JP5718351B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、４つのレンズ群を備えたズームレンズおよびそのズームレンズを搭載した撮像装置に関するものである。

従来より、民生用ビデオカメラや監視カメラ等の撮像装置に搭載される一般的なズームレンズとして、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、変倍に際しては、第２レンズ群を光軸方向に移動させつつ、第４レンズ群を移動させてその変倍に伴う像面位置の補正および合焦を行う４群構成のものが広く知られている。また、固定レンズ群として、さらに第５レンズ群を追加した５群構成のズームレンズも知られている。

例えば、変倍比の大きなズームレンズとして、非常に小型に構成されたズームレンズが知られている（特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載のズームレンズ（以後、従来例１のズームレンズともいう）は、変倍比が約３４倍もありながら、非常に小型に構成されている。この従来例１のズームレンズにおいては、第２レンズ群を、３枚の負レンズを物体側より順に配置したものとし、さらに、その中の１枚の負レンズに屈折率２．０を超える材料を配置することによって、第２群のパワーを強くし、前玉径を小さくしたり、変倍時の第２群の移動量を小さくして小型化を図っている。

特許文献２のズームレンズ（以後、従来例２のズームレンズともいう）においても、変倍比が約３９倍もありながら、少ないレンズ枚数で、非常に小型化されている。この従来例２のズームレンズは、第２レンズ群の最も物体側のレンズに屈折率２．０を超える材料を配置することで小型化を実現している。

さらに、例えば、小型でありながら、変倍比が約１９倍と大きなズームレンズが知られている（特許文献３、４参照）。以後、特許文献３に記載のズームレンズを従来例３のズームレンズ、特許文献４に記載のズームレンズを従来例４のズームレンズともいう。

４群構成、５群構成である上記従来例３、４のズームレンズにおける各第１レンズ群は、類似の構成を有しており、最も物体側に負レンズと正レンズの接合レンズを配置し、さらに、加えて１枚ないし２枚の正レンズを配置してなるものである。

さらに、変倍比が１０倍程度であっても、第１レンズ群の負レンズにアッベ数が３０を超える材料が用いられているズームレンズ（以後、従来例５のズームレンズともいう）も知られている（特許文献５参照）。

特開２００７−１４８３４０号公報 特開２００９−１９２５９８号公報 特開２００８−１５８４１８号公報 特開２００８−１６４７２５号公報 特開２００３−９８４３４号公報

ところで、そのようなズームレンズを搭載した撮像装置において、現行程度の装置サイズを維持したまま、あるいは、さらに小型化した上で、従来よりも高い変倍比にすることが強く求められている。例えば、監視用途などでは、撮像装置を、特定の規格サイズに収まるように構成しつつ、高スペック化しなければならない場合がある。また、変倍比などのスペックを高めたときに、やや光学性能を犠牲にせざるを得ない場合もあるが、光学性能の中でも特に優先すべきものと、ある程度の性能低下を許容できるものとを見極めて、適切な性能が得られるように各構成要素を組み合わせることが重要である。

従来例１、２のズームレンズは、非常に小さいサイズに制限される中で、高変倍比を実現している例であるが、小型、あるいは、高変倍にやや特化した設計であるとも考えられる。従来例１、２のズームレンズよりも性能と大きさのバランスを、やや性能の方を重視して振り分けるように考えたとき、第２レンズ群の構成を工夫することが考えられる。

例えば第２レンズ群に高屈折率材料を用いたズームレンズは、小型化には有利になるが、そのような材料は、分散が大きくなり、倍率色収差の補正の観点からは不利になる。また、従来例２のズームレンズのように、第２群の物体側に３枚の負レンズを並べる構成は、小型化には有利に働くが、収差量が大きくなってしまう。

そこで、上記高屈折率材料より屈折率が小さくなったとしても、分散が少しでも小さい材料を選択しつつ、変倍時の第２レンズ群の移動量が大きくなりすぎないようにズームレンズを構成することが求められる。

従来例２のズームレンズでは、第２レンズ群を物体側より順に、負レンズ、負レンズ、正レンズの順に配置しており、最も物体側の負レンズに高屈折率材料が用いられている。
例えば、この材料を、従来まで良く用いられてきた、屈折率が１．８〜１．９で、アッベ数が４０〜４５、具体的には、ＯＨＡＲＡ社製のＳ−ＬＡＨ５８やＳ−ＬＡＨ５５、あるいは、アッベ数が３０程度と、やや分散が大きくはなるが、ＨＯＹＡ製のＴＡＦＤ２５相当の材料を用いながら、変倍時のレンズ群の移動量もあまり大きくならないような構成にすることができれば、性能と大きさのバランスを、やや性能の方を重視するように振り分けることができると考えられる。

従来例１、２のズームレンズにおいて、屈折率が２．０以上のレンズの材料を、上記のアッベ数が３０〜４５程度の材料に置き換えた場合、変倍時のレンズ群の移動量を大きくしなければならなくなる。さらに、その移動量を小さくするためにパワーを強くしようとすると、収差量が大きくなってしまう。

そこで、例えば、非球面レンズを従来例２のズームレンズの像面側に配置することが考えられる。それにより、第２レンズ群中の物体側に配置された負レンズに強いパワーを持たせたために増大する収差量をその非球面レンズによって抑制することができ、変倍時の第２レンズ群の移動量を抑えつつ、光学性能を高めることができると考えられる。しかしながら、レンズ枚数が増えると、第２レンズ群の光軸方向の厚みが大きくなってしまうため、できる限り、薄いレンズで構成することが求められる。

また、上記従来例２のズームレンズは、第３レンズ群を１枚の正レンズで構成し、少ないレンズ枚数で小型化と低コスト化を実現しているズームレンズでもある。

このように第３レンズ群を１枚の正レンズで構成してなる従来例２のズームレンズでは、小型化のために、絞りよりも像面側に配置された第３レンズ群や第４レンズ群の構成やパワー配置が非常に重要になる。

従来例２のズームレンズの第３レンズ群のパワーが弱い場合、収差補正上は有利になるが、レンズ全長が大きくなり、小型化には不利となる。それを避けようとして、第４レンズ群のパワーを強くし過ぎると、変倍時の収差変動が大きくなってしまうという問題がある。また、そのようにすると第４レンズ群への光線入射高が大きくなり、レンズ全系が大型化するという問題がある。このように、第３レンズ群のパワーや構成を最適に設定することによりズームレンズを小型化することも考えられる。

また、従来例３、４のズームレンズのように変倍比が１５倍ないし２０倍を超えてくると、望遠端近傍のズーム域における軸上色収差の補正が問題となってくる。さらに、変倍比が約３０倍以上となる従来例１、２のズームレンズを含む多くのズームレンズでは、第１レンズ群の負レンズにアッベ数が１８〜２６程度の材料が用いられているが、変倍比が高くなるにつれて、短波長の色収差が目立つようになってくる。

この短波長の色収差を低減するためには、第１レンズ群の負レンズにアッベ数が少しでも大きい材料を用いることが有効であり、従来例３、４のズームレンズにおいては、アッベ数が３１程度のものを用いて短波長の色収差を補正しているものの、さらに高品質の光学像を結像させることができる小型、高変倍比のズームレンズが求められている。

