JP2015232664A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ高倍となるズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供する。
【解決手段】物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４を有し、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。３．７＜β２ｔ／β２ｗ＜７．２、０．３２＜（β３ｔ／β３ｗ）・（β４ｔ／β４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜０．７０、βｉｗ:第ｉ群の広角端の横倍率、βｉｔ:第ｉ群の望遠端の横倍率
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズに関するものであり、特に、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ、銀塩写真用カメラ等の撮像装置に用いるレンズとして好適なものである。

固体撮像素子を用いたデジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等の撮像装置に用いる撮影光学系には、固体撮像素子の高精細化に対応できる高い光学性能を有したレンズが要望されている。また、カメラの携帯性や設置性を考慮することによる小型化も求められている。

これらの要求を満足するズームレンズのタイプとして、物体側より像側へ順に負・正・正で構成される３群ズームレンズや負・正・負・正で構成される４群ズームレンズが知られている（特許文献１，２）。

従来、負の屈折力のレンズ群が先行する所謂ネガティブリード型のズームレンズは、広画角化が比較的容易であり小型化に向いた構成となるため、カメラ本体サイズを小さくするためのタイプとして多く用いられてきた。

さらに近年のデジタルカメラ用レンズの動向として、小型化を考慮しつつも、さらなる高倍化が求められている。

特開平１１−１１９１０１号公報 特開２０１１−１３３７３９号公報

特許文献１は、負・正・正の３群、もしくは負・正・負・正の４群からなるズームレンズであり、高変倍率で高画質を満足するコンパクトなズームレンズの実現を目的としたものである。しかしながら、レンズ全長や変倍に伴う移動量が大きく、小型化において課題がある。

特許文献２は、負・正・負・正の４群からなるズームレンズであり、ズーム比を７〜８倍としつつも広画角で高い光学性能を有したズームレンズの提供を目的としたものである。しかしながら、高変倍を得るために第２レンズ群の移動量が大きくなっており、小型化において課題がある。

これら特許文献１，２では、変倍作用を正の第２レンズ群に持たせて高変倍化を実現させているが、第２レンズ群の移動量を増やして高倍化した分レンズ系が大型化している。またさらなる高倍化を狙うときは、この課題がより顕著となってしまう。

そこで本発明は、これらの課題を鑑み、小型かつ高倍となるズームレンズおよびそれを有する撮像装置を得ることである。さらには、全ズーム範囲にわたり高い光学性能となる、広画角で明るい（FNOが小さい）ズームレンズを得ることを目的とする。

本発明に係るズームレンズの構成は、
物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、第４レンズ群を有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
３．７＜ β２ｔ／β２ｗ ＜７．２
０．３２＜（β３ｔ／β３ｗ）・（β４ｔ／β４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ） ＜０．７０
βｉｗ:第ｉ群の広角端の横倍率
βｉｔ:第ｉ群の望遠端の横倍率

本発明によれば、小型かつ高倍となるズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ることができる。

実施例１の広角端におけるレンズ断面と移動軌跡の図 実施例１の広角端における諸収差図 実施例１のズーム中間位置における諸収差図 実施例１の望遠端における諸収差図 実施例２の広角端におけるレンズ断面と移動軌跡の図 実施例２の広角端における諸収差図 実施例２のズーム中間位置における諸収差図 実施例２の望遠端における諸収差図 実施例３の広角端におけるレンズ断面と移動軌跡の図 実施例３の広角端における諸収差図 実施例３のズーム中間位置における諸収差図 実施例３の望遠端における諸収差図 実施例４の広角端におけるレンズ断面と移動軌跡の図 実施例４の広角端における諸収差図 実施例４のズーム中間位置における諸収差図 実施例４の望遠端における諸収差図 本発明のデジタルカメラでの実施例 本発明のビデオカメラでの実施例

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置を図面に基づいて説明する。

本発明の目的を達成するためのズームレンズは、最も物体側から負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正もしくは負の屈折力の第４レンズ群を配している。

図１は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を有する４群構成（負正負正）のズームレンズの例である。

