすぎてしまい、望遠端における軸上色収差やズーム全域における像面湾曲の変動を抑えることが困難となる。
【００２８】
条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を適切に設定するものである。広画角でありながら全系が小型でかつズーム全域において良好な光学性能となるズームレンズを得るためのものである。条件式（２）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなりすぎてしまい、全長や前玉有効径が大型化してくる。また、下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎてしまい、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動を抑えることが困難となる。
【００２９】
条件式（３）は第１レンズ群の光軸上の厚みと広角端の焦点距離の比を適切に設定するものである。広画角でありながら全系が小型でかつズーム全域において良好な光学性能となるズームレンズを得るためのものである。条件式（３）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の光軸上の厚みが長くなりすぎてしまい、全長や前玉有効径が大型化してくる。また、下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の光軸上の厚みが薄くなりすぎてしまい、また、正レンズのコバの厚みを十分長く確保するのが困難になり、製造が困難になる。
【００３０】
更に好ましくは条件式（１）〜（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。まず条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３１】
−３．５＜Ｈ１２／ｆｗ＜−０．３ ・・・（１ａ）
条件式（１ａ）の範囲に設定することで、広角端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔をより適切に設定することが出来る。この為、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易になる。また、望遠端における軸上色収差やズーム全域における像面湾曲の変動を抑えることが容易となる。また条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３２】
１．５＜ｆ１／ｆ３＜２．１    ・・・（２ａ）
条件式（２ａ）の範囲に設定することで、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比をより適切に設定することが出来る為、全長や前玉有効径が大型化するのを、抑制することが容易になる。また、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動を抑えることが容易となる。また条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３３】
４．０＜Ｔ１／ｆｗ＜５．５    ・・・（３ａ）
条件式（３ａ）の範囲に設定することで、第１レンズ群Ｌ１の光軸上の厚みと広角端における全系の焦点距離の比をより適切に設定することが出来る。この為、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易となる。また、コバの厚みを確保するのが容易になり、製造することが容易となる。これにより各実施例においては、小型で広画角、高ズーム比としつつもズーム全域で諸収差が良好に補正されたズームレンズを得るのが容易となる。
【００３４】
本発明のズームレンズは、以上のような構成を満足することにより実現されるが、高ズーム比及び全系の小型化を維持しつつ更に光学性能を良好に維持するためには、以下の条件式のうち１以上を満足することが望ましい。広角端における空気換算でのバックフォーカスをＢＦＷとする。全系のレンズ全長をＴＤとする。ここでレンズ全長とは第１レンズ面から最終レンズ面までの距離に空気換算でのバックフォーカスを加えた値である。第２レンズ群Ｌ２の広角端と望遠端の光軸上での位置の差をＭ２とする。第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における光軸上の位置の差をＭ３とする。
【００３５】
ここで位置の差はレンズ群が移動し、広角端に比べて望遠端において物体側に位置するときの符号を負とし、像側に位置するときの符号を正とする。実施例４において第３レンズ群Ｌ３は不動であるので位置の差Ｍ３は０となる。広角端と望遠端における第２レンズ群Ｌ２の横倍率を各々β２ｗ、β２ｔとする。広角端と望遠端における第３レンズ群Ｌ３の横倍率をβ３ｗ、β３ｔとする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。
【００３６】
このとき、
０．５＜ＢＦｗ／ｆｗ＜１０．０          ・・・（４）
１５．０＜ＴＤ／ｆｗ＜４０．０          ・・・（５）
０．０≦｜Ｍ３／Ｍ２｜＜１．５          ・・・（６）
０．０≦｜Ｍ３｜／ｆｗ＜１０．０        ・・・（７）
５．０＜ｆ１／ｆｗ＜１５．０            ・・・（８）
１．０＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜５．０    ・・・（９）
２．０＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜３．５                          ・・・（１０）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３７】
条件式（４）は広角端のバックフォーカスと広角端における全系の焦点距離の比を適切に設定するものである。広画角でありながら全系が小型でかつズーム全域において良好な光学性能となるズームレンズを得るためのものである。条件式（４）の上限値を超えると、広角端のバックフォーカスが長くなりすぎてしまい、全長や前玉有効径が大型化してくる。また、下限値を超えると、広角端のバックフォーカスが短くなりすぎてしまい、最終レンズと像面との間に光学フィルター等の光学部材を配置することが困難となる。
【００３８】
条件式（５）は物体側の第１レンズ面から像面迄の長さと広角端における全系の焦点距離の比を適切に設定するものである。広画角でありながら全系が小型でかつズーム全域において良好な光学性能となるズームレンズを得るためのものである。条件式（５）の上限値を超えると物体側の第１レンズ面から像面迄の長さが長くなりすぎてしまい、前玉有効径が大型化してくる。また、下限値を超えると、各レンズ群の屈折力が強くなりすぎてしまい、望遠端において軸上色収差が増大し、更にズーム全域における像面湾曲の変動を抑えることが困難となる。
【００３９】
