(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に配置された、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、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動することによって隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、正レンズＧ１１から成り、
前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、
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、前記正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径をｒ１２、前記第２レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ２１、前記第２レンズ群に含まれる全ての負レンズの屈折率の平均値をＮｄ２ａとするとき、
２０．０＜ｆ１／ｆｗ＜１００．０
−０．５０＜（ｒ２１−ｒ１２）／（ｒ２１＋ｒ１２）＜０．００
１．８０＜Ｎｄ２ａ＜２．２０
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レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
５．０＜ｆ１／ｆ３＜２０．０
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】
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、
−０．９＜ｆ２／ｆ３＜−０．３
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】
０．１＜ｒ１２／ｆ１＜０．８
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レンズ群は正レンズを含み、該正レンズのアッベ数をνｄとするとき、
１０．０＜νｄ＜３０．０
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１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、負レンズ、負レンズ、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３レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズ、負レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第４レンズ群は、単一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】
前記第２レンズ群は、広角端から望遠端までのズーミングに際して、像側へ移動した後に物体側へ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】
物体側から像側へ順に配置された、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、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動することによって隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、正レンズＧ１１から成り、
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、前記正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径をｒ１２、前記第２レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ２１、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、
２０．０＜ｆ１／ｆｗ＜１００．０
−０．５０＜（ｒ２１−ｒ１２）／（ｒ２１＋ｒ１２）＜０．００
−０．９＜ｆ２／ｆ３＜−０．３
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１１】
物体側から像側へ順に配置された、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、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動することによって隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、正レンズＧ１１から成り、
前記第２レンズ群は、正レンズを含み、
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、前記正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径をｒ１２、前記第２レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ２１、前記第２レンズ群における前記正レンズのアッベ数をνｄとするとき、
２０．０＜ｆ１／ｆｗ＜１００．０
−０．５０＜（ｒ２１−ｒ１２）／（ｒ２１＋ｒ１２）＜０．００
１０．０＜νｄ＜３０．０
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１２】
請求項１乃至１１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。
【請求項１３】
収差を電気的に補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、特にデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ、放送用カメラ、フィルム用カメラ等の撮像装置に用いる撮像光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置、例えば動画撮影用のビデオカメラの撮像光学系においては、広画角で全系が小型のズームレンズが要求されている。従来、ビデオカメラに用い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レンズ群を有するポジティブリード型の４群ズームレンズが知られている。
【０００３】
このうち、ズーミングに際して第１レンズ群が不動で第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、４群ズームレンズが知られている（特許文献１，２）。また前述の４群ズームレンズにおいて第１レンズ群を１つの正レンズより構成し、全系の小型化を図った４群ズームレンズが知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−８２７４３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４５５６５号公報
【特許文献３】特開平１０‐０６２６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した構成のポジティブリード型の４群ズームレンズは全系の小型化及び広画角化を図るのが比較的容易である。しかしながら、全系の小型化及び広画角化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力、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。例えば広画角化を図ろうとすると、第１レンズ群へ入射する軸外光線の入射高さが高くなり、第１レンズ群の外径が大きくなって全系が大型化してくる。このため、第１レンズ群のレンズ構成、屈折力、レンズ形状等を適切に設定する必要がある。
【０００６】
この他、前述した４群ズームレンズにおいて高ズーム比化を図るにはズーミングに際して第１レンズ群を移動させるのが効果的である。しかしながら、ビデオカメラなどの動画撮影用のズームレンズにおいては、ズーミングに際して第１レンズ群を可動とすると動画撮影時の像ユレや落下時の耐衝撃性、防塵性が弱くなってくる。このため、ズーミングに際して第１レンズ群を不動とすることが望ましい。
【０００７】