また図３は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を有する４群構成（負正負負）のズームレンズの例である。変倍に際してはすべてのレンズ群が矢印の方向に移動する。各実施例のレンズ断面図において、ＳＰは開口絞りであり第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置している。

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、撮影光学系として使用するときはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当し、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用するときはフィルム面に相当する。

収差図において、ｄ、ｇはｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。ＦはＦナンバー、ωは半画角である。球面収差においてはｄ線（実線）およびｇ線（点線）を表示し、非点収差においてはｄ線におけるΔM、ΔSを表示し、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。

上述したように本発明を構成するズームタイプは４群構成である。これは、小型化に有利なネガティブリードタイプとしつつ、各レンズ群の間隔を変化させることにより変倍を行うために好適な構成としている。

広角端から望遠端への変倍においては、各群を移動させることにより行い、それに伴う像面変動は最も物体側の負群（第１レンズ群）で補正している。

さらに、各群の移動に関しては、第２レンズ群の変倍（広角端と望遠端の横倍率比）作用に加え、第２レンズより後ろの群においても積極的に変倍効果を持たせるものとしている。これにより、レンズ群の移動量を大きくとらず、小型化を維持しながら高倍化が可能となる。

このような目的を満足させるために、具体的には以下のような数値条件を加え、その効果を得ている。
３．７＜ β２ｔ／β２ｗ ＜７．２ ・・・（１）
０．３２＜（β３ｔ／β３ｗ）・（β４ｔ／β４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ） ＜０．７０
・・・（２）
βｉｗ:第ｉ群の広角端の横倍率（ｉ＝２〜４）
βｉｔ:第ｉ群の望遠端の横倍率（ｉ＝２〜４）
条件式（１）は、第２レンズ群による広角端と望遠端の好ましい横倍率比を適切に設定したものである。本発明の目的である高倍化のために、まず第２レンズ群の移動により変倍比を一定量確保する条件としている。

条件式の（１）の上限を超えると、所望の変倍比に対し第２群による変倍分担を大きくとりすぎることになるので、つまりは第２レンズ群の移動量を大きくとることになり、全長が増大し小型化のためには好ましくない。

条件式（１）の下限を超えると、所望の変倍比に対し第２群による変倍分担が小さくなり、その他の群で変倍効果を大きく持たせる必要性が出てしまう。そのために、移動量を大きくする必要があり、小型化のためには好ましくない。

条件式（２）は、第２レンズ群と第３〜４レンズ群の広角端および望遠端における好ましい横倍率の比を設定したものである。つまり、第２レンズ群と第３〜４レンズ群の変倍分担の比を表している。

この条件式の目的は、変倍の分担を第２レンズ群に大きく持たせることなく、第２レンズ群よりも後ろの群においても変倍効果を持たせるために、具体的に変倍分担比率を設定したものである。

条件式（２）の上限を超えると、第３〜４レンズ群の変倍分担が大きくなり過ぎてしまい、その結果移動量が大きくなるので小型化のためには好ましくない。

条件式（２）の下限を超えると、第２レンズ群の変倍分担が大きくなり過ぎてしまい、移動量を大きくとる必要があるため全長を許容することになってしまうので小型化のためには好ましくない。

条件式（１）、（２）に関しては、それぞれ以下の如く設定すると更に好ましい。
３．８＜ β２ｔ／β２ｗ ＜６．５ ・・・（１ａ）
０．３３＜（β３ｔ／β３ｗ）・（β４ｔ／β４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ） ＜０．６３
・・・（２ａ）
また第２、３レンズ群の変倍ための動きに関し、好ましくは、広角端から望遠端への変倍においていずれも像面側から物体側に同じ方向に単調移動させる軌跡が良い。これにより、移動軌跡範囲を共有させやすくなるのでレンズ全長の増大を抑え小型化に有利となる。

本発明の目的とするズームレンズは、以上のような構成を満足することにより実現される。また、小型・高倍化しつつもさらに、全ズーム範囲にわたり高い光学性能となる、広画角で明るいズームレンズとするためには、以下の特徴のうち少なくとも１つを満足することが好ましい。