条件式（６）は広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の移動距離と、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の移動距離の比を適切に設定するものである。広画角でありながら全系が小型でかつズーム全域において良好な光学性能となるズームレンズを得るためのものである。第３レンズ群Ｌ３がズーミングに際して不動のときはＭ３＝０である。
【００４０】
条件式（６）の上限値を超えると第３レンズ群Ｌ３の移動距離に対し、第２レンズ群Ｌ２の移動距離が短くなりすぎてしまい、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動を抑えることが困難となる。また、下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の移動距離に対し、第２レンズ群Ｌ２の移動距離が長くなりすぎてしまい、全長や前玉有効径が大型化してくる。条件式（７）は広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の移動距離と、広角端における全系の焦点距離の比を適切に設定するものである。広画角でありながら全系が小型でかつズーム全域において良好な光学性能となるズームレンズを得るためのものである。
【００４１】
条件式（７）の上限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の移動距離が長くなりすぎてしまい、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動を抑えることが困難となる。また、下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の移動距離が短くなりすぎてしまい、全長が大型化してくる。
【００４２】
条件式（８）は第１レンズ群Ｌ１と広角端における全系の焦点距離との比を適切に設定するものである。広画角でありながら全系が小型でかつズーム全域において良好な光学性能となるズームレンズを得るためのものである。条件式（８）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が大きくなりすぎてしまい、収差補正は容易になるが、全長や前玉有効径が大型化してくる。また、下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が小さくなりすぎてしまい、望遠端において球面収差や軸上色収差やコマ収差の補正が困難となる。
【００４３】
条件式（９）は第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の変倍分担比を適切に設定するものである。変倍を複数のレンズ群に分割するとズーム全域の諸収差を良好に補正することが容易になる。条件式（９）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が大きくなりすぎてしまい、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動を抑えることが困難となる。また、下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が大きくなりすぎてしまい、全長や前玉有効径が大型化してくる。
【００４４】
条件式（１０）は第２レンズ群Ｌ２の移動距離と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定するものである。条件式（１０）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際して移動距離が多くなりすぎてしまい、全長や前玉有効径が大型化してくる。また、下限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際して移動距離が小さくなりすぎてしまい、所定の倍率を得るのに第３レンズ群Ｌ３の移動距離を増やせねばならず、全長や前玉有効径が大型化してくる。第２レンズ群Ｌ２は物体側より像側へ順に負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズより構成するのがズーミングの際の収差変動を少なくするのに好ましい。
【００４５】
更に好ましくは条件式（４）〜条件式（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。まず、条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４６】
１．０＜ＢＦｗ／ｆｗ＜６．０              ・・・（４ａ）
条件式（４ａ）の範囲に設定することで、広角端のバックフォーカスと広角端における全系の焦点距離の比をより適切に設定することが出来る。この為、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易になる。また、光学フィルター等の光学部材を配置することが容易となる。また、条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４７】
２０．０＜ＴＤ／ｆｗ＜３３．０  ・・・（５ａ）
条件式（５ａ）の範囲に設定することで、物体側の第１レンズ面から像面迄の長さと広角端における全系の焦点距離の比をより適切に設定することが出来る。この為、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易となる。また、望遠端における軸上色収差やコマ収差及びズーム全域における像面湾曲の変動を抑えることが容易となる。また条件式（６）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４８】
０．０≦｜Ｍ３／Ｍ２｜＜０．７      ・・・（６ａ）
条件式（６ａ）の範囲に設定することで、第３レンズ群Ｌ３のズーミングに際しての移動量に対し、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際しての移動量をより適切に設定することが出来る。この為、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易になる。また、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動を抑えることが容易となる。また、条件式（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４９】
０．０≦｜Ｍ３｜／ｆｗ＜６．０      ・・・（７ａ）
条件式（７ａ）の範囲に設定することで広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の最大移動距離と、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の移動距離の比をより適切に設定することが出来る。この為、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易になる。また、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動を抑えることが容易となる。また、条件式（８）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００５０】