本発明は、耐衝撃性が良く、広画角かつ全系が小型で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の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動することによって隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、正レンズＧ１１から成り、
前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、
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、前記正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径をｒ１２、前記第２レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ２１、前記第２レンズ群に含まれる全ての負レンズの屈折率の平均値をＮｄ２ａとするとき、
２０．０＜ｆ１／ｆｗ＜１００．０
−０．５０＜（ｒ２１−ｒ１２）／（ｒ２１＋ｒ１２）＜０．００
１．８０＜Ｎｄ２ａ＜２．２０
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明の他の側面に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動することによって隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、正レンズＧ１１から成り、
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、前記正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径をｒ１２、前記第２レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ２１、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、
２０．０＜ｆ１／ｆｗ＜１００．０
−０．５０＜（ｒ２１−ｒ１２）／（ｒ２１＋ｒ１２）＜０．００
−０．９＜ｆ２／ｆ３＜−０．３
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明の他の側面に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動することによって隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、正レンズＧ１１から成り、
前記第２レンズ群は、正レンズを含み、
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、前記正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径をｒ１２、前記第２レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面の曲率半径をｒ２１、前記第２レンズ群における前記正レンズのアッベ数をνｄとするとき、
２０．０＜ｆ１／ｆｗ＜１００．０
−０．５０＜（ｒ２１−ｒ１２）／（ｒ２１＋ｒ１２）＜０．００
１０．０＜νｄ＜３０．０
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、耐衝撃性が良く、広画角かつ全系が小型で良好な光学性能を有するズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【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、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】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
【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レンズ群より構成されている。そしてズーミングに際して、第１レンズ群は不動で第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が移動する。
【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。実施例１はズーム比２．９、Ｆナンバー１．２４〜１．８０のズームレンズである。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。実施例２はズーム比２．９０、Ｆナンバー１．２４〜１．８０のズームレンズである。
【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。実施例３はズーム比３．５２、Ｆナンバー１．２４〜１．８０のズームレンズである。
【００１４】
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。実施例４はズーム比４．９３、Ｆナンバー１．０８〜１．８０のズームレンズである。図９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】
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮像光学系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（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２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に位置している。矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡及びフォーカスの際の移動方向を示している。
【００１６】
各実施例のズームレンズは、ズーミングに際して開口絞りＳＰを不動としているが、適切な範囲で可動としても良い。これによればさらなる全系の小型化が容易になる。またズーミングに際して開口絞りＳＰの開口径を変化させても良い。これによれば望遠端において軸外光束による下線コマフレアをカットすることができ、より良好な光学性能を得ることが容易になる。
【００１７】
各実施例では開口絞りＳＰをズーミングに際して不動とし、撮像装置を簡素化している。ＧＢ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。
【００１８】
収差図のうち、球面収差においてｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図においてＭはメリジオナル像面、Ｓはサジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。また、ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角（度）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レンズ群が機構上光軸方向において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。
【００１９】
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が像側に凸状の軌跡で移動する。また、第３レンズ群Ｌ３は物体側に単調移動して変倍を行っている。即ち、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側へ移動した後に物体側へ移動する。
【００２０】
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。また、各実施例では、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシング（フォーカス）を行うリヤー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、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。第４レンズ群Ｌ４を物体側へ凸状の軌跡とすることで第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４間の空間の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を図っている。
【００２１】