また、従来例５のズームレンズのようにアッベ数が３０を超えるようなレンズの材料を用いたときに、第１レンズ群中の接合レンズを構成する負レンズの曲率と正レンズの曲率とが両方共に大きくなり、レンズが大型化するという問題があるため、必要な光学性能とサイズとのバランスを考える必要がある。また、やや短波長側の色収差が大きくても、ＵＶカットフィルタとの併用で、短波長側の光強度を低下させて色収差を目立たなくするような方法もある。そのため、変倍比が大きい場合に、必ずしも、分散の小さな材料が用いられているとは限らない。このようなことを踏まえて、さらに、小型、高変倍比でありながら、高品質の光学像を結像可能なズームレンズが求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型、高変倍比でありながら、高品質の光学像を結像させることができるズームレンズおよびそのズームレンズを搭載した撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の第１のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群、負の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させる第２レンズ群、絞り、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群、正の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させ変倍に伴う像面位置の変動の補正および合焦を行うための第４レンズ群を配置してなるズームレンズであって、第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズ、正の屈折力を有する第１群第２レンズ、正の屈折力を有する第１群第３レンズ、正の屈折力を有する第１群第４レンズを有するものであり、第２レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズ、負の屈折力を有する第２群第２レンズ、正の屈折力を有する第２群第３レンズ、正または負の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有するものであり、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ、第１群第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離をＴＬ、第２群第１レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２１、第２群第４レンズの焦点距離をｆ２４、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたときに、条件式（１）：０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８、条件式（２）：３０＜νｄ２１＜４８、条件式（１３）：１０．０＜｜ｆ２４／ｆ２｜を同時に満足するように構成されたことを特徴とするものである。

本発明の第２のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群、負の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させる第２レンズ群、絞り、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群、正の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させ変倍に伴う像面位置の変動の補正および合焦を行うための第４レンズ群を配置してなるズームレンズであって、第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズ、正の屈折力を有する第１群第２レンズ、正の屈折力を有する第１群第３レンズ、正の屈折力を有する第１群第４レンズを有するものであり、第２レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズ、負の屈折力を有する第２群第２レンズ、正の屈折力を有する第２群第３レンズを有し、第２群第２レンズと第２群第３レンズとが接合されたものであり、第３レンズ群は、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズと、負の屈折力を有する第３群第２レンズとを有するものであり、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ、第１１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離をＴＬ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗ、第２群第１レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２１、第２群第２レンズの屈折率をＮｄ２２としたときに、条件式（３）：０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８、（４）：４．２＜ｆ３／ｆｗ＜８．０、条件式（９）：３０＜νｄ２１＜４８、条件式（１８）：１．８９＜Ｎｄ２２を同時に満足するように構成されたことを特徴とするものである。

前記第１のズームレンズ、および第２のズームレンズは、第１群第１レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１１としたときに、条件式（８）：１７＜νｄ１１＜２７を満足することが望ましい。

前記第１のズームレンズ、および第２のズームレンズは、広角端から望遠端まで変倍するときの第２レンズ群の移動量をＭ２としたときに、条件式（１０）：０．１７＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３２を満足することが望ましい。

前記ズームレンズは、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたときに、条件式（１１）：４．２＜ｆ３／ｆｗ＜８．０を満足することが望ましい。

前記ズームレンズは、第１群第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離をＴＬとしたときに、条件式（１２）：０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８を満足することが望ましい。

前記ズームレンズは、第３レンズ群が、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズと、負の屈折力を有する第３群第２レンズとを有するものとすることが望ましい。

前記第２レンズ群は、第２群第３レンズの像面側に、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有するものとすることが望ましい。

前記第２レンズ群が第２群第３レンズの像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有する場合に、前記第２群第４レンズは、物体側のレンズ面が非球面であり、その物体側のレンズ面における有効領域の最外縁の位置から光軸に対して降ろした垂線とこの光軸との交点が、その物体側のレンズ面とその光軸との交点よりも像面側に位置するものとすることが望ましい。

前記第２レンズ群が第２群第３レンズの像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有する場合に、前記第２群第４レンズはプラスチックレンズとすることができる。

前記第１群第４レンズは、この第１群第４レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄ１４、アッベ数をνｄ１４としたときに、条件式（１４）：１．７０＜Ｎｄ１４、（１５）：４２＜νｄ１４＜５８を同時に満足するものとすることが望ましい。

前記第１レンズ群は、この第１レンズ群の有する少なくとも１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１ｍとしたときに、条件式（１６）：７５＜νｄ１ｍを満足することが望ましい。

前記ズームレンズは、第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたときに、条件式（１７）：０．２５＜ｆ１／ｆｔ＜０．５０を満足することが望ましい。

前記ズームレンズは、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたときに、条件式（１９）：０．２５＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^１／２＜０．３８を満足することが望ましい。

前記ズームレンズは、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗ、最大像高をＩＨとしたときに、条件式（２０）：１．３０＜ｆｗ／ＩＨ＜１．７５を満足することが望ましい。

本発明の撮像装置は、前記ズームレンズを備えたことを特徴とするものである。

接合レンズを含む場合のレンズ枚数については、ｎ枚のレンズを接合してなる接合レンズはｎ枚のレンズからなるものとしてそのレンズ枚数をカウントする。

レンズ面が非球面の場合、レンズ面の凹凸、レンズ面の屈折力の正負、レンズ面の曲率半径等は近軸領域で規定するものとする。なお、曲率半径の符号は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

前記レンズ面における有効領域の最外縁は、レンズ面の有効領域内においてズームレンズの光軸から最も離れた部位を意味する。なお、有効領域は、ズームレンズを通して撮像面上へ光学像を結像させるのに用いられる光線が通るレンズ面中の領域である。なお、撮像面は光学像を撮像可能な領域である。

本発明の第１のズームレンズおよび撮像装置によれば、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群、負の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させる第２レンズ群、絞り、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群、変倍時に光軸に沿って移動させ変倍に伴う像面位置の変動を補正し合焦させる第４レンズ群を配置し、第１レンズ群を、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズ、正の屈折力を有する第１群第２レンズ、正の屈折力を有する第１群第３レンズ、正の屈折力を有する第１群第４レンズを有するものとし、第２レンズ群を、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズ、負の屈折力を有する第２群第２レンズ、正の屈折力を有する第２群第３レンズ、正または負の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有するものとし、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ、第１群第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離をＴＬ、前記第２群第１レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２１としたときに、条件式（１）：０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８、条件式（２）：３０＜νｄ２１＜４８を同時に満足するように構成したので、小型、高変倍比でありながら、高品質の光学像を結像させることができる。

ここで、条件式（１）は、光学全長と望遠端における全系の焦点距離との関係を規定している。

第１のズームレンズを、この条件式（１）の下限を下回るまで小型化するように構成すると、像面湾曲の補正が困難になる。また、各レンズのパワーが強くなりすぎて、製造誤差や組立誤差に対する性能劣化に対して敏感になり（敏感度が高くなり）、製造の難易度が非常に高くなってしまうという問題が生じる。さらに、ズーム時やフォーカス時の収差変動が大きくなるという問題も生じる。