８．５＜ｆ１／ｆｗ＜１２．５            ・・・（８ａ）
条件式（８ａ）の範囲に設定することで、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をより適切に設定出来る。この為、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易になる。また、望遠端において、球面収差や軸上色収差やコマ収差の補正をより良好に補正することが容易になる。また、条件式（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００５１】
１.５＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜３．５  ・・・（９ａ）
条件式（９a）の範囲に設定することで、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担をより適切に設定することが出来る。この為、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動をより良好に補正することが容易になる。また、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易になる。また、条件式（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００５２】
２．３＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜３．４                  ・・・（１０ａ）
条件式（１０a）の範囲に設定することで、第２レンズ群Ｌ２の移動距離をより適切に設定することが出来る。この為、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制し、ズーム全域における非点収差やコマ収差及び像面湾曲の変動をより良好に補正することが容易になる。また、全長や前玉有効径が大型化するのを抑制することが容易になる。各実施例において、収差補正上更に好ましくは、絞りより像側の第３、第４レンズ群Ｌ３、Ｌ４の全体としてのレンズ枚数を５以上とするのがよい。
【００５３】
更に好ましくは、広角端から望遠端へのズーミングに際して絞りＳＰまたは絞りユニットを物体側に凸状の軌跡で移動させるのがよい。更に好ましくは、第２レンズ群は負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズを有するのがよい。尚、各実施例において、諸収差のうち歪曲収差の補正を電気的な画像処理によって補正しても良い。
【００５４】
以上のように各実施例では、ズームタイプ、各レンズ群の屈折力等を適切に設定している。これにより、広画角化しつつ、広角端から望遠端までの全ズーム範囲にわたり色収差や像面湾曲などを良好に補正している。特にズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を不動とし、前述の如く各要素を設定することにより、広画角でありながら全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有した小型のズームレンズを得ている。この他各実施例によれば、画角が８０°以上の広画角かつ１０〜２０倍程度の高ズーム比に対応し、小型で広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり、又無限遠物体距離から至近物体距離に至る全物体距離にわたり高い光学性能を有したズームレンズを得ている。
【００５５】
以下に、実施例１〜５に各々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は物体側からの面の順番を示し、ｒｉは第ｉ番目（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線を基準とした第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。また、数値実施例１〜５では最も像側の２つの面は光学ブロックに相当する平面である。非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてＸとする。光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８を各々非球面係数とする。このとき
【００５６】
【数１】
0005665489.tif 000002
【００５７】
なる式で表している。＊は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０−ｘを意味している。前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００５８】
数値実施例１
面データ
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1       -380.702    1.35   1.90366    31.3 
2         38.575    3.15 
3        115.168    3.13   1.72916    54.7 
4       -188.992    0.18 
5         78.282    1.35   1.72825    28.5 
6         31.108    5.13   1.83481    42.7 
7       -601.451    0.18 
8         30.855    4.04   1.72916    54.7 
9      -1814.505  (可変) 
10        211.256    0.70   1.90366    31.3 
11          6.994    2.38 
12       -356.214    0.60   1.92286    18.9 
13         29.264    1.63 
14        -12.821    0.60   1.88300    40.8 
15       3087.761    0.20 
16         33.849    2.40   1.92286    18.9 
17        -16.448  (可変) 
18(絞り)    ∞     (可変) 
19*        10.785    2.82   1.58313    59.4 
20      -1000.000    6.35 
21         31.263    0.60   1.84666    23.9 