尚、又、各実施例では望遠端において無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印４ｃ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。尚、フォーカシングは第４レンズ群Ｌ４ではなく、第２レンズ群Ｌ２の全てのレンズ、もしくは一部のレンズを光軸上に移動させて行ってもよい。
【００２２】
各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、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。そしてズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１は不動であり、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４が移動することによって隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
【００２３】
第２レンズ群Ｌ２は最も物体側に配置されたレンズＧ２１を有する。第１レンズ群Ｌ１はレンズＧ２１に隣接して配置された正レンズＧ１１を有する。第１レンズ群Ｌ１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。正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径をｒ１２、第２レンズ群のレンズＧ２１の物体側のレンズ面の曲率半径をｒ２１とする。このとき、
２０．０＜ｆ１／ｆｗ＜１００．０                              ・・・（１）
−０．５０＜（ｒ２１−ｒ１２）／（ｒ２１＋ｒ１２）＜０．００  ・・・（２）
なる条件式を満足する。
【００２４】
本発明は広画角かつ全系が小型のズームレンズを得るため、最も物体側の第１レンズ群Ｌ１をズーミングに際して不動とし、かつ１つの正レンズより構成している。第１レンズ群Ｌ１を１つのレンズより構成することで第１レンズ群Ｌ１の厚みを薄くし、また第１レンズ群Ｌ１の外径を小さくしている。そして条件式（１）及び条件式（２）を満足することにより、広画角化かつ全系の小型化を図りつつ、ズーム全域にわたって良好な光学性能を得ている。
【００２５】
条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（１）を満たすことで全系の小型化を図りつつ良好な光学性能を得ている。条件式（１）の下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎると、広角端において倍率色収差が増大し、またズーミングに際して像面湾曲の変動が増大してくる。また、第１レンズ群Ｌ１のレンズ厚が厚くなり、レンズ全長が長くなってくる。
【００２６】
一方、条件式（１）の上限値を越えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなりすぎると第２レンズ群Ｌ２での変倍効果が小さくなり、高いズーム比を得るために第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の移動量を増大せねばならず、レンズ全長が長くなってくる。
【００２７】
条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間の空気レンズの形状（シェイプファクター）を規定している。条件式（２）を満たすことで広画角でありながら前玉有効径の小型化を容易にしている。条件式（２）の下限値を超えて正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径が大きくなりすぎると、正レンズＧ１１に入射する軸外光線の入射高さが高くなり、前玉有効径が大きくなってくる。
【００２８】
一方、条件式（２）の上限値を超えて正レンズＧ１１の曲率半径が小さくなりすぎると、広角端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の、レンズ周辺部での間隔が狭くなってしまう。そのため、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を予め広く取らなければならず、この結果、レンズ全長が長くなってくる。
【００２９】
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。これにより広画角かつ全系が小型で良好な光学性能を持ったズームレンズを得ている。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。
３５．０＜ｆ１／ｆｗ＜８５．０      ・・・（１ａ）
−０．４５＜（ｒ２１−ｒ１２）／（ｒ２１＋ｒ１２）＜０．００  ・・・（２ａ）
各実施例において更に好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
【００３０】
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。第２レンズ群Ｌ２は少なくとも１枚の負レンズを有し、第２レンズ群Ｌ２に含まれる全ての負レンズの屈折率を平均した値（負レンズが１つのときは１つの負レンズの材料の屈折率）をＮｄ２ａとする。第２レンズ群Ｌ２は少なくとも１つの正レンズを有し、少なくとも１つの正レンズの材料のアッベ数をνｄとする。このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
【００３１】
５．０＜ｆ１／ｆ３＜２０．０      ・・・（３）
−０．９＜ｆ２／ｆ３＜−０．３    ・・・（４）
０．１＜ｒ１２／ｆ１＜０．８      ・・・（５）
１．８０＜Ｎｄ２ａ＜２．２０      ・・・（６）
１０．０＜νｄ＜３０．０          ・・・（７）
【００３２】
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比を規定している。条件式（３）を満たすことで全系の小型化を図りつつ、良好な光学性能を得ている。条件式（３）の下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長くなりすぎると、変倍のための第３レンズ群Ｌ３の移動量が長くなり、レンズ全長が長くなってくる。一方、条件式（３）の上限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短くなりすぎると、球面収差やコマ収差が増大してくる。
【００３３】
条件式（４）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比を規定している。条件式（４）を満たすことで全系の小型化を図りつつ良好な光学性能を得ている。条件式（４）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎると、変倍によって変動する像面を補正するための第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなり、レンズ全長が長くなってくる。一方、条件式（４）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると、広角端において像面湾曲が大きく発生してくる。
【００３４】
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１を構成する正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径と第１レンズ群Ｌ１（正レンズＧ１１）の焦点距離の比を規定している。条件式（５）を満たすことで広画角でありながら前玉有効径の小型化を容易にしている。条件式（５）の下限値を超えて正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径が小さくなりすぎると、広角端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の、レンズ周辺部での間隔が狭くなってくる。
【００３５】
そのため、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を予め広く取らなければならず、レンズ全長が長くなってくる。一方、条件式（５）の上限値を超えて正レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径が大きくなりすぎると、正レンズＧ１１に入射する軸外光線の入射高さが高くなり、前玉有効径が大きくなってくる。
【００３６】