これとは逆に、第１のズームレンズを、条件式（１）の上限を上回るように構成すると、収差補正には有利であるが、レンズ系が大型化してしまうという問題が生じる。

また、条件式（２）は、第２群第１レンズを構成する材料のアッベ数を規定している。

第１のズームレンズを、この条件式（２）の範囲を外れるように構成すると、倍率色収差、特に、広角端近傍における倍率色収差を波長ごとにバランスよく補正することが困難になるという問題が生じる。

また、第１のズームレンズを、条件式（２）の上限を上回るように構成すると、この条件式（２）の上限を超えてνｄ２１の値が大きくなるほど、一般に、屈折率が低くなるが、第２群第１レンズに対しそのような材料を適用し、この第２群第１レンズに強いパワーを持たせて小型化しようとすると、レンズの曲率が大きくなり、第２レンズ群全体の厚みが大きくなるとともに、収差変動量も大きくなるという問題が生じる。

本発明の第２のズームレンズおよび撮像装置によれば、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群、負の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させる第２レンズ群、絞り、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群、変倍時に光軸に沿って移動させ変倍に伴う像面位置の変動を補正し合焦させる第４レンズ群を配置し、第１レンズ群を、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズ、正の屈折力を有する第１群第２レンズ、正の屈折力を有する第１群第３レンズ、正の屈折力を有する第１群第４レンズを有するものとし、第２レンズ群を、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズ、負の屈折力を有する第２群第２レンズ、正の屈折力を有する第２群第３レンズを有するものとし、第３レンズ群を、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズと、負の屈折力を有する第３群第２レンズとを有するものとし、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ、第１１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離をＴＬ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたときに、条件式（３）：０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８、条件式（４）：４．２＜ｆ３／ｆｗ＜８．０を同時に満足するように構成したので、小型、高変倍比でありながら、高品質の光学像を結像させることができる。

ここで、条件式（３）は、上記条件式（１）と同じ条件式であり、条件式（３）は、条件式（１）の場合と同様に、光学全長と望遠端における全系の焦点距離との関係を規定している。

第２のズームレンズを、この条件式（３）の下限を下回るまで小型化するように構成すると、像面湾曲の補正が困難になる。また、各レンズのパワーが強くなりすぎて、製造誤差や組立誤差に対する性能劣化に対して敏感になり（敏感度が高くなり）、製造の難易度が非常に高くなという問題が生じる。さらに、ズーム時やフォーカス時の収差変動が大きくなるという問題も生じる。

これとは逆に、第２のズームレンズを、条件式（３）の上限を上回るように構成すると、収差補正には有利であるが、レンズ系が大型化してしまうという問題が生じる。

また、条件式（４）は、第３レンズ群の焦点距離と広角端におけるレンズ全系の焦点距離との関係を規定している。

第２のズームレンズを、この条件式（４）の下限を下回るように構成すると、広角端近傍での球面収差の補正が困難になるという問題が生じる。

これとは逆に、第２のズームレンズを、条件式（４）の上限を上回るように構成すると、第３レンズ群のパワーが弱くなり、収差補正上は有利になるが、レンズ全長が大きくなり、小型化には不利となる。それを避けるために、第４レンズ群のパワーを強くし過ぎると、変倍時の収差変動が大きくなるという問題が生じる。また、第４レンズ群への光線入射高が大きくなり、レンズ全系が大型化するという問題も生じる。

本発明の第３のズームレンズおよび撮像装置によれば、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群、負の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させる第２レンズ群、絞り、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群、変倍時に光軸に沿って移動させ変倍に伴う像面位置の変動を補正し合焦させる第４レンズ群を配置し、第１レンズ群を、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズ、正の屈折力を有する第１群第２レンズ、正の屈折力を有する第１群第３レンズ、正の屈折力を有する第１群第４レンズを有するものとし、第２レンズ群を、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズ、負の屈折力を有する第２群第２レンズ、正の屈折力を有する第２群第３レンズを有するものとし、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｔ、広角端から望遠端まで変倍するときの第２レンズ群の移動量をＭ２、第１群第１レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１１、第２群第１レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２１としたときに、条件式（５）：０．１７＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３２、条件式（６）：１７＜νｄ１１＜２７、条件式（７）：３０＜νｄ２１＜４８を同時に満足するように構成したので、小型、高変倍比でありながら、高品質の光学像を結像させることができる。

ここで、条件式（５）は、広角端から望遠端まで変倍する際の、第２レンズ群の移動量と望遠端でのレンズ全系の焦点距離との関係を規定している。

第３のズームレンズを、この条件式（５）の下限を下回るように構成すると、第２レンズ群のパワーが強くなり、第２レンズ群の移動量は小さくなるが、像面湾曲の補正が困難になるという問題が生じる。

これとは逆に、第３のズームレンズを、条件式（５）の上限を上回るように構成すると、レンズ全長が長くなるという問題が生じる。

また、条件式（６）は、第１群第１レンズのアッベ数を規定している。

第３のズームレンズを、この条件式（６）の下限を下回るように構成すると、レンズを薄く構成することができるが、色収差、特に、望遠端近傍での短波長の軸上色収差が大きくなるという問題が生じる。

これとは逆に、第３のズームレンズを、条件式（６）の上限を上回るように構成すると、第１群第１レンズおよび第１群第２レンズの曲率が大きくなって、必要なコバ（縁肉）を確保するためのレンズ中心厚が厚くなり、第１レンズ群が大型化するという問題が生じる。また、ペッツバール和が負の方向に大きくなってしまうという問題も生じる。

また、条件式（７）は、上記条件式（２）と同じ条件式であり、この条件式（７）は、条件式（２）の場合と同様に、第２群第１レンズを構成する材料のアッベ数を規定している。

第３のズームレンズを、この条件式（７）の範囲を外れるように構成すると、倍率色収差、特に、広角端近傍における倍率色収差を波長ごとにバランスよく補正することが困難になるという問題が生じる。

また、第３のズームレンズを、条件式（７）の上限を上回るように構成すると、この条件式（７）の上限を超えてνｄ２１の値が大きくなるほど、一般に、屈折率が低くなるが、第２群第１レンズに対しそのような材料を適用し、この第２群第１レンズに強いパワーを持たせて小型化しようとすると、レンズの曲率が大きくなり、第２レンズ群全体の厚みが大きくなるとともに、収差変動量も大きくなるという問題が生じる。

