JP5921220B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

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、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように固体撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真用のカメラ等に好適なものである。
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ、そして銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置は高機能化され、又装置全体が小型化されている。そしてそれに用いる撮影光学系としてレンズ全長が短く、コンパクトで高ズーム比であること、しかも高解像力のズームレンズであること等が要求されている。これらの要求に応えるズームレンズとして、物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型のズームレンズが知られている。
ポジティブリード型のズームレンズとして、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レンズ群からなる４群ズームレンズが知られている。
一般にズームレンズにおいて全系の小型化を図りつつ、高解像力化を図るには軸上色収差と倍率色収差等の色収差を良好に補正すること、即ち色消しを良好に行うことが必要となる。ズームレンズにおいて軸上色収差と倍率色収差のズーミングに際しての変動を抑えるためには、各レンズ群単独で色消しを行うことが必要となる。そのため、多くのズームレンズでは各レンズ群を異なる材料よりなる正レンズと負レンズの２以上のレンズで構成している。
前述した４群ズームレンズにおいて、第１、第２、第３レンズ群を１つの正レンズと１つの負レンズの色消しに必要な最小の２つのレンズで構成し、変倍分担が少ない第４レンズ群を１つの正レンズで構成したズームレンズが知られている（特許文献１乃至３）。特許文献１および３ではズーミングに際し全レンズ群を移動させている。特許文献１ではズーム比２、特許文献３ではズーム比５程度のズームレンズを開示している。特許文献２ではズーミングに際し第１レンズ群を固定とし、第２、第３、第４レンズ群を移動させたズーム比３程度のズームレンズを開示している。
特開平９−１８４９８２号公報 特開平１１−１１９１００号公報 特開２００７−２４０７４７号公報
前述した屈折力配置のレンズ群よりなる４群ズームレンズにおいては、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広角端で最大となり望遠端で最小となるようにレンズ群を移動して効率的に変倍を行っている。また、各レンズ群を２つ以下のレンズより構成してレンズ全長（全系）の小型化を図っている。このズームタイプの４群ズームレンズにおいて、ズーム比５以上の高ズーム比化を図ろうとすると、軸上色収差と倍率色収差等の色収差のズーミングに際しての変動が大きくなってくる。
前述した４群ズームレンズにおいて、高ズーム比を図りつつ、ズーミングに際しての色収差の変動を軽減し、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。例えば各レンズ群のレンズ枚数、屈折力、ズーミングに際してのレンズ群の移動量等を適切に設定することが重要になってくる。特に第１、第２、第３レンズ群のレンズ構成を適切に設定しないとズーミングに際して色収差の変動が増大し、高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
本発明は、全系が小型で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の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より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レンズ群から構成され、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなるように各レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は、それぞれ１枚の正レンズと１枚の負レンズより構成され、前記第４レンズ群は１枚の正レンズより構成され、広角端と望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ１、ｆ２とするとき、
６．０＜ｆ１／ｆｗ＜２０．０
０．０５＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．４０
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、全系が小型で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。
本発明の数値実施例１の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ） 本発明の数値実施例１の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図 本発明の数値実施例２の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ） 本発明の数値実施例２の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図 本発明の数値実施例３の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ） 本発明の数値実施例３の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図 本発明の数値実施例４の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ） 本発明の数値実施例４の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図 本発明の数値実施例５の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ） 本発明の数値実施例５の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図 本発明の数値実施例６の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ） 本発明の数値実施例６の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図 本発明のズームレンズをデジタルカメラに適用したときの要部概略図
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形態について説明する。
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レンズ群から構成されている。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が拡大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が縮小し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が増大するように各レンズ群が移動する。第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群は、それぞれ１枚の正レンズと１枚の負レンズより構成され、第４レンズ群は１枚の正レンズより構成されている。
図１は実施例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である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例１の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。ここで中間ズーム位置１は焦点距離が広角端の約１．５倍となるズーム位置であり、中間ズーム位置２は焦点距離が望遠端の約半分となるズーム位置である。
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）、（Ｄ）はそれぞれ実施例２の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図である。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）、（Ｄ）はそれぞれ実施例３の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図である。
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）、（Ｄ）はそれぞれ実施例４の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図である。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）、（Ｄ）はそれぞれ実施例５の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図である。
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）、（Ｄ）はそれぞれ実施例６の広角端、中間ズーム位置１、中間ズーム位置２、望遠端における収差図である。図１３は本発明のズームレンズを備えるカメラ（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（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
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、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から構成している。ＳＰは開口絞りである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶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は像面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面や銀塩フィルム等の感光面が配置されている。