22          9.920    0.60 
23*        19.406    2.05   1.58313    59.4 
24       -101.225  (可変) 
25         10.346    3.50   1.51633    64.1 
26        -11.860    0.89   1.84666    23.9 
27        -27.227  (可変) 
28          ∞       0.50   1.54400    60.0 
29          ∞       2.87
像面        ∞
非球面データ
第19面
K =-6.89675e-001  A 4=-7.92673e-006  A 6= 1.10342e-007  A 8=-1.26501e-009
第23面
K =-1.03383e+000  A 4=-2.31662e-005
各種データ
ズーム比      9.85
広角     中間     望遠
焦点距離       3.52    15.88    34.66 
Fナンバー      1.85     2.61     2.88
半画角（度）  38.18    10.68     4.93
レンズ全長    90.32    90.32    90.32 
d 9            0.59    18.44    24.80 
d17           26.53     8.68     2.32 
d18            8.09     2.25     2.03 
d24            2.00     3.82     4.50 
d27            5.91     9.93     9.46 
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      35.52
2   10      -8.42
3   19      23.58
4   25      19.08
【００５９】
数値実施例２
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        -99.101    1.35   1.90721    27.9 
2         37.844    1.82 
3         42.833    3.36   1.48749    70.4 
4        530.218    0.18 
5        126.072    0.55   1.90942    25.4 
6         63.150    4.15   1.88300    40.8 
7        -62.932    0.18 
8         39.838    3.57   1.88300    40.8 
9        343.830  (可変) 
10         68.427    0.70   1.91316    23.6 
11          7.135    2.50 
12        -42.334    0.60   1.90253    31.7 
13         22.079    1.77 
14        -12.259    1.44   1.88294    40.8 
15        -30.772    0.10 
16         53.054    2.28   1.92286    18.9 
17        -16.860  (可変) 
18(絞り)    ∞     (可変) 
19*        10.555    3.12   1.58313    59.4 
20*       -64.128    6.34 
21         59.706    1.00   1.79088    23.2 
22          7.065    1.10 
23*         8.610    4.43   1.58313    59.4 
24       -500.000  (可変) 
25          9.655    3.31   1.48749    70.4 
26        -14.871    1.10   1.92286    18.9 
27        -30.439  (可変) 
28          ∞       0.50   1.51633    64.1 
像面        ∞
非球面データ
第19面
K = 1.47680e-001  A 4=-7.21471e-005  A 6= 4.71537e-009  A 8=-2.68497e-009
第20面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.26534e-005  A 6= 4.87450e-007 
第23面
K =-2.55240e-001  A 4=-5.41365e-006
各種データ
ズーム比     11.40
広角     中間     望遠
焦点距離       3.35    16.31    38.20 
Fナンバー      1.85     3.07     3.50
半画角（度）  42.11    10.52     4.53
像高           3.03     3.03     3.03 
レンズ全長    98.42    98.42    98.42 
d 9            0.50    23.04    31.08 
d17           32.88    10.34     2.30 
d18           10.19     2.28     2.17 
d24            5.90    10.22    10.50 
d27            3.52     7.10     6.93 
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      40.98
2   10      -9.40
3   19      20.49
4   25      19.61
【００６０】
数値実施例３
単位 mm
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1       -994.625    1.35   1.85997    32.6 
2         33.776    3.53 
3        191.930    2.56   1.81382    45.4 
4       -361.868    0.18 
5         36.909    1.35   1.90824    26.3 
6         30.666    4.21   1.55001    64.1 
7       -127.659    0.18 
8         42.705    3.08   1.74733    52.2 
9       -182.732  (可変) 
10        349.261    0.70   1.88299    40.8 