本発明のズームレンズを搭載した撮像装置の概略構成を示す断面図 実施例１のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例２のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例３のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例４のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例５のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例６のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例７のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例８のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例９のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例１０のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例１１のズームレンズについてズーム設定を広角端と望遠端とに定めた状態とを比較して示す断面図 実施例１のズームレンズの諸収差を示す図 実施例２のズームレンズの諸収差を示す図 実施例３のズームレンズの諸収差を示す図 実施例４のズームレンズの諸収差を示す図 実施例５のズームレンズの諸収差を示す図 実施例６のズームレンズの諸収差を示す図 実施例７のズームレンズの諸収差を示す図 実施例８のズームレンズの諸収差を示す図 実施例９のズームレンズの諸収差を示す図 実施例１０のズームレンズの諸収差を示す図 実施例１１のズームレンズの諸収差を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明のズームレンズを搭載した本発明の撮像装置の概略構成を示す断面図である。なお、図１にはズームレンズの光軸上を通る光路と軸外を通る光路とを示す。

この図１は、本発明の第１の実施の形態のズームレンズ１００Ａを搭載した第１の実施の形態の撮像装置３００Ａ、本発明の第２の実施の形態のズームレンズ１００Ｂを搭載した第２の実施の形態の撮像装置３００Ｂ、および本発明の第３の実施の形態のズームレンズ１００Ｃを搭載した第３の実施の形態の撮像装置３００Ｃを共通に示すものである。

本発明の第１の実施の形態の撮像装置３００Ａは、ズームレンズ１００Ａと、このズームレンズ１００Ａを通して結像される被写体１の光学像１Ｋを撮像するための、多数の受光画素が配列された撮像面２１０を有する撮像素子２００とを備えている。

本発明の第２の実施の形態の撮像装置３００Ｂは、ズームレンズ１００Ｂと、このズームレンズ１００Ｂを通して結像される被写体１の光学像１Ｋを撮像するための、多数の受光画素が配列された撮像面２１０を有する撮像素子２００とを備えている。

本発明の第３の実施の形態の撮像装置３００Ｃは、ズームレンズ１００Ｃと、このズームレンズ１００Ｃを通して結像される被写体１の光学像１Ｋを撮像するための、多数の受光画素が配列された撮像面２１０を有する撮像素子２００とを備えている。

本発明の第１の実施の形態のズームレンズ１００Ａと、本発明の第２の実施の形態のズームレンズ１００Ｂと、本発明の第３の実施の形態のズームレンズ１００Ｃとは、各実施の形態毎に構成が異なるが、以下の説明では、はじめに、上記第１から第３の各実施の形態における構成を全て満足する実施の形態について説明し、その後、各実施の形態について個別に説明する。

＜各実施の形態における構成を全て満足する実施の形態について＞
はじめに、各実施の形態における構成を全て満足する実施の形態のズームレンズとそのズームレンズを搭載した撮像装置について説明する。

上記本発明の第１〜第３の実施の形態のズームレンズ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの構成を全て満足するズームレンズをズームレンズ１００と称する。また、本発明の第１〜第３の実施の形態の撮像装置３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃの構成を全て満足する撮像装置を撮像装置３００と称する。

なお、図１は、ズームレンズ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの他に上記ズームレンズ１００をも示す図である。また。この図１は、撮像装置３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃの他に上記撮像装置３００をも示す図である。

図１に示す撮像装置３００は、ズームレンズ１００と、このズームレンズ１００を通して撮像面２１０上に結像される被写体１の光学像１Ｋを撮像するための、多数の受光画素が配列された上記撮像面２１０を有する撮像素子２００とを備えている。

ズームレンズ１００は、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有し、変倍時に光軸Ｚ１に沿って移動させられる第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群Ｇ３、変倍時に光軸Ｚ１に沿って移動させ、その変倍に伴う像面位置の変動を補正するとともに合焦させる第４レンズ群Ｇ４を配置してなるものである。

ズームレンズ１００には、さらにフィルタＬｆを設けることができる。このフィルタＬｆは、撮像面２１０に入射する不要な光を遮断するための平行平板からなるフィルタであり、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の機能を有するものを採用することができる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズＬ１１、正の屈折力を有する第１群第２レンズＬ１２、正の屈折力を有する第１群第３レンズＬ１３、正の屈折力を有する第１群第４レンズＬ１４を備えてなるものである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズＬ２１、負の屈折力を有する第２群第２レンズＬ２２、正の屈折力を有する第２群第３レンズＬ２３、正または負の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を備えてなるものである。なお、第２群第２レンズＬ２２と第２群第３レンズＬ２３とは接合されている。

第２群第４レンズＬ２４は、物体側のレンズ面が非球面であり、この非球面における有効領域内の最も光軸Ｚ１から離れた位置である有効領域の最外縁からこの光軸Ｚ１に対して降ろした垂線と光軸Ｚ１との交点が、その非球面と光軸Ｚ１との交点よりも像面側に位置するように形成されたプラスチックレンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズＬ３１と、負の屈折力を有する第３群第２レンズＬ３２とを有するものである。

このズームレンズ１００は、条件式（Ａ）〜（Ｍ）を満足するものである。

ここで、条件式（Ａ）：０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８は、上述の条件式（１）、（３）、（１２）に対応するものである。

また、条件式（Ｂ）：３０＜νｄ２１＜４８は、上述の条件式（２）、（７）、（９）に対応するものである。

また、条件式（Ｃ）：４．２＜ｆ３／ｆｗ＜８．０は、上述の条件式（４）、（１１）に対応するものである。

また、条件式（Ｄ）：０．１７＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３２は、上述の条件式（５）、（１０）に対応するものである。

また、条件式（Ｅ）：１７＜νｄ１１＜２７は、上述の条件式（６）、（８）に対応するものである。

また、条件式（Ｆ）：１０．０＜｜ｆ２４／ｆ２｜は、上述の条件式（１３）に対応するものである。

また、条件式（Ｇ）：１．７０＜Ｎｄ１４は、上述の条件式（１４）に対応するものである。

また、条件式（Ｈ）：４２＜νｄ１４＜５８は、上述の条件式（１５）に対応するものである。

また、条件式（Ｉ）：７５＜νｄ１ｍは、上述の条件式（１６）に対応するものである。

また、条件式（Ｊ）：０．２５＜ｆ１／ｆｔ＜０．５０は、上述の条件式（１７）に対応するものである。

また、条件式（Ｋ）：１．８９＜Ｎｄ２２は、上述の条件式（１８）に対応するものである。

また、条件式（Ｌ）：０．２５＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^１／２＜０．３８は、上述の条件式（１９）に対応するものである。

また、条件式（Ｍ）：１．３０＜ｆｗ／ＩＨ＜１．７５は、上述の条件式（２０）に対応するものである。

なお、条件式（Ａ）〜（Ｍ）中の各符号の意味を以下に示す。

ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
ＴＬ：第１群第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離
νｄ２１：第２群第１レンズのｄ線に対するアッベ数
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
Ｍ２：広角端から望遠端まで変倍するときの第２レンズ群の移動量
νｄ１１：第１群第１レンズのｄ線に対するアッベ数、
νｄ２１：第２群第１レンズのｄ線に対するアッベ数
ｆ２４：前記第２群第４レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｎｄ１４：第１群第４レンズのｄ線に対する屈折率
νｄ１４：第１群第４レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ１ｍ：第１レンズ群の有する少なくとも１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｎｄ２２：第２群第２レンズの屈折率
ＩＨ：最大像高
なお、最大像高ＩＨは、撮像面に結像される光学像中の光軸Ｚ１から最も離れた位置までの距離であり、ここでは「撮像面に結像される光学像」は、ズームレンズ１００を通して撮像面２１０上に結像され撮像される被写体１の光学像１Ｋである。