（請求項２に関する）
以下の条件式を満足するズームレンズであること。

−１．９＜（ｆ２・ｆ３）／（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．１５・・・（３）
ｆｗ:広角端のレンズ全系の焦点距離
ｆｔ:望遠端のレンズ全系の焦点距離
ｆ２:第２レンズ群の焦点距離
ｆ３:第３レンズ群の焦点距離
これは、第２レンズ群および第３レンズ群のパワーを適切に設定している。第２レンズ群および第３レンズ群は、ともに増倍効果を担うレンズ群となるため、二つのレンズ群のパワーの条件を同時に設定することにより、小型化を維持しつつ高倍化を効果的に達成しやすくなる。

また条件式（３）の上限を超えると、第２、３レンズ群のパワーが強くなりすぎてしまい、球面収差やコマ収差が低下してしまい好ましくない。

条件式（３）の下限を超えると、第２、３レンズ群のパワーが弱くなりすぎてしまい、変倍による移動量を大きくとる必要が生じレンズの大型化を招くことになり好ましくない。

条件式（５）に関しては、それぞれ以下の如く設定すると更に好ましい。
−１．４５＜（ｆ２・ｆ３）／（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．２５・・・（３ａ）
（請求項３に関する）
以下の条件式を満足するズームレンズであること。
−１．２＜ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．５０・・・（４）
ｆ１:第１レンズ群の焦点距離
条件式（４）は、全系の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の関係を設定している。第１レンズ群は、広角化のためにネガティブリードとして比較的強いパワーを有する必要があると同時に、変倍に対する像面補正（コンペンセーター）群として作用させるためにそのパワーを適切にしている。

条件式（４）の上限を超えると、第１レンズ群のパワーが大きくなり過ぎてしまい、歪曲収差が大きくなり像面湾曲も低下することになり好ましくない。

条件式（４）の下限を超えると、第１レンズ群のパワーが小さくなり過ぎてしまい前玉径の大型化を招くことになり好ましくない。

条件式（４）に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
−１．０５＜ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．６０・・・（４ａ）
（請求項４に関する）
以下の条件式を満足するズームレンズであること。
０．８＜Ｍ３／Ｍ４＜１．５・・・（５）
０．００１＜｜ｆ３／ｆ４｜＜０．８００・・・（６）
ｆ４:第４レンズ群の焦点距離
Ｍ３：広角端から望遠端までの変倍における第３レンズ群の移動量
Ｍ４：広角端から望遠端までの変倍における第４レンズ群の移動量
これは、第３レンズ群と第４レンズ群に関し、変倍による移動量と各群焦点距離を適切に設定したものである。第３レンズ群および第４レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際して物体側方向へ単調に移動させている。移動に関する符号の定義は、像面側から物体側へ移動するときをプラス（＋）、その逆をマイナス（−）とする。

条件式（５）の上限を超えると、第３レンズ群の移動量が大きくなるとともに第３―４レンズ群間隔が大きくなる。それにより、第３レンズ群は負のパワーで光線をはね上げるため、間隔を広くした分第４レンズ群の径が大きくなり小型化のためには好ましくない。

条件式（５）の下限を超えると、変倍効果を持つ第３レンズ群の移動量が少なくなるため所望の変倍比を得ることができなくなり好ましくない。

条件式（６）の上限を超えると、第３レンズ群の焦点距離が大きくなり（パワーが小さくなり）、変倍比を得ることができなくなり好ましくない。

条件式（６）の下限を超えると、第３レンズ群の焦点距離が小さくなり（パワーが大きくなり）、非点収差など諸収差の補正が困難となり好ましくない。

条件式（５）、（６）に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
０．９＜Ｍ３／Ｍ４＜１．３・・・（５ａ）
０．００１＜｜ｆ３／ｆ４｜＜０．５５０・・・（６ａ）
（請求項５に関する）
以下の条件式を満足するズームレンズであること。
１．２＜ｆ２／ｆｗ＜３．０・・・（７）
０．３＜Ｍ２／（ｆｔ−ｆｗ）＜１．０・・・（８）
Ｍ３：広角端から望遠端までの変倍における第２レンズ群の移動量
条件式（７）は、変倍を担う第２レンズ群のパワーとレンズ全系の広角端の焦点距離の関係を適切に設定したものである。第２レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際して物体側方向へ単調に移動させている。