収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭはメリディオナル像面、ΔＳ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。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用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、各レンズ群をレンズ断面図に示した矢印のように、移動させて広角端から望遠端へのズーミングを行っている。このとき広角端に比べ望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が拡大し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が縮小し、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が増大するようにしている。
具体的には、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を像面側へ移動させた後、物体側へ移動させている。すなわち第１レンズ群Ｌ１は、像面側へ凸状の軌跡で（像面側へ凸の曲線に沿って）移動している。また第２レンズ群Ｌ２を像面側へ移動させた後に物体側へ移動させている。すなわち第２レンズ群Ｌ２は、像面側へ凸状の軌跡で（像面側に凸の曲線に沿って）移動している。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させている。第４レンズ群Ｌ４は、変倍に伴う像面位置の変動を補正するように物体側に凸状の軌跡で（物体側に凸の曲線に沿って）移動している。
各実施例では第４レンズ群Ｌ４で変倍に伴う像面変動の補正と、光軸上を（光軸の方向に）移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス方式を採用している。レンズ断面図の第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広角端から望遠端へ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を示している。
第４レンズ群がズーミングに際して物体側へ凸状の軌跡で移動することで、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間の空間の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
各実施例において、例えば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、レンズ断面図の矢印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。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３の像面側または第３レンズ群Ｌ３内に配置し、ズーミングの際には第３レンズ群Ｌ３と一体で移動している。各実施例において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３は、それぞれ１つの正レンズと１つの負レンズで構成され、第４レンズ群Ｌ４は１つのレンズで構成されている。
広角端と望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔとする。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をそれぞれｆ１、ｆ２とする。このとき、
６．０＜ｆ１／ｆｗ＜２０．０ ・・・（１）
０．０５＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．４０ ・・・（２）
なる条件を満足している。
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を規定する。条件式（１）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が小さくなる、すなわち屈折力が強くなりすぎると、第１レンズ群Ｌ１で発生する諸収差、とりわけ広角端において像面湾曲と非点収差および望遠端において球面収差と軸上色収差が多く発生してくる。そのため高ズーム比化を達成することが困難となる。
また上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が大きくなる、すなわち屈折力が弱くなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２に必要な変倍比を与えるために、第１レンズ群Ｌ１のズーミングに際しての移動量を大きくする必要がある。この結果、レンズ全長が増大してくる。
条件式（２）は、第２レンズ群の屈折力を規定する。条件式（２）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が小さくなる、すなわち屈折力が強くなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２で発生するコマ収差、像面湾曲が大きくなりすぎ、これらの収差を他のレンズ群で補正するのが困難となる。また上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が大きくなる、すなわち屈折力が弱くなりすぎると、所望のズーム比を得るために第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際しての移動量を大きくする必要があり、レンズ全長が増大してくる。
各実施例では以上のように構成することにより、高ズーム比を有し、ズーム全域にわたり諸収差が良好に補正されたレンズ全長がコンパクトなズームレンズを得ている。なお、更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次のごとく設定するのが良い。
７．０＜ｆ１／ｆｗ＜１７．０ ・・・（１ａ）
０．０９＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．３５ ・・・（２ａ）
これによれば、より高ズーム比化を図るのが容易となり、さらにズーム全域にわたり諸収差の補正が容易となる。また、さらに好ましくは各条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を次のごとく設定すると、先に述べた条件式が意味する効果を最大限に得られる。
７．２＜ｆ１／ｆｗ＜１４．０ ・・・（１ｂ）
０．１２＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．３０ ・・・（２ｂ）
以上のように各実施例によれば、全系が小型で高ズーム比で、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。
各実施例において、さらに好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。第３レンズ群Ｌ３に含まれる正レンズの材料のアッベ数をνｄ３ｐ、第３レンズ群Ｌ３に含まれる負レンズの材料のアッベ数をνｄ３ｎとする。第３レンズ群Ｌ３に含まれる正レンズの焦点距離をｆ３ｐ、第３レンズ群Ｌ３に含まれる負レンズの焦点距離をｆ３ｎとする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４とする。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の横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとする。
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と第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２、ｍ３とする。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の光軸上の厚みを各々Ｄ２、Ｄ３とする。第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズの材料の屈折率をＮ１ｎとする。望遠端におけるレンズ全長をＬｔとする。望遠端における第４レンズ群Ｌ４の横倍率をβ４ｔとする。なお移動量の符号は物体側から像面側への移動を正、像面側から物体側への移動を負と定義する。
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）を加えた値と定義する。このとき、以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
２０＜νｄ３ｐ−νｄ３ｎ＜７０ ・・・（３）
０．３＜｜ｆ３ｐ／ｆ３ｎ｜＜０．９ ・・・（４）
０．２＜ｆ４／ｆｔ＜０．７ ・・・（５）
０．１＜（β３ｔ／β３ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜２．５ ・・・（６）
０．０５＜（ｍ１×ｍ２）／（ｆ１×ｆ２）＜０．６０ ・・・（７）
１．６＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ・・・（８）
０．１＜Ｄ２／｜ｍ２｜＜３．０ ・・・（９）
０．０５＜（Ｄ２＋Ｄ３）／（｜ｍ２｜＋｜ｍ３｜）＜０．９０・・・（１０）
１．８＜β２ｔ／β２ｗ＜７．０ ・・・（１１）
０．３５＜ｆ３／ｆ４＜０．８０ ・・・（１２）
１．７＜Ｎ１ｎ＜２．６ ・・・（１３）
０．００５＜Ｄ３／Ｌｔ＜０．０９０ ・・・（１４）
１．０＜（１−β３ｔ）×β４ｔ＜２．５ ・・・（１５）
次に前述した条件式の技術的意味について説明する。
条件式（３）は、第３レンズ群Ｌ３を構成する正レンズと負レンズの材料のアッベ数すなわち分散を規定する。第３レンズ群Ｌ３は１つの正レンズと１つの負レンズの色消しに必要な最低のレンズ枚数の構成で、レンズ群内での色消しを行っている。第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２と共に主たる変倍を担うレンズ群であり、軸上色収差および倍率色収差のズーム変動を抑制するためには、レンズ群内での色消しを行う必要がある。
条件式（３）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３を構成する正レンズと負レンズの材料のアッベ数の差が小さくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３内で十分な色消しを行うためには正レンズと負レンズの各々の屈折力を強くしなければならない。そうすると、ズーム全域にわたり球面収差やコマ収差が多く発生し、これらの収差を他のレンズ群で補正するのが困難となる。また上限を超えて第３レンズ群Ｌ３を構成する正レンズと負レンズの材料のアッベ数の差が大きくなりすぎると、１次の色消しは容易となるが、２次スペクトルが大きく発生し、特に軸上色収差の補正が困難になる。