また、上記「第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離」である光学全長ＴＬは、第１群第１レンズＬ１１の物体側レンズ面から結像面（撮像面２１０）までの光軸Ｚ１上における距離に対応するものである。なお、この距離は、実際の距離（実長）であり空気換算した距離ではない。

上記条件式（Ａ）：０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８は、光学全長ＴＬと望遠端におけるレンズ全系の焦点距離との関係を規定している。

ズームレンズ１００を、この条件式（Ａ）の下限を下回るように構成して小型化すると、像面湾曲の補正が困難になる。また、各レンズのパワーが強くなりすぎて、製造誤差や組立誤差に対する性能劣化に対して敏感になり（敏感度が高くなり）、製造の難易度が非常に高くなってしまうという問題が生じる。さらに、ズーム時やフォーカス時の収差変動が大きくなるという問題も生じる。

これとは逆に、ズームレンズ１００を条件式（Ａ）の上限を上回るように構成すると、収差補正には有利であるが、レンズ系が大型化してしまうという問題が生じる。

なお、条件式（Ａ）は、条件式（Ａ′）：０．６４＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８６の範囲に限定することがより望ましく、条件式（Ａ″）：０．６７＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８６の範囲に限定することがさらに望ましい。

上記条件式（Ｂ）：３０＜νｄ２１＜４８は、第２群第１レンズＬ２１を構成する材料のアッベ数を規定している。

ズームレンズ１００をこの条件式（Ｂ）の範囲を外れるように構成すると、倍率色収差、特に、広角端近傍における倍率色収差を波長ごとにバランスよく補正することが困難になるという問題が生じる。

また、ズームレンズ１００を条件式（Ｂ）の上限を上回るように構成すると、この条件式（Ｂ）の上限を超えてνｄ２１の値が大きくなるほど、一般に、屈折率が低くなるが、第２群第１レンズＬ２１に対しそのような材料を適用し、この第２群第１レンズＬ２１に強いパワーを持たせて小型化しようとすると、レンズの曲率が大きくなり、第２レンズ群Ｇ２全体の厚みが大きくなるとともに、収差変動量も大きくなるという問題が生じる。

なお、条件式（Ｂ）は、条件式（Ｂ′）：３０＜νｄ２１＜４６の範囲に限定することがより望ましい。

上記条件式（Ｃ）：４．２＜ｆ３／ｆｗ＜８．０は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離と広角端におけるレンズ全系の焦点距離との関係を規定している。

ズームレンズ１００をこの条件式（Ｃ）の下限値を下回るように構成すると、広角端近傍での球面収差の補正が困難になるという問題が生じる。

これとは逆に、ズームレンズ１００を条件式（Ｃ）の上限を上回るように構成すると、第３レンズ群Ｇ３のパワーが弱くなり、収差補正上は有利になるが、レンズ全長が大きくなり、小型化には不利となる。それを避けるために、第４レンズ群Ｇ４のパワーを強くし過ぎると、変倍時の収差変動が大きくなるという問題が生じる。また、第４レンズ群Ｇ４への光線入射高が大きくなり、レンズ全系が大型化するという問題も生じる。

なお、条件式（Ｃ）は、条件式（Ｃ′）：４．３＜ｆ３／ｆｗ＜７．８の範囲に限定することがより望ましい。

上記条件式（Ｄ）：０．１７＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３２は、広角端から望遠端まで変倍する際の、第２レンズ群Ｇ２の移動量と望遠端でのレンズ全系の焦点距離との関係を規定している。

ズームレンズ１００をこの条件式（Ｄ）の下限を下回るように構成すると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強くなり、第２レンズ群Ｇ２の移動量は小さくなるが、像面湾曲の補正が困難になるという問題が生じる。

これとは逆に、ズームレンズ１００を条件式（Ｄ）の上限を超えるように構成すると、レンズ全長が長くなるという問題が生じる。

なお、条件式（Ｄ）は、条件式（Ｄ′）：０．１８＜Ｍ２／ｆｔ＜０．２８の範囲に限定することがより望ましい。

上記条件式（Ｅ）：１７＜νｄ１１＜２７は、第１群第１レンズＬ１１のアッベ数を規定している。

ズームレンズ１００を、この条件式（Ｅ）の下限を下回るように構成すると、レンズを薄く構成することができるが、色収差、特に、望遠端近傍での短波長の軸上色収差が大きくなるという問題が生じる。

これとは逆に、ズームレンズ１００を条件式（Ｅ）の上限を上回るように構成すると、第１群第１レンズＬ１１および第１群第２レンズＬ１２の曲率が大きくなって、必要なコバ（縁肉）を確保するためのレンズ中心厚が厚くなり、第１レンズ群Ｇ１が大型化するという問題が生じる。また、ペッツバール和が負の方向に大きくなってしまうという問題も生じる。

なお、条件式（Ｅ）は、条件式（Ｅ′）：１８＜νｄ１１＜２６の範囲に限定することがより望ましく、条件式（Ｅ″）：１９＜νｄ１１＜２５の範囲に限定することがさらに望ましい。

上記条件式（Ｆ）：１０．０＜｜ｆ２４／ｆ２｜は、第２群第４レンズＬ２４の焦点距離と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離との関係を規定している。

ズームレンズ１００を条件式（Ｆ）を満足するように構成することにより、第２群第４レンズＬ２４をプラスチックレンズで構成した場合であっても、温度変化に伴う性能や光学特性の変動を小さく抑えることができる。

これに対して、ズームレンズ１００をこの条件式（Ｆ）の下限を下回るように構成すると、望遠端における非点収差が大きくなるという問題が生じる。

上記条件式（Ｇ）：１．７０＜Ｎｄ１４は、第１４レンズの屈折率を規定している。

ズームレンズ１００を条件式（Ｇ）の下限を下回るように構成すると、望遠端での球面収差が補正過剰となるという問題が生じる。

なお、条件式（Ｇ）は、条件式（Ｇ′）：１．７１＜Ｎｄ１４の範囲に限定することがより望ましい。

上記条件式（Ｈ）：４２＜νｄ１４＜５８は第１群第４レンズＬ１４のアッベ数を規定している。

ズームレンズ１００を条件式（Ｈ）の範囲を外れるように構成すると、望遠端近傍での軸上色収差の補正が困難になる。また、広角端近傍での倍率色収差とのバランスを良好に保つことが困難になるという問題が生じる。

なお、条件式（Ｈ）は、条件式（Ｈ′）：４２＜νｄ１４＜５６の範囲に限定することがより望ましい。

上記条件式（Ｉ）：７５＜νｄ１ｍは、第１レンズ群Ｇ１に配置された正レンズのアッベ数を規定している。

ズームレンズ１００を、条件式（Ｉ）の下限を下回るように、例えば第１レンズ群Ｇ１に配置された３枚の正レンズ（第１群第２レンズＬ１２、第１群第３レンズＬ１３、第１群第４レンズＬ１４）全てが条件式（Ｉ）の下限を下回るように構成すると、望遠端近傍での軸上色収差が大きくなりすぎるという問題が生じる。