条件式（７）の上限を超えると、変倍を担う第２レンズ群のパワーが小さくなり過ぎてしまい、変倍による移動量が大きくなり小型化のためには好ましくない。

条件式（７）の下限を超えると、変倍群のパワーが大きくなり過ぎてしまい、広角端における像面湾曲や色収差が大きくなり好ましくない。

条件式（８）は、広角端から望遠端の変倍量を考慮した時の、第２レンズ群の移動量を適切に設定したものである。

条件式（８）の上限を超えると、変倍群の移動量が大きくなるため、レンズ全長を大きくとる必要が生じ小型化においては好ましくない。

条件式（８）の下限を超えると、変倍群の移動量が不足することになるため、第２レンズ群のパワーを強くする必要が生じ、像面湾曲やコマ収差の低下を招き好ましくない。

条件式（７）、（８）に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
１．４＜ｆ２／ｆｗ＜２．６・・・（７ａ）
０．４５＜Ｍ２／（ｆｔ−ｆｗ）＜０．８２・・・（８ａ）
（請求項６に関する）
第１レンズ群は、正レンズと負レンズによる接合レンズを含み、以下の条件式を満足するズームレンズであること。
１．７０＜Ｎｄ１Ａ＜２．１５・・・（９）
１８＜νｄ１ｐ−νｄ１ｎ＜４４・・・（１０）
Ｎｄ１Ａ：第1レンズ群の接合レンズの平均屈折率
νｄ１ｐ：第１レンズ群の接合レンズの正レンズのアッべ数
νｄ１ｎ：第１レンズ群の接合レンズの負レンズのアッべ数
これは、小型化しつつも色収差を良好に補正するために、第１レンズ群のガラス構成を適切に設定したものである。接合を採用することにより、特に広角端の倍率色収差と望遠端の軸上色収差の補正を目的としており、条件式（９）、（１０）を満たすことにより効果を得ている。

なお、条件式におけるアッべ数は以下のように定義される。
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
ｎｄ：ｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
ｎＦ：Ｆ線（４８６．１ｎｍ）に対する屈折率
ｎＣ：Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率
屈折率に関しては、ｄ線における屈折率としている。

条件式（９）の上限を超えると、屈折率が高くなり過ぎてしまい、非点収差をはじめ諸収差が低下してしまい好ましくない。

条件式（９）の下限を超えると、屈折力が小さくなり過ぎてしまい、必要なパワーを確保するためにレンズ厚を大きくとる等の必要性が生じ、小型化のためには好ましくない。

条件式（１０）の上限を超えると、アッべ数差が大きくなりすぎてしまい、色収差補正のバランスがとれなくなり好ましくない。

条件式（１０）の下限を超えると、接合による色収差補正の効果が小さくなってしまい好ましくない。

条件式（９）、（１０）に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
１．７８＜Ｎｄ１Ａ＜２．００・・・（９ａ）
２０＜νｄ１ｐ−νｄ１ｎ＜４０・・・（１０ａ）
（請求項７に関する）
第２レンズ群は、少なくとも１枚以上の負レンズおよび２枚以上の正レンズを含み、第２レンズの最も物体側に、非球面を有した正レンズを配置し、該負レンズの像側に、非球面を有した正レンズを配置し、以下の条件式を満足するズームレンズであること。
２０＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜４３・・・（１１）
νｄ２ｐ：第２レンズ群の正レンズの平均アッべ数
νｄ２ｎ：第２レンズ群の負レンズの平均アッべ数
これは、大口径に対応した性能を満足させるために第２レンズ群の構成に関して規定したものである。光線有効径が大きくなる物体側に非球面を有した正レンズを配置することに加え、像側の正レンズに非球面を導入することにより、大口径化により低下しやすい球面収差を効果的に補正している。

また条件式（１１）に関しては、特にズーム全域での色収差の変動を抑制するためのものである。条件式（１１）の上限を超えると、色収差が補正過剰となってしまい好ましくない。条件式（１１）の下限を超えると、色収差補正が不足してしまい特に望遠端での軸上色収差が大きくなってしまい好ましくない。