条件式（４）は、第３レンズ群Ｌ３を構成する正レンズと負レンズの屈折力の比を規定する。条件式（４）の下限を超えて負レンズに対して正レンズの焦点距離が小さくなりすぎる、すなわち屈折力が大きくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３内で十分な色消しを行うことが困難となる。加えて第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が大きくなりすぎ、第３レンズ群Ｌ３より球面収差、コマ収差が大きく発生してくる。また上限を超えて負レンズに対して正レンズの焦点距離が大きくなりすぎる、すなわち屈折力が小さくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３内での色消しが過剰となってくる。
また第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が小さくなりすぎて、第３レンズ群Ｌ３のズームストロークが大きくなり、レンズが大型化してくる。
条件式（５）は第４レンズ群Ｌ４の屈折力を規定する。条件式（５）の下限を超えて第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が小さくなりすぎる、すなわち屈折力が大きくなりすぎると、フォーカシングに伴う像面湾曲、非点収差、倍率色収差の変動が大きくなってくる。また上限を超えて第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が大きくなりすぎる、すなわち屈折力が小さくなりすぎると、変倍に伴う像面位置の変動を補正するためのズーミングに際しての移動量が大きくなりすぎ、レンズ全長が長大化してくる。
条件式（６）は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の変倍分担を規定する。条件式（６）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の変倍比が小さくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２で負担すべき変倍比が大きくなりすぎ、第２レンズ群Ｌ２より像面湾曲、非点収差、コマ収差等が大きく発生し、これらの収差を他のレンズ群で補正するのが困難になる。また上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍比が小さくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３で負担すべき変倍比が大きくなりすぎ、第３レンズ群Ｌ３より球面収差、コマ収差が大きく発生してくる。
条件式（７）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のズームストロークと屈折力とを規定する。条件式（７）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２のズームストロークが小さく、かつ屈折力が大きくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２の変倍比が小さくなる。このため、相対的に第３レンズ群Ｌ３の変倍比を大きくしなければならない。
その結果、第３レンズ群Ｌ３より球面収差、コマ収差が大きく発生してきて、これらの収差を他のレンズ群で補正するのが困難になる。
条件式（８）は、第３レンズ群Ｌ３の屈折力を規定する。条件式（８）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が小さくなる、すなわち屈折力が強くなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３より球面収差、軸上色収差、コマ収差が大きく発生し、これらの収差を他のレンズ群で補正するのが困難になる。また上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が大きくなる、すなわち屈折力が弱くなりすぎると、所望のズーム比を得るために第３レンズ群Ｌ３のズームストロークを大きくする必要がある。そうすると、レンズ全長が増大するので良くない。
条件式（９）は、第２レンズ群Ｌ２のズームストロークに対する光軸上の厚みを規定する。条件式（９）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚みが小さくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２の負レンズと正レンズとの空気間隔を十分に取ることが難しくなるため、負レンズの像側のレンズ面に十分な曲率を与えることが困難になる。この結果、第２レンズ群Ｌ２の負レンズの像側のレンズ面と正レンズの物体側のレンズ面とで構成される空気レンズに十分な負の屈折力を与えることが難しくなり、広角端において像面湾曲、非点収差の補正が困難となる。
また上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚みが大きくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２が長大化すると共に開口絞りＳＰと前玉レンズ群との距離が長くなりすぎて、前玉有効径が大型化してしまう。また沈胴構成の鏡筒では、沈胴時の鏡筒全長が増大してくるので良くない。
条件式（１０）は、第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３のズームストロークに対する光軸上の厚みを規定する。条件式（１０）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３のズームストロークが長くなりすぎると共に第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３のレンズ群の厚みが小さくなりすぎると、レンズ全長が長大化してくる。また沈胴構成の鏡筒では、沈胴時のレンズ全長の短縮化には有利となるが、レンズ全長が長大となるため、第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３のズームストロークを折り畳むために鏡筒段数が増加し、鏡筒径が増大してくるので良くない。
また上限を超えて第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３のズームストロークが短くなりすぎると、必要なズーム比を確保するために第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３の屈折力を大きくしなければならなくなる。この結果ズーミングに伴う収差変動が増大してくる。特に第２レンズ群Ｌ２より像面湾曲、非点収差、コマ収差、そして第３レンズ群Ｌ３より球面収差、コマ収差等が大きく発生してくるので良くない。
条件式（１１）は、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担を規定する。第２レンズ群Ｌ２の分担する変倍比は、条件式（１１）で定義される。条件式（１１）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍比が小さくなりすぎると、相対的に第３レンズ群Ｌ３の変倍比を大きくせざるを得ず、第３レンズ群Ｌ３より球面収差、コマ収差が大きく発生し、これらの収差を他のレンズ群で補正するのが困難になる。逆に上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の変倍比が大きくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強める必要があり、そうすると第２レンズ群Ｌ２より像面湾曲、非点収差、コマ収差等が大きく発生してくるので良くない。
条件式（１２）は第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の屈折力を規定する。条件式（１２）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が小さくなる、すなわち屈折力が大きくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３より球面収差、コマ収差等が大きく発生してくる。また上限を超えて１つの正レンズで構成される第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が小さくなる、すなわち屈折力が大きくなりすぎると、フォーカシングに伴う像面湾曲、非点収差、倍率色収差の変動が大きくなってくる。
条件式（１３）は第１レンズ群Ｌ１の負レンズの材料の屈折率を規定する。条件式（１３）の下限を超えて屈折率が小さくなりすぎると、第１レンズ群Ｌ１内で色消しを行うために必要な第１レンズ群Ｌ１の負レンズのレンズ面の曲率が強くなりすぎる。そのため特に望遠端近傍において第１レンズ群Ｌ１の負レンズより球面収差が大きく発生し、これを第１レンズ群Ｌ１の正レンズおよび他のレンズ群で補正するのが困難となる。一方、上限を超えて屈折率が大きくなりすぎると収差補正は有利となる。
しかしながら一般的なガラスやセラミックス等の透明材料では屈折率が大きくなると分散が大きくなるため望遠端において２次スペクトルが大きくなり、この補正が困難となる。
条件式（１４）は、レンズ全系の望遠端におけるレンズ全長に対する第３レンズ群Ｌ３のレンズ厚みを規定する。条件式（１４）の下限を超えて望遠端のレンズ全長が大きくなると、レンズ系全体が大型化してくる。また下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の厚みが小さくなりすぎると、第３レンズ群Ｌ３の正レンズのレンズ面に十分な曲率を与えることが難しくなり、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が小さくなりすぎる。そのため必要なズーム比を得るために第３レンズ群Ｌ３のズームストロークが大きくなりすぎ、レンズ全長が増大してくる。
また上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の光軸上の厚みが大きくなりすぎると、レンズ全長が大型化し、特に沈胴構成の鏡筒では、沈胴時の鏡筒全長が増大してくるので良くない。
条件式（１５）は、望遠端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の横倍率を規定する。第４レンズ群Ｌ４の横倍率の符号は正であるが、下限を超えて望遠端において第４レンズ群Ｌ４の横倍率が大きくなりすぎると、第４レンズ群Ｌ４と結像位置との距離すなわちバックフォーカスが短くなりすぎる。その結果レンズ系全体の製造誤差や組立誤差によるフォーカス位置の変動をフォーカスレンズである第４レンズ群Ｌ４で補正するのが困難になる。