11          7.885    3.23 
12        -26.984    0.60   1.92286    18.9 
13       -110.745    1.16 
14        -16.571    0.60   1.88227    40.8 
15      -1925.456    0.23 
16         36.337    2.04   1.92286    18.9 
17        -22.749  (可変) 
18(絞り)    ∞     (可変) 
19*        12.991    3.57   1.58313    59.4 
20       -700.184    5.32 
21         27.478    0.60   1.84666    23.9 
22         11.227    0.66 
23*        17.366    2.37   1.58313    59.4 
24       -500.000  (可変) 
25         13.925    3.30   1.48749    70.4 
26        -22.518    1.10   1.84666    23.9 
27        -62.367  (可変) 
28          ∞       0.50   1.51633    64.1 
像面        ∞
非球面データ
第19面
K = 6.09674e-001  A 4=-7.30919e-005  A 6=-3.98760e-007  A 8=-4.94478e-009
第23面
K = 1.60236e+000  A 4=-6.13804e-005
各種データ
ズーム比     19.53
焦点距離       3.47    25.36    67.78    41.98    11.96 
Fナンバー      1.85     3.07     3.50     3.33     2.49
半画角（度）  41.12     6.81     2.56     4.13    14.22
像高           3.03     3.03     3.03     3.03     3.03 
レンズ全長   113.62   113.62   113.62   113.62   113.62 
d 9            0.50    23.11    31.17    28.02    12.35 
d17           33.15     4.73     2.48     2.87    14.20 
d18           20.88     8.30     2.35     5.40    10.92 
d24            7.65    18.73    22.70    18.42    23.91 
d27            9.00    16.31    12.48    16.47     9.82 
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      40.50
2   10      -9.34
4   19      25.27
5   25      30.62
【００６１】
数値実施例４
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        -72.176    1.35   1.76700    30.6 
2         49.925    3.17 
3        533.858    3.27   1.71756    55.1 
4        -74.913    0.18 
5         49.996    1.35   1.54745    43.1 
6         29.995    5.94   1.48749    70.4 
7       -112.011    0.18 
8         32.296    4.02   1.72916    54.7 
9        714.717  (可変) 
10         41.271    0.70   1.71142    55.3 
11          6.512    3.07 
12       -122.871    0.60   1.92286    18.9 
13        -55.400    0.60 
14        -23.643    0.60   1.72916    54.7 
15         17.051    0.54 
16         11.776    1.69   1.92286    18.9 
17         23.221  (可変) 
18(絞り)    ∞       2.15 
19*        11.229    2.80   1.58313    59.4 
20      -1000.000    2.62 
21         24.582    0.60   1.84666    23.9 
22         12.000    0.60 
23*        22.519    2.01   1.58313    59.4 
24       -500.000  (可変) 
25         14.491    3.23   1.51633    64.1 
26        -10.716    0.60   1.84666    23.9 
27        -20.786  (可変) 
28          ∞       0.50   1.51633    64.1 
像面        ∞
非球面データ
第19面
K =-1.14265e-001  A 4=-4.17527e-005  A 6=-1.37092e-007  A 8=-4.85474e-009
第23面
K =-9.76842e-001  A 4=-6.57267e-005
各種データ
ズーム比      9.77
広角     中間     望遠
焦点距離       4.22    17.48    41.24 
Fナンバー      1.85     3.07     3.50
半画角（度）  35.66     9.83     4.20
像高           3.03     3.03     3.03 
レンズ全長    90.99    90.99    90.99 
d 9            0.50    20.07    27.04 
d17           29.36     9.79     2.82 
d24            9.13     3.68     4.08 
d27            9.64    15.08    14.69 
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      37.80
2   10      -8.00
3   19      21.69
4   25      22.38