なお、条件式（Ｉ）は、条件式（Ｉ′）：７８＜νｄ１ｍの範囲に限定することがより望ましい。

上記条件式（Ｊ）：０．２５＜ｆ１／ｆｔ＜０．５０は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と望遠端でのレンズ全系の焦点距離との関係を規定している。

ズームレンズ１００を、条件式（Ｊ）の下限を下回るように構成すると、小型化には有利になるが、第１レンズ群Ｇ１の負担が大きくなり、望遠端近傍の色収差や球面収差の補正が困難になるという問題が生じる。

これとは逆に、ズームレンズ１００を、条件式（Ｊ）の上限を上回るように構成すると、全長が大きくなるという問題が生じる。

なお、条件式（Ｊ）は、条件式（Ｊ′）：０．２８＜ｆ１／ｆｔ＜０．４５の範囲に限定することがより望ましい。

上記条件式（Ｋ）：１．８９＜Ｎｄ２２は、第２群第２レンズＬ２２の屈折率を規定している。

ズームレンズ１００を、条件式（Ｋ）を満足するように構成することにより、第２レンズ群Ｇ２を薄型化できる。

なお、条件式（Ｋ）は、条件式（Ｋ′）：１．８９＜Ｎｄ２２＜１．９５の範囲に限定することがより望ましい。ここで、ズームレンズ１００を、条件式（Ｋ′）の上限を上回るように構成すると、例えば、第２群第２レンズＬ２２の分散が高くなるため、広角端近傍での倍率色収差の補正が難しくなることがある。

上記条件式（Ｌ）：０．２５＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^１／２＜０．３８は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離と、広角端および望遠端でのレンズ全系の焦点距離との関係を規定している。

ズームレンズ１００を、条件式（Ｌ）の下限を下回るように構成すると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強くなり、第２レンズ群Ｇ２の変倍時の移動量は小さくなるが、像面湾曲の補正が困難になるという問題が生じる。

これとは逆に、ズームレンズ１００を、条件式（Ｌ）の上限を上回るように構成すると、レンズ全長が長くなるという問題が生じる。

なお、条件式（Ｌ）は、条件式（Ｌ′）：０．２６＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^１／２＜０．３６の範囲に限定することがより望ましい。

上記条件式（Ｍ）：１．３０＜ｆｗ／ＩＨ＜１．７５は、広角端での焦点距離と最大像高との関係を規定している。

ズームレンズ１００を、条件式（Ｍ）の下限を下回るように構成すると、前玉径を小型化することが困難になるという問題や、歪曲収差の補正が困難になるという問題が生じる。

これとは逆に、ズームレンズ１００を、条件式（Ｍ）の上限を上回るように構成すると、レンズ全長が大きくなるという問題が生じる。

なお、条件式（Ｍ）は、条件式（Ｍ′）：１．３５＜ｆｗ／ＩＨ＜１．７０の範囲に限定することがより望ましい。

＜第１〜第３の各実施の形態に関する個別の構成について＞
以下、各実施の形態それぞれの構成について個別に説明する。

はじめに、本発明の第１の実施の形態のズームレンズ１００Ａに係る個別の構成について以下に説明する。

ズームレンズ１００Ａは、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有し、変倍時に光軸Ｚ１に沿って移動させられる第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群Ｇ３、変倍時に光軸Ｚ１に沿って移動させ、その変倍に伴う像面位置の変動を補正するとともに合焦させる第４レンズ群Ｇ４、フィルタＬｆを配置してなるものである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズＬ１１、正の屈折力を有する第１群第２レンズＬ１２、正の屈折力を有する第１群第３レンズＬ１３、正の屈折力を有する第１群第４レンズＬ１４を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズＬ２１、負の屈折力を有する第２群第２レンズＬ２２、正の屈折力を有する第２群第３レンズＬ２３、正または負の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有している。

さらに、このズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ａ）および条件式（Ｂ）を同時に満するように構成されている。

上記の構成がズームレンズ１００Ａにおける必須の構成である。

以下にズームレンズ１００Ａの望ましい構成について説明する。

このズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｅ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｅ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｄ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｄ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｃ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｃ′）を満足することがより望ましい。

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズＬ３１と、負の屈折力を有する第３群第２レンズＬ３２とを有するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、第２群第４レンズＬ２４は、物体側のレンズ面が非球面であり、この物体側のレンズ面における有効領域の最外縁から光軸に対して降ろした垂線と光軸Ｚ１との交点が、上記物体側のレンズ面と光軸Ｚ１との交点よりも像面側に位置するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、第２群第４レンズＬ２４をプラスチックレンズとすることが望ましい。

また、第２レンズ群Ｇ２が第２群第３レンズＬ３２の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、ズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｆ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｆ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｇ）および上記条件式（Ｈ）を同時に満足することが望ましく、上記条件式（Ｇ′）および上記条件式（Ｈ′）を同時に満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｉ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｉ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｊ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｊ′）を満足することがより望ましい。

なお、第２レンズ群Ｇ２は、第２群第２レンズＬ２２と第２群第３レンズＬ２３とが接合されたものとし、上記条件式（Ｋ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｋ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｌ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｌ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ａは、上記条件式（Ｍ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｍ′）を満足することがより望ましい。

次に、本発明の第２の実施の形態のズームレンズ１００Ｂに係る個別の構成について以下に説明する。

ズームレンズ１００Ｂは、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有し、変倍時に光軸Ｚ１に沿って移動させられる第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群Ｇ３、変倍時に光軸Ｚ１に沿って移動させ、その変倍に伴う像面位置の変動を補正するとともに合焦させる第４レンズ群Ｇ４、フィルタＬｆを配置してなるものである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズＬ１１、正の屈折力を有する第１群第２レンズＬ１２、正の屈折力を有する第１群第３レンズＬ１３、正の屈折力を有する第１群第４レンズＬ１４を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズＬ２１、負の屈折力を有する第２群第２レンズＬ２２、正の屈折力を有する第２群第３レンズＬ２３を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズＬ３１と、負の屈折力を有する第３群第２レンズＬ３２とを有している。

さらに、このズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ａ）および条件式（Ｃ）を同時に満するように構成されている。

上記の構成がズームレンズ１００Ｂにおける必須の構成である。

以下にズームレンズ１００Ｂの望ましい構成について説明する。

このズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｅ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｅ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｂ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｂ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｄ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｄ′）を満足することがより望ましい。

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズＬ３１と、負の屈折力を有する第３群第２レンズＬ３２とを有するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、第２群第４レンズＬ２４は、物体側のレンズ面が非球面であり、この物体側のレンズ面における有効領域の最外縁から光軸に対して降ろした垂線と光軸Ｚ１との交点が、上記物体側のレンズ面と光軸Ｚ１との交点よりも像面側に位置するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、第２群第４レンズＬ２４をプラスチックレンズとすることが望ましい。