逆に上限を超えて望遠端において第４レンズ群Ｌ４の横倍率が小さくなりすぎると、望遠端でのバックフォーカスが長くなりすぎ、レンズ全長が大型化してくる。また条件式（１５）は、望遠端において第３レンズ群Ｌ３の光軸と垂直方向への成分の移動量とこれに伴い発生する結像面上での像点の移動量の比を表す防振の際の偏心敏感度を定義する式に相当している。条件式（１５）の値が大きな値ほど少ない移動量で像点移動が容易となる。
各実施例においては、第３レンズ群Ｌ３を防振用の補正レンズとして光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動させて、手ぶれによる像ぶれを補正するために使用するのが良い。このとき、条件式（１５）の下限を超えて偏心敏感度が小さくなりすぎると、像振れ補正のための移動量が大きくなりすぎて第３レンズ群Ｌ３が大型化してくる。また上限を超えて偏心敏感度が大きくなりすぎると、像ぶれ補正のための移動量が小さくなりすぎ、像ぶれ補正量を十分な精度で制御することが困難となる。なお、好ましくは前述した各条件式の数値範囲を次のごとく設定するのが良い。
２５＜νｄ３ｐ−νｄ３ｎ＜６０ ・・・（３ａ）
０．４＜｜ｆ３ｐ／ｆ３ｎ｜＜０．８ ・・・（４ａ）
０．２５＜ｆ４／ｆｔ＜０．６０ ・・・（５ａ）
０．２＜（β３ｔ／β３ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜２．０ ・・・（６ａ）
０．１＜（ｍ１×ｍ２）／（ｆ１×ｆ２）＜０．５ ・・・（７ａ）
１．８＜ｆ３／ｆｗ＜３．５ ・・・（８ａ）
０．２＜Ｄ２／｜ｍ２｜＜２．０ ・・・（９ａ）
０．１＜（Ｄ２＋Ｄ３）／（｜ｍ２｜＋｜ｍ３｜）＜０．７ ・・・（１０ａ）
２．１＜β２ｔ／β２ｗ＜６．０ ・・・（１１ａ）
０．４＜ｆ３／ｆ４＜０．７ ・・・（１２ａ）
１．７５＜Ｎ１ｎ＜２．４０ ・・・（１３ａ）
０．０１０＜Ｄ３／Ｌｔ＜０．０７５ ・・・（１４ａ）
１．３＜（１−β３ｔ）×β４ｔ＜２．２ ・・・（１５ａ）
また、さらに好ましくは各条件式の数値範囲を次のごとく設定すると、先に述べた各条件式が意味する効果を最大限に得られる。
３０＜νｄ３ｐ−νｄ３ｎ＜５５ ・・・（３ｂ）
０．５＜｜ｆ３ｐ／ｆ３ｎ｜＜０．７ ・・・（４ｂ）
０．３０＜ｆ４／ｆｔ＜０．５５ ・・・（５ｂ）
０．３＜（β３ｔ／β３ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜１．７ ・・・（６ｂ）
０．１５＜（ｍ１×ｍ２）／（ｆ１×ｆ２）＜０．４０ ・・・（７ｂ）
２．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．０ ・・・（８ｂ）
０．２５＜Ｄ２／｜ｍ２｜＜１．３０ ・・・（９ｂ）
０．１５＜（Ｄ２＋Ｄ３）／（｜ｍ２｜＋｜ｍ３｜）＜０．５０・・・（１０ｂ）
２．３＜β２ｔ／β２ｗ＜５．０ ・・・（１１ｂ）
０．４５＜ｆ３／ｆ４＜０．６０ ・・・（１２ｂ）
１．８＜Ｎ１ｎ＜２．３ ・・・（１３ｂ）
０．０２＜Ｄ３／Ｌｔ＜０．０６ ・・・（１４ｂ）
１．５＜（１−β３ｔ）×β４ｔ＜２．０ ・・・（１５ｂ）
各実施例によれば以上のように各構成要件を設定することにより、高ズーム比でズーム範囲全体にわたり諸収差が良好に補正され、レンズ全長がコンパクトなズームレンズが得られる。
次に各実施例のレンズ構成の特長について説明する。第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３は、それぞれ１つの正レンズと１つの負レンズとで構成し、レンズ群内で色消しを行って軸上色収差および倍率色収差のズーミングに伴う変動を抑制している。また第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３を構成するレンズ枚数は色消しに必要な最小の２枚にすることで、レンズ群の厚みを薄型化してレンズ全長を効果的に短縮している。
第１レンズ群Ｌ１は、正レンズと負レンズとを接合した１つの接合レンズか、または空気間隔を隔てた２つ独立したレンズで構成しても良い。接合レンズで構成した場合、正レンズと負レンズとの偏心による光学性能の低下を小さく抑えられ、第１レンズ群Ｌ１のレンズ厚みの薄型化に有利となる。
一方、２つの独立したレンズで構成するとレンズ面の曲率の自由度が増えるため、より高度な収差補正が容易になる。また第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズの１以上の面を非球面形状で構成しても良い。これによれば、像面湾曲や非点収差のズーミングによる変動をより高度に補正することが容易となる。第２レンズ群Ｌ２は物体側より像側へ順に、物体側に比べ像側に強い屈折力の凹面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの２枚のレンズで構成している。
いずれのレンズも広角端において光軸から高い位置を通過する軸外光束の入射角と射出角を小さくして像面湾曲や歪曲を容易に補正している。また第２レンズ群Ｌ２の負レンズの少なくとも１つの面を非球面形状とすることで、像面湾曲や非点収差のズーミングに伴う変動を効果的に抑制している。なお第２レンズ群Ｌ２の正レンズに非球面を用いても良い。
第３レンズ群Ｌ３は物体側より像側へ順に、像側に比べ物体側に強い屈折力の凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズとの２枚のレンズより構成している。正レンズのレンズ面を非球面形状とすることで、ズーム全域にわたり球面収差とコマ収差を良好に補正している。また負レンズに非球面を用いても良い。これによれば上記の収差をより高度に補正することが容易となる。
実施例１乃至５では、開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３の像面側に配置し、ズーミングの際には第３レンズ群Ｌ３と一体で移動している。開口絞りＳＰの配置構成は、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置する構成に比べ第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との空間を有効利用でき、レンズ全長の短縮化に有利となる。さらに第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に開口絞りＳＰに必要なスペースが不要となるため、望遠端において、これらの２つの変倍レンズ群をより接近させることが容易となり、高ズーム比化の達成が容易となる。
一般に開口絞りＳＰを第３レンズ群Ｌ３の像面側に配置すると、物体側に配置する構成に比べ第３レンズ群Ｌ３の厚みだけ開口絞りＳＰが前玉から遠ざかり、前玉有効径の小型化には不利となる。しかし一方で、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔を短縮できることによる前玉有効径を小型化できる効果もある。
各実施例のズームレンズでは、開口絞りＳＰの配置構成と２つのレンズで構成して薄型化した第３レンズ群Ｌ３とを組み合わせることで、前者のデメリットを後者のメリットが上回るようにして結果として前玉有効径の小型化を実現している。シャッター機構が必要な場合は、シャッター開閉時の画面の光量ムラを抑えるため、第３レンズ群Ｌ３の像側に配置された開口絞りＳＰのすぐ近傍に配置し、ズーミングの際に第３レンズ群Ｌ３と一体で移動させることが望ましい。
この場合もシャッター機構に必要なスペースとして第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との空間を活用できる。このため、開口絞りＳＰとシャッター機構を第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置する構成に比べ、レンズ全長の短縮化と前玉有効径の小型化にはさらに有利となる。
実施例６では、開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３の正レンズと負レンズの間に配置し、ズーミングの際には第３レンズ群Ｌ３と一体で移動している。第３レンズ群Ｌ３を構成する２つのレンズの間に生じるスペースを有効に活用し、望遠端において第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３とをより接近させて、高ズーム比化を容易にしている。シャッター機構が必要な場合は、第３レンズ群Ｌ３内の開口絞りＳＰの近傍に配置しても良いし、第３レンズ群Ｌ３の像面側に配置しても良い。
第４レンズ群Ｌ４は変倍への寄与が小さいため１つの正レンズで構成し、レンズ全長を短縮すると共に、レンズ重量を軽量化することでフォーカス速度の高速化を容易にしている。正レンズに非球面を用いることで、像面湾曲とフォーカシングに伴う収差変動を効果的に抑制している。なお、第３レンズ群Ｌ３の全部または一部を光軸と直行方向の成分を持つ方向に移動させて、撮影画像のブレを補正するようにしても良い。
以上のように各実施例では各レンズ群の構成レンズ枚数を２枚以下で構成しながらズーム比７倍以上の高ズーム比でレンズ全長がコンパクトなズームレンズを得ている。
以下に本発明の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面番号は物体側からの光学面の順序を示し、ｒは光学面の曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄとνｄはそれぞれｄ線に対する光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。最終の２つのレンズ面はガラスブロックである。
バックフォーカス（ＢＦ）は、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、レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカス（ＢＦ）を加えた値と定義する。長さの単位は、ｍｍである。またKを離心率、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A10、A12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、
で表示される。
但しＲは曲率半径である。また例えば「e−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。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。半画角は光線トレースにより求めた値である。