条件式（６）は第２レンズ群Ｌ２に含まれる１つ以上の負レンズの材料の屈折率の平均値を規定している。ここで屈折率Ｎｄ２ａは第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズが１つのときは該１つの負レンズの材料の屈折率に相当する。条件式（６）を満たすことで広画角化と前玉有効径の小型化を図りつつ良好な光学性能を得ている。条件式（６）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズの材料の屈折率の平均値が小さくなりすぎると第２レンズ群Ｌ２のレンズ厚みが厚くなってしまい、その結果、レンズ全長が増大し、かつ前玉有効径が大きくなってくる。
【００３７】
一方、条件式（６）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズの材料の屈折率の平均値が大きくなりすぎると、ペッツバール和が正の方向に大きくなりすぎ、像面湾曲、非点収差の補正が困難となる。
【００３８】
条件式（７）は、第２レンズ群Ｌ２の少なくとも１つの正レンズの材料のアッベ数を規定している。条件式（７）を満たすことで特に、広角端において倍率色収差を良好に補正することができ、良好な光学性能を得るのが容易になる。条件式（７）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの材料のアッベ数が大きくなりすぎると、特に広角端において倍率色収差が補正不足となってくる。また、条件式（７）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの材料のアッベ数が小さくなりすぎると、特に広角端において倍率色収差が補正過剰になってくる。
【００３９】
なお、各実施例において、好ましくは条件式（３）乃至（７）の数値範囲を次のようにするのがよい。
７．０＜ｆ１／ｆ３＜１７．０          ・・・（３ａ）
−０．７＜ｆ２／ｆ３＜−０．５        ・・・（４ａ）
０．２＜ｒ１２／ｆ１＜０．６          ・・・（５ａ）
１．８５＜Ｎｄ２ａ＜２．１０          ・・・（６ａ）
１３．０＜νｄ＜２０．０              ・・・（７ａ）
【００４０】
各実施例では以上のように各要素を構成することにより、全系が小型で、広画角かつ高ズーム比であり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズが得られる。また以上の条件式は任意に複数組み合わせることにより、さらに本発明の効果を高めることができる。
【００４１】
次に各実施例の各レンズ群のレンズ構成について説明する。レンズ構成は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されているものとする。第１レンズ群Ｌ１は、物体側が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１１の１つのレンズで構成している。
【００４２】
実施例３は両レンズ面が非球面形状であり、これにより、歪曲収差の補正を容易としている。第２レンズ群Ｌ２は、物体側が凸でメニスカス形状の負レンズＧ２１、両凹形状もしくは物体側が凸でメニスカス形状の負レンズＧ２２、両凹形状もしくは物体側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ２３を有する。更に両凸形状もしくは物体側が凸でメニスカス形状の正レンズＧ２４の４つで構成している。
【００４３】
第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状もしくは物体側が凸でメニスカス形状の正レンズＧ３１、両凸形状の正レンズＧ３２、物体側が凸でメニスカス形状の負レンズＧ３３の３つで構成している。このうち正レンズＧ３１は両面を非球面形状である。第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状の単一の正レンズＧ４１で構成している。
【００４４】
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（撮像装置）の実施例を図９を用いて説明する。図９において、１０はビデオカメラ本体、１１は実施例１乃至４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。１２はカメラ本体に内蔵され、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センサ等の撮像素子（光電変換素子）である。１３は固体撮像素子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録するメモリである。１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダである。
【００４５】
上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示される。本発明の撮像装置は、上記のいずれかのズームレンズとともに、歪曲収差と倍率色収差のどちらか、もしくは両方の収差を電気的に補正する回路（補正手段）を有していても良い。このようにズームレンズの歪曲収差等を許容することができる構成にすれば、ズームレンズ全体のレンズ枚数を少なくでき、小型化が容易になる。また倍率色収差を電気的に補正することにより、撮影した画像の色にじみを軽減し、解像力の向上を図ることが容易になる。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００４７】
次に本発明の実施例１乃至４にそれぞれ対応する数値実施例１乃至４を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。また、数値実施例１〜４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。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したときの距離である。
【００４８】
またｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を非球面係数、面頂点を基準にして光軸からの高さｈの位置における光軸方向の変位をｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2］＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｈ8＋Ａ１０ｈ10＋Ａ１２ｈ12
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００４９】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         33.582    3.00   1.48749    70.2           
2         49.177  (可変)                             
3         30.898    0.90   2.00100    29.1           
4          8.828    5.00                             
5       -372.401    0.70   1.77250    49.6           
6         12.215    2.04                             
7       1194.177    0.60   1.80610    33.3           
8         25.284    0.79                             
9         20.619    2.50   2.10300    18.1           
10        776.604  (可変)                             
11(絞り)    ∞     (可変)                             
12*         9.652    3.33   1.85135    40.1           
13*       -45.765    0.18                             
14         17.736    2.59   1.63854    55.4           
15        -30.286    0.15                             
16         23.571    0.50   2.10205    16.8           