また、第２レンズ群Ｇ２が第２群第３レンズＬ３２の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、ズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｆ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｆ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｇ）および上記条件式（Ｈ）を同時に満足することが望ましく、上記条件式（Ｇ′）および上記条件式（Ｈ′）を同時に満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｉ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｉ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｊ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｊ′）を満足することがより望ましい。

なお、第２レンズ群Ｇ２は、第２群第２レンズＬ２２と第２群第３レンズＬ２３とが接合されたものとし、上記条件式（Ｋ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｋ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｌ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｌ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｂは、上記条件式（Ｍ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｍ′）を満足することがより望ましい。

さらに、本発明の第３の実施の形態のズームレンズ１００Ｃに係る個別の構成について以下に説明する。

ズームレンズ１００Ｃは、物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有し、変倍時に光軸Ｚ１に沿って移動させられる第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群Ｇ３、変倍時に光軸Ｚ１に沿って移動させ、その倍に伴う像面位置の変動を補正するとともに合焦させる第４レンズ群Ｇ４、フィルタＬｆを配置してなるものである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズＬ１１、正の屈折力を有する第１群第２レンズＬ１２、正の屈折力を有する第１群第３レンズＬ１３、正の屈折力を有する第１群第４レンズＬ１４を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズＬ２１、負の屈折力を有する第２群第２レンズＬ２２、正の屈折力を有する第２群第３レンズＬ２３を有している。

さらに、このズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ｂ）、条件式（Ｄ）および条件式（Ｅ）を同時に満するように構成されている。

上記の構成がズームレンズ１００Ｃにおける必須の構成である。

以下にズームレンズ１００Ｃの望ましい構成について説明する。

このズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ｃ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｃ′）を満足することがより望ましい。

このズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ａ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ａ′）を満足することがより望ましい。

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズＬ３１と、負の屈折力を有する第３群第２レンズＬ３２とを有するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、第２群第４レンズＬ２４は、物体側のレンズ面が非球面であり、この物体側のレンズ面における有効領域の最外縁から光軸に対して降ろした垂線と光軸Ｚ１との交点が、上記物体側のレンズ面と光軸Ｚ１との交点よりも像面側に位置するものとすることが望ましい。

第２レンズ群Ｇ２は、第２群第３レンズＬ２３の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、第２群第４レンズＬ２４をプラスチックレンズとすることが望ましい。

また、第２レンズ群Ｇ２が第２群第３レンズＬ３２の像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズＬ２４を有する場合に、ズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ｆ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｆ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ｇ）および上記条件式（Ｈ）を同時に満足することが望ましく、上記条件式（Ｇ′）および上記条件式（Ｈ′）を同時に満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ｉ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｉ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ｊ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｊ′）を満足することがより望ましい。

なお、第２レンズ群Ｇ２は、第２群第２レンズＬ２２と第２群第３レンズＬ２３とが接合されたものとし、上記条件式（Ｋ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｋ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ｌ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｌ′）を満足することがより望ましい。

また、ズームレンズ１００Ｃは、上記条件式（Ｍ）を満足することが望ましく、上記条件式（Ｍ′）を満足することがより望ましい。

＜具体的な実施例＞
以下、図２〜図２３、表１〜１２等を参照し、本発明のズームレンズの実施例１〜１１それぞれの数値データ等についてまとめて説明する。

図２〜１２は、実施例１〜１１のズームレンズそれぞれの概略構成を示す断面図であり、実施例１〜１１の各ズームレンズについてズーム設定を広角端に定めた状態と望遠端に定めた状態とを比較して示す図である。

図２〜図１２中の上部に符号（Ｗ）で示す図はズーム設定を広角端に定めた状態を示す図、図２〜図１１中の下部に符号（Ｔ）で示す図はズーム設定を望遠端に定めた状態を示す図である。

なお、上述のズームレンズ１００を示す図１中の符号と一致する図２〜図１２中の符号は互に対応する構成を示している。

なお、第１の実施の形態のズームレンズ１００Ａの必須の構成を満足する実施例は、実施例１〜７、および実施例９〜１１であり、実施例８を除いたものである。

また、第２の実施の形態のズームレンズ１００Ｂの必須の構成を満足する実施例も、実施例１〜７、および実施例９〜１１であり、実施例８を除いたものである。

また、第３の実施の形態のズームレンズ１００Ｃの必須の構成を満足する実施例は、実施例１〜１１（全ての実施例）である。

また、図２〜１２の各図中に示すＬ１１、Ｌ１２、・・・の符号は、各レンズ群中のレンズを指す符号であり、物体側から順に並ぶレンズの順番に対応している。

表１〜１１は、実施例１〜１１のズームレンズそれぞれの基本的なデータを示す図である。表１〜１１の各表中の左上部（図中符号（ａ）で示す）にレンズデータを、右上部（図中符号（ｂ）で示す）にレンズ面の形状（非球面の形状）を表す非球面式の各係数を示す。さらに、表１〜１１の各表中の下部（図中符号（ｃ）で示す）に、広角端と望遠端とにおける各値、より具体的には、ｆ：レンズ全系の焦点距離（単位ｍｍ）の値、Ｆｎｏ：Ｆナンバーの値、２ω：全画角の値、Ｄ７、Ｄ１４、Ｄ１９、Ｄ２５等：各レンズ群間の間隔の値を示す。

なお、図中符号（ａ）で示すレンズデータ中の面間隔Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）を示す欄には数字が記載されている場合と、符号Ｄｎ（ｎは数値）が記載されている場合があるが、符号Ｄｎが記載されているところはレンズ群間の面間隔（空気間隔）に対応しており、それらの面間隔（空気間隔）はズーム倍率の設定に応じて変化する。

表１〜１１の各図中の符号（ａ）で示すレンズデータにおいて、レンズ等の光学部材の面番号を物体側から像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号として示す。なお、これらのレンズデータには、開口絞りＳｔの面番号（ｉ＝１５）、および平行平面板であるフィルタＬｆの物体側の面と像側の面の面番号も含めて記載している。なお、フィルタＬｆは２枚の平行平面板で構成されている場合もある。

なお、レンズ面が非球面をなすものについては面番号に＊印を付している。

曲率半径Ｒｉはｉ番目（ｉ＝１、２、３、・・・）の面の曲率半径を示し、面間隔Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。レンズデータの符号Ｒｉおよび符号Ｄｉは、レンズ面等を示す符号Ｓｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）と対応している。

なお、面番号に＊印を付している非球面の曲率半径の値は近軸曲率半径を示している。

また、面間隔Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）の欄には面間隔を示す数字が記載されている場合と、符号Ｄｎ（ｎは数値）が記載されている場合があるが、符号Ｄｎが記載されているところはレンズ群間の面間隔（空気間隔）に対応しており、それらの面間隔（空気間隔）はズーム倍率の変更に伴い変化する。