［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 26.848 0.70 2.00069 25.5
2 16.823 3.04 1.80400 46.6
3 169.010 (可変)
4* -45.145 0.70 1.86400 40.6
5* 5.600 1.52
6 8.492 1.60 1.95906 17.5
7 15.319 (可変)
8* 4.758 1.28 1.58313 59.4
9* -34.905 0.40
10 5.297 0.68 1.94595 18.0
11 3.479 0.70
12(絞り) ∞ (可変)
13* 16.046 1.26 1.69350 53.2
14* 393.282 (可変)
15 ∞ 0.80 1.51633 64.1
16 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 6= 1.06383e-006 A 8=-1.45930e-008 A10= 7.14729e-011
第5面
K =-4.95506e-001 A 4= 1.72153e-004 A 6= 1.19940e-005 A 8= 7.82138e-008
A10=-1.05403e-008 A12= 1.66656e-010
A 3=-1.76485e-004 A 5=-7.91343e-005
第8面
K =-9.80727e-001 A 4= 1.86868e-006 A 6=-1.03744e-005 A 8=-4.85111e-007
A10=-1.92301e-006
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.94322e-004 A 6= 4.63543e-005 A 8=-2.12448e-005
第13面
K =-2.81797e+000 A 4=-9.02156e-005 A 6= 2.46070e-008 A 8=-2.68077e-008
A 3=-2.20563e-004
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.27433e-004