【００６２】
数値実施例５
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        -45.656    0.90   2.00060    25.5 
2         45.594    1.13 
3         50.301    4.21   1.52679    75.0 
4        -47.611    0.18 
5       2172.727    0.55   1.85258    22.8 
6         90.235    3.55   1.99334    26.0 
7        -76.694    0.18 
8         52.391    2.87   1.88300    40.8 
9       -147.508  (可変) 
10        228.099    0.70   1.91554    28.7 
11          7.638    3.75 
12*       -11.760    1.00   1.88300    40.8 
13*       -66.035    0.86 
14        -39.761    0.60   1.57730    40.1 
15       -195.558    1.03 
16       2922.226    2.01   2.00060    25.5 
17        -15.808  (可変) 
18(絞り)    ∞     (可変) 
19*        11.037    3.89   1.55332    71.7 
20*       -32.257    8.55 
21       -495.353    0.23   1.79143    21.6 
22          6.397    0.95 
23*         9.687    3.45   1.72685    54.8 
24*      -100.000  (可変) 
25*       -66.101    3.89   1.80205    46.4 
26         -5.051    1.10   1.77529    22.2 
27         -7.710  (可変) 
28          ∞       0.50   1.51680    64.2 
像面
非球面データ
第12面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.81331e-005  A 6=-3.65398e-007  A 8= 1.91682e-008
第13面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.39610e-004
第19面
K = 1.15570e-002  A 4=-6.40872e-005  A 6=-6.72903e-008  A 8=-2.87431e-009
第20面
K = 0.00000e+000  A 4= 7.35012e-005  A 6=-3.75867e-008 
第23面
K = 7.74399e-001  A 4= 4.93278e-005
第24面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.22558e-005  A 6=-5.51779e-007 
第25面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.01364e-003  A 6=-1.09648e-005  A 8=-2.42048e-007
各種データ
ズーム比     11.31
広角     中間     望遠
焦点距離       3.35    20.17    37.88 
Fナンバー      1.85     3.07     3.50
半画角（度）  42.12     8.54     4.57
像高           3.03     3.03     3.03 
レンズ全長    96.73    96.73    96.73 
d 9            0.50    22.47    30.32 
d17           32.10    10.13     2.28 
d18           11.77     2.62     4.88 
d24            2.32    13.35    11.93 
d27            3.97     2.10     1.25 
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      40.76
2   10     -12.77
3   19      20.38
4   25      10.32
【００６３】
【表１】
0005665489.tif 000003
【００６４】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラの実施例を図１３を用いて説明する。図１３において、１０はビデオカメラ本体、１１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２は撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。１３は撮像素子１２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記憶するメモリ、１４は不図示の表示素子によって表示された被写体像を観察するためのファインダーである。このように本発明のズームレンズをビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。尚、本発明のズームレンズはデジタルスチルカメラにも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
Ｌ１：第１レンズ群  Ｌ２：第２レンズ群  Ｌ３：第３レンズ群  Ｌ４：第４レンズ群
ＳＰ：絞り    Ｇ：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    
DＳ：サジタル像面    DＭ：メリジオナル像面
【図１】
0005665489.tif 000004
【図２】
0005665489.tif 000005
【図３】
0005665489.tif 000006
【図４】
0005665489.tif 000007
【図５】
0005665489.tif 000008
【図６】
0005665489.tif 000009
【図７】
0005665489.tif 000010
【図８】
0005665489.tif 000011
【図１０】
0005665489.tif 000012
【図９】
0005665489.tif 000013
【図１１】
0005665489.tif 000014
【図１２】
0005665489.tif 000015
【図１３】
0005665489.tif 000016