17          6.274  (可変)                             
18        421.644    1.56   1.69680    55.5           
19        -10.990  (可変)                             
20          ∞       2.24   1.51633    64.1           
21          ∞       0.50                            
像面        ∞   
【００５０】
非球面データ
第12面
K =-6.71602e-001  A 4=-4.00043e-005  A 6= 2.27911e-007 
A 8= 8.06298e-010  A10=-7.17791e-010  A12=-3.02212e-011  
第13面
K =-5.54080e-001  A 4= 3.52502e-004  A 6=-2.92273e-006 
A 8= 4.00362e-008  A10=-2.74354e-009  
各種データ
ズーム比      2.90 
広角     中間     望遠
焦点距離       2.50     4.26     7.25  
Fナンバー      1.24     1.44     1.80  
半画角（度）  67.38    40.14    23.55  
像高           3.00     3.00     3.00  
レンズ全長    59.24    59.24    59.24  
BF             6.14     7.86    10.88  
d 2            1.00    12.50    18.24  
d10           19.92     8.42     2.68  
d11            6.29     4.52     1.50  
d17            2.03     2.09     2.09  
d19            4.17     5.89     8.90  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     204.35  
2    3      -8.03  
3   12      12.89  
4   18      15.39  
【００５１】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         39.172    4.93   1.48749    70.2           
2         79.230  (可変)                             
3         31.744    0.90   2.00100    29.1           
4          8.574    5.00                             
5       -264.606    0.70   1.83481    42.7           
6         13.212    1.96                             
7       -160.508    0.60   1.80610    33.3           
8         24.965    0.80                             
9         21.961    2.63   2.10300    18.1           
10       -146.573  (可変)                             
11(絞り)    ∞     (可変)                             
12*         9.265    3.37   1.85135    40.1           
13*       -55.237    0.24                             
14         17.366    2.25   1.60311    60.6           
15        -25.530    0.15                             
16         32.806    0.50   1.95906    17.5           
17          5.989  (可変)                             
18         56.300    1.70   1.60311    60.6           
19        -10.743  (可変)                             
20          ∞       2.24   1.51633    64.1           
21          ∞       0.50                             
像面        ∞   
【００５２】
非球面データ
第12面
K =-6.16925e-001  A 4=-2.82156e-005  A 6= 8.31204e-008 
A 8= 1.05165e-008  A10=-9.00320e-010  A12=-3.56363e-011  
第13面
K =-5.54080e-001  A 4= 3.82468e-004  A 6=-2.77054e-006 
A 8= 3.49034e-008  A10=-3.04992e-009  
各種データ
ズーム比      2.90 
広角     中間     望遠
焦点距離       2.50     4.28     7.25  
Fナンバー      1.24     1.44     1.80  
半画角（度）  63.44    39.14    23.41  
像高           3.00     3.00     3.00  
レンズ全長    61.17    61.17    61.17  
BF             6.14     7.79    10.60  
d 2            1.00    12.32    18.14  
d10           20.13     8.81     2.99  
d11            6.09     4.39     1.50  
d17            2.07     2.12     2.20  
d19            4.17     5.81     8.62  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     152.77  
2    3      -7.82  
3   12      13.20  
4   18      15.10  
【００５３】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*        27.941    5.26   1.48749    70.2           
2*        56.588  (可変)                             
3         25.306    0.90   2.00100    29.1           
4          9.145    3.71                             
5         21.242    0.70   1.88300    40.8           
6          9.035    3.88                             
7        -29.733    0.60   1.91082    35.3           
8         33.424    1.27                             
9         30.416    2.31   2.10205    16.8           
10        -89.907  (可変)                             
11(絞り)    ∞     (可変)                             
12*         9.958    3.06   1.85135    40.1           
13*       -78.692    0.68                             