各種データ
ズーム比 9.63

焦点距離 5.13 8.56 21.78 49.41
Fナンバー 3.56 4.05 4.96 5.77
半画角 33.01 24.35 10.09 4.48
像高 3.33 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 45.37 41.67 50.05 61.16
BF 5.31 7.59 11.40 7.81

d 3 1.33 4.29 15.78 25.75
d 7 20.52 11.42 3.63 0.40
d12 6.32 6.50 7.37 15.33
d14 4.29 6.56 10.38 6.78

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 47.07
2 4 -8.92
3 8 11.62
4 13 24.09
［数値実施例２］
面データ
面番号 r d nd νd
1 30.563 3.31 1.77250 49.6
2 -46.732 0.70 2.00069 25.5
3 -693.658 (可変)
4* -47.006 1.20 1.85135 40.1
5* 5.122 1.70
6 8.701 1.87 2.14352 17.8
7 14.029 (可変)
8* 5.530 1.89 1.58313 59.4
9* -16.775 0.85
10 6.260 0.85 2.10205 16.8
11 3.998 0.60
12(絞り) ∞ (可変)
13* 14.900 1.40 1.69350 53.2
14* -451.928 (可変)
15 ∞ 0.80 1.51633 64.1
16 ∞ 0.51
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 6= 6.26238e-008 A 8=-1.22122e-008 A10= 1.79060e-010
第5面
K =-5.01501e-001 A 4= 1.35924e-004 A 6= 1.49130e-005 A 8= 1.00441e-007
A10=-2.64612e-008 A12= 4.87087e-010
A 3=-2.42927e-004 A 5=-1.15312e-004
第8面
K =-8.14626e-001 A 4=-3.88658e-004 A 6=-2.01115e-005 A 8= 2.06505e-006
A10=-1.22850e-006
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.58286e-005 A 6= 1.56860e-005 A 8=-1.20840e-005
第13面
K =-5.86588e+000 A 4=-2.92829e-005 A 6= 5.70356e-007 A 8=-5.02333e-008
A 3=-2.02877e-004
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.17846e-004

各種データ
ズーム比 9.96

焦点距離 4.87 7.34 22.20 48.50
Fナンバー 3.55 3.87 5.02 5.79
半画角 34.39 27.83 9.90 4.57
像高 3.33 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 46.13 41.44 51.99 62.46
BF 4.26 6.68 10.75 6.81

d 3 1.33 3.01 16.23 25.34
d 7 20.02 11.90 3.32 0.95
d12 6.14 5.47 7.32 14.98
d14 3.22 5.64 9.71 5.78

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 45.48
2 4 -8.28
3 8 11.07
4 13 20.82
［数値実施例３］
面データ
面番号 r d nd νd
1 25.101 0.30 2.04632 24.6
2 17.257 0.08
3 17.677 1.85 1.82103 51.1
4 218.206 (可変)
5* -45.880 0.25 2.04923 39.2
6* 5.373 0.58
7 7.324 1.29 2.18622 20.7
8 17.667 (可変)
9* 3.616 0.87 1.74782 62.9
10* 22.735 0.15
11 4.382 0.35 2.00069 25.5
12 2.762 0.80
13(絞り) ∞ (可変)
14* 22.197 0.75 1.75501 51.2
15* -78.832 (可変)
16 ∞ 0.80 1.51633 64.1
17 ∞ 0.51
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 6= 3.43665e-007 A 8=-6.54976e-008 A10= 1.23544e-009
第6面
K =-6.59011e-001 A 4= 3.54302e-004 A 6= 4.63082e-005 A 8= 4.99993e-007
A10=-2.85268e-008 A12= 6.48616e-010
A 3=-1.96290e-004 A 5=-1.40048e-004 A 7=-6.26649e-006
第9面
K =-4.69289e-001 A 4= 4.80005e-004 A 6= 2.84921e-005 A 8= 4.53903e-006
A10= 3.26745e-006
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.42311e-004 A 6=-4.24644e-005 A 8= 2.98591e-005
第14面
K = 1.14452e+001 A 4=-1.55084e-005 A 6= 8.79116e-006 A 8=-6.71301e-007
A10= 1.50625e-008
A 3=-2.36926e-004
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.64915e-005 A 6= 1.85921e-006