条件式（１１）に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
２４＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜４０・・・（１１ａ）
（請求項８に関する）
第３レンズ群が有する負レンズは、以下の条件式を満足するズームレンズであること。
３．０＜（Ｒ３ａ＋Ｒ３ｂ）／（Ｒ３ａ−Ｒ３ｂ）＜９．０・・・（１２）
Ｒ３ａ：第３レンズ群が有する負レンズの物体側の曲率半径
Ｒ３ｂ：第３レンズ群が有する負レンズの像面側の曲率半径
これは、第３レンズ群が条件式（１２）のシェイプファクターを満足する負レンズを少なくとも１枚有する構成を持たせるものであり、物体側に凸のメニスカスとなる形状を条件式範囲で定めている。

条件式（１２）の上限を超えると、像側の曲率が緩くなる傾向となり球面収差の補正が不足してしまい好ましくない。

条件式（１２）の下限を超えると、像側の曲率が強くなる傾向となり球面収差や非点収差が低下してしまい好ましくない。

条件式（１２）に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
４．０＜（Ｒ３ａ＋Ｒ３ｂ）／（Ｒ３ａ−Ｒ３ｂ）＜８．３・・・（１２ａ）
（請求項９に関する）
第４レンズ群は、以下の条件式を満足する負レンズを含むズームレンズであること。
−０．９＜ｆ４ｎ／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．１・・・（１３）
ｆ４ｎ：第４レンズ群が有する負レンズの焦点距離
これは、該負レンズのパワーを比較的強くすることにより、第４群レンズ群の全長や径を大きくしないために設定している。

条件式（１３）の上限を超えると、該負レンズのパワーが強くなり過ぎてしまい、それにより像面湾曲が大きくなるので好ましくない。

条件式（１３）の下限を超えると、バックフォーカスを長くとる構成となってしまうので、レンズ系の小型化においては好ましくない。

条件式（１３）に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
−０．７５＜ｆ４ｎ／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．１５・・・（１３ａ）
（請求項１０に関する）
本発明のズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子を有した撮像装置であること。

これは、ズームレンズにより撮影された像を受光する素子を有した撮像装置に関するものである。近年はデジタル的に像を処理するためにCCD（Charge Coupled Device）やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などがおもに使用されており、本発明もこれに相当する固体撮像素子を有した撮像装置とするものである。

次に実施例のレンズ構成を説明する。以下、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順に説明する。

各実施例のズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラおよび監視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、左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）である。

各実施例のズームレンズをプロジェクター等の投射レンズとして用いるときは、左方が拡大側、右方が縮小側となる。

広角端と望遠端は、変倍用レンズ群が機構上光軸上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。広角端から望遠端における各レンズ群の移動は、レンズ断面図に示す矢印（実線）のような軌跡をとる。

第１レンズ群Ｌ１の実線の曲線と点線の曲線は、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広角端から望遠端のズーム位置への、像面変動を補正するための移動軌跡である。例えば望遠端のズーム位置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。

絞りに関しては、第２レンズ群の前方に設置しており、ズーミングにおいて第２レンズ群と一体で移動させているが、独立に移動させる構成としても良い。以下、各実施例のレンズ構成の詳細である。

（実施例１に関して）
第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１２、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１３により成っている。負レンズＧ１２と正レンズＧ１３は貼り合わせ構成としており、アッベ数差をとることにより色収差を良好に補正している。

第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１、物体側の面が凸で負メニスカス形状のＧ２２、両凸形状の正レンズＧ２３により成っている。このとき正レンズＧ２１および正レンズＧ２３の両面は非球面である。ＦＮＯを決定する軸上光束が広がる第２レンズ群に非球面を適切に配置し、大口径化で低下しやすい球面収差を良好に補正している。またＧ２３の正レンズには低分散（アッベ数の大きい）ガラスを使用しており、色収差を良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ３１により成っている。Ｇ３１の両面は非球面であり、球面収差や非点収差などを良好に補正している。

第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状の正レンズＧ４１、物体側が凹の負レンズＧ４２により成っている。このとき負レンズＧ４２の両面は非球面であり、像面湾曲などを効果的に補正している。以下、同等の構成に関する効果の説明は省略する。