Ｎｄｊは物体側から像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、・・・）の光学要素について波長５８７．６ｎｍ（ｄ線）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線を基準としたアッベ数を示す。

表１〜１１のレンズデータにおいて、曲率半径および面間隔の単位はｍｍであり、曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

なお、各非球面は下記非球面式により定義される。

また、表１２は、実施例１〜１１の各ズームレンズに関し、条件式（Ａ)〜（Ｍ)それぞれの不等式中に記載されている数式によって算出される値を示すものである。

なお、表１〜１２は「発明を実施するための形態」における説明の最後にまとめて示す。

また、図１３〜２３は、実施例１〜実施例１１の各ズームレンズの諸収差を示す図である。図中には、ｄ線、ｇ線、Ｃ線それぞれに対応する波長の各光に関する収差が示されている。

上記図１３〜図２３の各図中に示す符号（Ａ）〜（Ｄ）に対応する各収差図は広角端におけるものであり、球面収差（Ａ）、非点収差（Ｂ）、ディストーション（歪曲収差）（Ｃ）、倍率色収差（倍率の色収差）（Ｄ）それぞれを示している。また、各図中に示す符号（Ｅ）〜（Ｈ）に対応する各収差図は望遠端におけるものであり、球面収差（Ｅ）、非点収差（Ｆ）、ディストーション（歪曲収差）（Ｇ）、倍率色収差（倍率の色収差）（Ｈ）それぞれを示している。

なお、ディストーションの図は、レンズ全系の焦点距離ｆ、半画角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎθとし、それからのずれ量を示す。

実施例１〜１１に関する数値データおよび収差図等からわかるように、本発明のズームレンズは、小型、高変倍比でありながら、高品質の光学像を結像させることができる。

なお、本発明は、上記各実施例に限定されず、発明の要旨を変更しない限りにおいて種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各表中に示した数値に限定されず、他の値を取り得る。

Claims (16)

1. 物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群、負の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させる第２レンズ群、絞り、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群、正の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させ前記変倍に伴う像面位置の変動の補正および合焦を行う第４レンズ群を配置してなるズームレンズであって、
   前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズ、正の屈折力を有する第１群第２レンズ、正の屈折力を有する第１群第３レンズ、正の屈折力を有する第１群第４レンズを有するものであり、
   前記第２レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズ、負の屈折力を有する第２群第２レンズ、正の屈折力を有する第２群第３レンズ、正または負の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有するものであり、
   以下の条件式（１）、（２）、（１３）を同時に満足するように構成されたことを特徴とするズームレンズ。
   ０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８ ・・・（１）
   ３０＜νｄ２１＜４８ ・・・（２）
   １０．０＜｜ｆ２４／ｆ２｜ ・・・（１３）
   ただし、
   ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
   ＴＬ：第１群第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離
   νｄ２１：第２群第１レンズのｄ線に対するアッベ数、
   ｆ２４：前記第２群第４レンズの焦点距離
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
2. 物体側より順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第１レンズ群、負の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させる第２レンズ群、絞り、正の屈折力を有し、変倍時に固定される第３レンズ群、正の屈折力を有し、変倍時に光軸に沿って移動させ前記変倍に伴う像面位置の変動の補正および合焦を行う第４レンズ群を配置してなるズームレンズであって、
   前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１群第１レンズ、正の屈折力を有する第１群第２レンズ、正の屈折力を有する第１群第３レンズ、正の屈折力を有する第１群第４レンズを有するものであり、
   前記第２レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２群第１レンズ、負の屈折力を有する第２群第２レンズ、正の屈折力を有する第２群第３レンズを有し、前記第２群第２レンズと前記第２群第３レンズとが接合されたものであり、
   前記第３レンズ群は、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズと、負の屈折力を有する第３群第２レンズとを有するものであり、
   以下の条件式（３）、（４）、（９）、（１８）を同時に満足するように構成されたことを特徴とするズームレンズ。
   ０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８ ・・・（３）
   ４．２＜ｆ３／ｆｗ＜８．０ ・・・（４）
   ３０＜νｄ２１＜４８ ・・・（９）
   １．８９＜Ｎｄ２２ ・・・（１８）
   ただし、
   ｆｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
   ＴＬ：第１群第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離
   ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
   νｄ２１：第２群第１レンズのｄ線に対するアッベ数
   Ｎｄ２２：第２群第２レンズの屈折率
3. 以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ。
   １７＜νｄ１１＜２７ ・・・（８）
   νｄ１１：第１群第１レンズのｄ線に対するアッベ数
4. 以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のズームレンズ。
   ０．１７＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３２ ・・・（１０）
   ただし、
   Ｍ２：広角端から望遠端まで変倍するときの第２レンズ群の移動量
5. 以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
   ４．２＜ｆ３／ｆｗ＜８．０ ・・・（１１）
   ただし、
   ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
   ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
6. 以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
   ０．６２＜ＴＬ／ｆｔ＜０．８８ ・・・（１２）
   ただし、
   ＴＬ：第１群第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離
7. 前記第３レンズ群が、正の屈折力を有し、少なくとも１面が非球面である第３群第１レンズと、負の屈折力を有する第３群第２レンズとを有するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記第２レンズ群が、前記第２群第３レンズの像面側に、少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有するものであることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
9. 前記第２レンズ群が前記第２群第３レンズの像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有する場合に、前記第２群第４レンズは、物体側のレンズ面が非球面であり、該物体側のレンズ面における有効領域の最外縁から光軸に対して降ろした垂線と前記光軸との交点が、前記物体側のレンズ面と前記光軸との交点よりも像面側に位置するものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。
10. 前記第２レンズ群が前記第２群第３レンズの像面側に少なくとも１面が非球面である第２群第４レンズを有する場合に、前記第２群第４レンズがプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。
11. 前記第１群第４レンズが、以下の条件式（１４）、（１５）を同時に満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載のズームレンズ。
    １．７０＜Ｎｄ１４ ・・・（１４）
    ４２＜νｄ１４＜５８ ・・・（１５）
    ただし、
    Ｎｄ１４：第１群第４レンズのｄ線に対する屈折率
    νｄ１４：第１群第４レンズのｄ線に対するアッベ数
12. 前記第１レンズ群が、以下の条件式（１６）を満足することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ７５＜νｄ１ｍ ・・・（１６）
    ただし、
    νｄ１ｍ：第１レンズ群の有する少なくとも１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数
13. 以下の条件式（１７）を満足することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ０．２５＜ｆ１／ｆｔ＜０．５０ ・・・（１７）
    ただし、
    ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
14. 以下の条件式（１９）を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載のズームレンズ。
    ０．２５＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^１／２＜０．３８ ・・・（１９）
    ただし、
    ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
15. 以下の条件式（２０）を満足することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載のズームレンズ。
    １．３０＜ｆｗ／ＩＨ＜１．７５ ・・・（２０）
    ただし、
    ｆｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
    ＩＨ：最大像高
16. 請求項１から１５のいずれか１項記載のズームレンズを備えていることを特徴とする撮像装置。

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