各種データ
ズーム比 10.10

焦点距離 5.50 8.30 25.74 55.50
Fナンバー 3.55 4.00 5.01 5.77
半画角 31.23 25.03 8.56 3.99
像高 3.33 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 37.77 35.59 46.55 54.76
BF 7.95 9.64 12.69 6.34

d 4 0.86 3.03 16.83 24.72
d 8 17.55 11.23 3.20 0.20
d13 4.14 4.41 6.56 16.23
d15 6.91 8.61 11.65 5.30

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.64
2 5 -8.85
3 9 11.84
4 14 23.01
［数値実施例４］
面データ
面番号 r d nd νd
1 30.468 0.40 2.04821 21.4
2 19.463 2.96 1.88300 40.8
3 124.274 (可変)
4* -40.878 0.30 1.72903 54.0
5* 5.355 1.88
6 7.935 1.52 2.00178 19.3
7* 10.870 (可変)
8* 4.846 1.26 1.55332 71.7
9* -41.513 0.73
10 5.228 0.50 1.92286 20.9
11 3.593 0.60
12(絞り) ∞ (可変)
13* 11.302 1.33 1.55332 71.7
14* 224.664 (可変)
15 ∞ 0.50 1.51633 64.1
16 ∞ 0.52
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 6= 1.93402e-006 A 8=-2.15151e-008 A10= 7.90288e-011
第5面
K =-6.12339e-001 A 4= 5.54156e-004 A 6= 5.81813e-006 A 8= 1.42003e-007
A10=-2.59431e-009 A12= 9.25837e-011
A 3=-2.05229e-004 A 5=-1.17294e-004
第7面
K = 5.09956e-001 A 4=-1.43755e-004 A 6= 8.99152e-006 A 8=-1.48617e-007
第8面
K =-9.46213e-001 A 4=-7.91132e-005 A 6=-2.68622e-005 A 8=-3.83810e-006
A10=-2.25872e-006
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.11085e-004 A 6= 2.69388e-005 A 8=-2.71779e-005
第13面
K =-3.56709e+000 A 4= 2.25243e-004 A 6=-2.32025e-006 A 8= 3.13733e-008
A 3=-1.30860e-004
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.47252e-005

各種データ
ズーム比 14.49

焦点距離 4.52 7.64 32.11 65.50
Fナンバー 3.18 3.70 5.09 6.17
半画角 35.75 26.90 6.88 3.39
像高 3.25 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 46.85 44.48 60.02 71.36
BF 6.62 7.86 13.37 6.47

d 3 1.21 5.01 23.37 31.51
d 7 22.93 13.82 1.81 0.45
d12 4.62 6.32 9.99 21.46
d14 5.76 7.00 12.52 5.61

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 52.07
2 4 -9.12
3 8 12.68
4 13 21.46
［数値実施例５］
面データ
面番号 r d nd νd
1 23.389 0.70 2.16434 24.1
2 16.101 3.26 1.80400 46.6
3 124.243 (可変)
4* -50.894 0.70 1.86400 40.6
5* 4.542 1.76
6 8.348 1.51 1.95906 17.5
7 16.651 (可変)
8* 4.707 1.59 1.62263 58.2
9* -12.958 0.60
10 5.434 0.75 1.94595 18.0
11* 3.135 0.70
12(絞り) ∞ (可変)
13* 9.686 1.97 1.49710 81.6
14* -45.782 (可変)
15 ∞ 0.80 1.51633 64.1
16 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 6= 2.57466e-007 A 8=-1.68159e-008 A10= 2.84318e-010
第5面
K =-5.81193e-001 A 4= 1.90222e-005 A 6= 2.26531e-005 A 8=-4.57466e-007
A10=-2.81239e-008 A12= 8.37155e-010
A 3=-2.37232e-004 A 5=-9.25797e-005
第8面
K =-1.44022e+000 A 4=-2.99313e-004 A 6=-1.75512e-004 A 8= 7.18376e-007
A10=-4.35454e-006
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.77281e-004 A 6=-1.85557e-004 A 8=-1.97197e-005
第11面
K = 1.20325e-002 A 4=-1.50930e-004 A 6= 4.17933e-005
第13面
K =-2.66156e-001 A 4= 5.49882e-004 A 6=-1.15577e-005 A 8= 2.64659e-007
A 3=-1.52365e-003
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.79508e-005

各種データ
ズーム比 7.58

焦点距離 4.16 6.69 16.19 31.55
Fナンバー 3.26 3.72 4.81 5.77
半画角 38.69 30.06 13.46 7.00
像高 3.33 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 37.33 33.25 43.30 53.92
BF 2.83 4.56 6.56 4.73

d 3 1.33 2.60 12.74 21.54
d 7 15.16 7.73 2.22 0.70
d12 4.47 4.83 8.25 13.42
d14 1.80 3.53 5.53 3.70