（実施例２に関して）
第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、両凹形状の負レンズＧ１２、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１３により成っている。負レンズＧ１２と正レンズＧ１３は貼り合わせ構成としている。

第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１、両凸形状の正レンズＧ２２、両凹形状の負レンズＧ２３、両凸形状の正レンズＧ２４により成っている。このとき正レンズＧ２１および正レンズＧ２４の両面は非球面である。正レンズＧ２２および負レンズＧ２３は貼り合わせ構成としており、色収差を良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が凸のメニスカス形状の負レンズＧ３１により成っている。第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状の正レンズＧ４１、像側が凸のメニスカス形状の負レンズＧ４２により成っている。

（実施例３に関して）
第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、両凹形状の負レンズＧ１２、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１３により成っている。負レンズＧ１２と正レンズＧ１３は貼り合わせ構成としている。

第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１、両凸形状の正レンズＧ２２、両凹形状の負レンズＧ２３、両凸形状の正レンズＧ２４により成っている。このとき正レンズＧ２１は両面非球面、Ｇ２４は像側が非球面である。正レンズＧ２２、負レンズＧ２３、および正レンズＧ２４は３枚貼り合わせの構成としており、色収差を良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が凸のメニスカス形状の負レンズＧ３１により成っている。第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状の正レンズＧ４１、像側が凸のメニスカス形状の負レンズＧ４２により成っている。

（実施例４に関して）
第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、両凹形状の負レンズＧ１２、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１３により成っている。負レンズＧ１２と正レンズＧ１３は貼り合わせ構成としている。

第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１、物体側が凸形状の正レンズＧ２２、物体側の面が凸の負レンズＧ２３、物体側が凸形状の正レンズＧ２４、物体側が凸形状の正レンズＧ２５により成っている。このとき正レンズＧ２１は両面非球面、Ｇ２４は像側が非球面である。正レンズＧ２２、負レンズＧ２３、および正レンズＧ２４は３枚貼り合わせの構成としている。Ｇ２５の正レンズには超低分散ガラスを使用しており、色収差をより良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が凸のメニスカス形状の負レンズＧ３１により成っている。第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状の正レンズＧ４１、両凹レンズＧ４２、物体側の面が凸の正レンズＧ４３により成っている。このときＧ４２は、両面非球面である。Ｇ４３の正レンズには超低分散ガラスを使用しており、特に倍率色収差を良好に補正している。

実施例１〜４においては、適宜他のガラスにおいても非球面を使用する構成としても良い。

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（撮像装置）の実施例を図９、１０を用いて説明する。

図９において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜４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。

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である。２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶等ディスプレイパネルによって構成され、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。

図１０において、１０はビデオカメラ本体、１１は実施例１〜４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センサ等の固体撮像素子（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。

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。

以上のように、各実施例によれば小型かつ高倍であり全ズーム範囲にわたり高い光学性能となる、広画角で明るいズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ることができる。

なお各実施例においては以下のような手段構成をとっても良い。
・実施例に示したガラスの形状、枚数に限定されるものではなく、適宜変更すること。
・開口絞りＳＰを独立に移動させる構成とすること。
・非球面レンズの材料はガラスに限らず、球面レンズ面上に樹脂材料で非球面を形成した（非球面成分を乗せた）ハイブリッドタイプの非球面レンズや、プラスチック材料より成る非球面レンズを用いること。
・一部のレンズおよびレンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させ、これにより手ぶれ等の振動に伴う像ブレを補正すること。
・電気的な補正手段により、歪曲収差や色収差などを補正すること。

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や光学仕様（画角やＦｎｏ）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。

次に、各実施例に対応する数値実施例を示す。

各数値実施例においては、物体側から面番号を順に示し、ｒは曲率半径、ｄは間隔、ｎｄ、ｖｄはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。＊は非球面を意味する。