14         13.010    2.02   1.80400    46.6           
15       -434.321    0.18                             
16         18.932    0.50   2.10205    16.8           
17          5.953  (可変)                             
18         30.578    1.63   1.59282    68.6           
19        -12.313  (可変)                             
20          ∞       2.24   1.51633    64.1           
21          ∞       0.50                             
像面        ∞   
【００５４】
非球面データ
第1面
K =-2.27550e-001  A 4=-3.33367e-006  A 6= 8.50833e-010 
A 8=-1.21726e-011  A10=-1.84916e-014  
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.16829e-006  A 6=-3.76024e-009 
A 8= 5.94653e-013  A10=-6.46152e-015  
第12面
K =-7.33981e-001  A 4=-4.92530e-005  A 6=-5.71719e-007 
A 8= 3.37881e-009  A10=-6.89949e-010  A12=-4.38356e-011  
第13面
K =-5.54080e-001  A 4= 2.12718e-004  A 6=-3.00323e-006 
A 8= 4.48906e-008  A10=-3.21898e-009  
各種データ
ズーム比     3.52 
広角     中間     望遠
焦点距離       2.50     4.65     8.80  
Fナンバー      1.24     1.43     1.80  
半画角（度）  63.44    38.98    20.34  
像高           3.00     3.00     3.00  
レンズ全長    61.49    61.49    61.49  
BF             6.14     7.91    11.44  
d 2            1.00    12.65    18.95  
d10           18.99     7.35     1.04  
d11            6.63     4.82     1.74  
d17            2.03     2.08     1.62  
d19            4.17     5.93     9.47  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     106.80  
2    3      -7.34  
3   12      13.17  
4   18      15.02  
【００５５】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         29.654    6.13   1.48749    70.2           
2         44.337  (可変)                             
3         32.960    0.90   2.00100    29.1           
4         11.458    3.64                             
5         18.795    0.70   1.91082    35.3           
6         10.071    6.26                             
7        -26.279    0.60   1.88300    40.8           
8         53.303    0.21                             
9         31.771    2.70   2.10205    16.8           
10       -128.487  (可変)                             
11(絞り)    ∞     (可変)                             
12*        11.292    3.63   1.85135    40.1           
13*      2007.282    0.39                             
14         13.945    3.28   1.77250    49.6           
15      -1938.293    0.15                             
16         18.564    0.50   2.10205    16.8           
17          6.608  (可変)                             
18         18.536    2.39   1.59282    68.6           
19        -18.040  (可変)                             
20          ∞       2.24   1.51633    64.1           
21          ∞       0.50                             
像面        ∞   
【００５６】
非球面データ
第12面
K =-1.22152e-001  A 4=-6.50675e-005  A 6=-8.31405e-008 
A 8= 2.99473e-009  A10=-6.06809e-011  A12=-2.30408e-012  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.23387e-004  A 6=-5.09486e-007 
A 8= 1.54652e-008  A10=-3.65484e-010  
各種データ
ズーム比     4.93 
広角     中間     望遠
焦点距離       2.53     6.11    12.50  
Fナンバー      1.08     1.34     1.80  
半画角（度）  67.09    28.66    13.77  
像高           3.00     3.00     3.00  
レンズ全長    77.66    77.66    77.66  
BF             6.14     8.96    14.69  
d 2            1.00    21.23    26.72  
d10           26.46     6.23     0.74  
d11           10.41     6.92     0.99  
d17            2.18     2.85     3.06  
d19            4.17     6.98    12.71  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     161.59  
2    3      -8.79  
3   12      15.48  
4   18      15.81  
【００５７】
【表１】
0006425482.tif 000002
【符号の説明】
【００５８】
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】
0006425482.tif 000003
【図２】
0006425482.tif 000004
【図３】
0006425482.tif 000005
【図４】
0006425482.tif 000006
【図５】
0006425482.tif 000007
【図６】
0006425482.tif 000008
【図７】
0006425482.tif 000009
【図８】
0006425482.tif 000010
【図９】
0006425482.tif 000011