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 46.04
2 4 -7.57
3 8 8.92
4 13 16.27
［数値実施例６］
面データ
面番号 r d nd νd
1 28.262 0.70 1.84666 23.9
2 16.844 3.06 1.80400 46.6
3* 150.087 (可変)
4* -40.484 0.70 1.86400 40.6
5* 5.803 1.83
6 9.178 1.31 2.10205 16.8
7* 14.454 (可変)
8* 5.513 1.16 1.67790 54.9
9* -46.360 0.60
10(絞り) ∞ 0.60
11 5.534 0.50 2.10205 16.8
12 3.764 (可変)
13* 15.809 1.35 1.69350 53.2
14* -422.956 (可変)
15 ∞ 0.80 1.51633 64.1
16 ∞ 0.51
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 5.45871e+000 A 4= 6.38273e-007 A 6= 1.74801e-009
第4面
K = 0.00000e+000 A 6= 1.35140e-006 A 8= 8.36127e-010 A10=-2.32185e-010
第5面
K =-5.05470e-001 A 4=-7.27741e-005 A 6= 3.73182e-006 A 8=-2.45799e-007
A10= 1.76529e-008 A12=-3.51746e-010
A 3=-3.87527e-005 A 5=-2.11132e-007
第7面
K =-4.69102e-002 A 4= 1.74746e-005 A 6=-5.42923e-009 A 8=-1.60151e-008
第8面
K =-1.18954e+000 A 4=-7.91658e-006 A 6= 6.32232e-006 A 8= 8.48089e-009
A10=-1.47795e-006
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.93614e-004 A 6= 5.36578e-005 A 8=-1.59915e-005
第13面
K = 7.18687e-001 A 4=-2.42564e-004 A 6= 1.56748e-005 A 8=-1.10692e-006
A10= 6.15634e-008 A12=-1.35784e-009
A 3=-8.55082e-005
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.29158e-004 A 6= 5.37351e-006

各種データ
ズーム比 9.64

焦点距離 5.13 8.90 26.79 49.41
Fナンバー 3.50 4.01 5.09 5.70
半画角 37.76 24.58 8.25 4.46
像高 3.33 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 44.47 40.59 50.85 59.58
BF 5.52 8.11 12.08 7.09

d 3 1.34 4.48 17.49 24.62
d 7 19.84 10.32 2.03 0.40
d12 5.96 5.86 7.44 15.66
d14 4.48 7.07 11.04 6.05

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 44.63
2 4 -8.77
3 8 11.64
4 13 22.00
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を図１３を用いて説明する。
図１３において、２０はカメラ本体、２１は実施例１乃至６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、高変倍比を有し小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。
本発明のズームレンズはクイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラにも適用することができる。
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

Claims (16)

  1. 物体側より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レンズ群から構成され、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなるように各レンズ群が移動するズームレンズであって、
    前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は、それぞれ１枚の正レンズと１枚の負レンズより構成され、前記第４レンズ群は１枚の正レンズより構成され、広角端と望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔ、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ１、ｆ２とするとき、
    ６．０＜ｆ１／ｆｗ＜２０．０
    ０．０５＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．４０
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第３レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数をνｄ３ｐ、前記第３レンズ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数をνｄ３ｎとするとき、
    ２０＜νｄ３ｐ−νｄ３ｎ＜７０
    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。
  3. 前記第３レンズ群に含まれる正レンズの焦点距離をｆ３ｐ、前記第３レンズ群に含まれる負レンズの焦点距離をｆ３ｎとするとき、
    ０．３＜｜ｆ３ｐ／ｆ３ｎ｜＜０．９
    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。
  4. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
    ０．２＜ｆ４／ｆｔ＜０．７
    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。
  5. 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、
    ０．１＜（β３ｔ／β３ｗ）／（β２ｔ／β２ｗ）＜２．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  6. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２とするとき、
    ０．０５＜（ｍ１×ｍ２）／（ｆ１×ｆ２）＜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５のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
    １．６＜ｆ３／ｆｗ＜４．０
    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1項に記載のズームレンズ。
  8. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をｍ２、前記第２レンズ群の光軸上の厚みをＤ２とするとき、
    ０．１＜Ｄ２／｜ｍ２｜＜３．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  9. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の光軸上の厚みを各々Ｄ２、Ｄ３、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の移動量を各々ｍ２、ｍ３とするとき、
    ０．０５＜（Ｄ２＋Ｄ３）／（｜ｍ２｜＋｜ｍ３｜）＜０．９０
    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。
  10. 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とするとき、
    １．８＜β２ｔ／β２ｗ＜７．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  11. 前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の焦点距離を各々ｆ３、ｆ４とするとき、
    ０．３５＜ｆ３／ｆ４＜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１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  12. 前記第１レンズ群に含まれる負レンズの材料の屈折率をＮ１ｎとするとき、
    １．７＜Ｎ１ｎ＜２．６
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  13. 前記第３レンズ群の光軸上の厚さをＤ３、望遠端におけるレンズ全長をＬｔとするとき、
    ０．００５＜Ｄ３／Ｌｔ＜０．０９０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  14. 望遠端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の横倍率を各々β３ｔ、β４ｔとするとき、
    １．０＜（１−β３ｔ）×β４ｔ＜２．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  15. 固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  16. 請求項１乃至１５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とを有することを特徴とする撮像装置。
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