また、各数値実施例において最も像側の２面は光学ブロックＧ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とするとき
ｘ＝（ｈ^２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋K）（ｈ／ｒ）^２｝^１／２］
＋Ａ４ ・ｈ^４＋Ａ６・ｈ^６＋Ａ８・ｈ^８＋Ａ１０・ｈ¹⁰＋Ａ１２・ｈ¹²
で表される。但しｒは近軸曲率半径である。Kは円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０-^Ｚ」を意味する。

画角に関しては、歪曲量を考慮した撮影可能画角に関する半画角（ω）の数値である。
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、ｄ ｄ線、ｇ ｇ線、ΔＭ メリディオナル像面、
ΔＳ サジタル像面、ＳＰ 絞り、ＩＰ 像面、Ｇ ガラスブロック、
ω 半画角、Fno Ｆナンバー
前述の各条件式と各数値実施例との関係を示す。

Claims (10)

1. 物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、第４レンズ群を有し、
   以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
   ３．７＜ β２ｔ／β２ｗ ＜７．２
   ０．３２＜（β３ｔ／β３ｗ）・（β４ｔ／β４ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ） ＜０．７０
   βｉｗ:第ｉ群の広角端の横倍率
   βｉｔ:第ｉ群の望遠端の横倍率
2. 以下の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。
   −１．９＜（ｆ２・ｆ３）／（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．１５
   ｆｗ:広角端のレンズ全系の焦点距離
   ｆｔ:望遠端のレンズ全系の焦点距離
   ｆ２:第２レンズ群の焦点距離
   ｆ３:第３レンズ群の焦点距離
3. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は請求項２に記載のズームレンズ。
   −１．２＜ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．５０
   ｆ１:第１レンズ群の焦点距離
4. A.以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項３の何れか一項に記載のズームレンズ。
   ０．８＜Ｍ３／Ｍ４＜１．５
   ０．００１＜｜ｆ３／ｆ４｜＜０．８００
   ｆ４:第４レンズ群の焦点距離
   Ｍ３：広角端から望遠端までの変倍における第３レンズ群の移動量
   Ｍ４：広角端から望遠端までの変倍における第４レンズ群の移動量
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項４の何れか一項に記載のズームレンズ。
   １．２＜ｆ２／ｆｗ＜３．０
   ０．３＜Ｍ２／（ｆｔ−ｆｗ）＜１．０
   Ｍ２：広角端から望遠端までの変倍における第２レンズ群の移動量
6. 第１レンズ群は、正レンズと負レンズによる接合レンズを含み、
   以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項５の何れか一項に記載のズームレンズ。
   １．７０＜Ｎｄ１Ａ＜２．１５
   １８＜νｄ１ｐ−νｄ１ｎ＜４４
   Ｎｄ１Ａ：第1レンズ群の接合レンズの平均屈折率
   νｄ１ｐ：第１レンズ群の接合レンズの正レンズのアッべ数
   νｄ１ｎ：第１レンズ群の接合レンズの負レンズのアッべ数
7. 第２レンズ群は、少なくとも１枚以上の負レンズおよび２枚以上の正レンズを含み、
   第２レンズの最も物体側に、非球面を有した正レンズを配置し、
   該負レンズの像側に、非球面を有した正レンズを配置し、
   以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項６の何れか一項に記載のズームレンズ。
   ２０＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜４３
   νｄ２ｐ：第２レンズ群の正レンズの平均アッべ数
   νｄ２ｎ：第２レンズ群の負レンズの平均アッべ数
8. 第３レンズ群が有する負レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項７の何れか一項に記載のズームレンズ。
   ３．０＜（Ｒ３ａ＋Ｒ３ｂ）／（Ｒ３ａ−Ｒ３ｂ）＜９．０
   Ｒ３ａ：第３レンズ群が有する負レンズの物体側の曲率半径
   Ｒ３ｂ：第３レンズ群が有する負レンズの像面側の曲率半径
9. 第４レンズ群は、以下の条件式を満足する負レンズを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項８の何れか一項に記載のズームレンズ。
   −０．９＜ｆ４ｎ／√（ｆｗ・ｆｔ）＜−０．１
   ｆ４ｎ：第４レンズ群が有する負レンズの焦点距離
10. 請求項１乃至請求項９の何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固体撮像素子を有していることを特徴とする撮像装置。