JP6583420B2 - ズームレンズおよび光学機器 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズおよびこれを用いた光学機器に関する。
従来、ズーム比が２倍程度の広角ズームレンズとして、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群から構成され、各レンズ群を移動させて変倍を行うズームレンズが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で提案されているズームレンズは、凹凸の２つのレンズ群を変倍中に可動させることで、２倍程度の変倍比を達成しているが、更なる大口径化と高変倍化が求められている。特に、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な広角大口径で高変倍比のズームレンズが求められている。
特開２００５−６２７７０号公報
第１の本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、実質的に４つのレンズ群または５つのレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記開口絞りと前記第１レンズ群との間隔、前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔、および前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りが光軸方向に移動し、下記の条件式を満足する。
−０．３０＜（Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）＜１．００
０．４０＜（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＜２．５０
但し、Ｒｎ１： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒｎ２： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ３１： 前記第３レンズ群における最も物体側の面の曲率半径、
Ｒ３２： 前記第３レンズ群における最も像側の面の曲率半径。
また、第２の本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、実質的に４つのレンズ群または５つのレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記開口絞りと前記第１レンズ群との間隔、前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔、および前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りが光軸方向に移動し、下記の条件式を満足する。
１．２５＜Ｍ２／Ｍｓ＜１．６０
但し、Ｍｓ： 広角端状態から望遠端状態まで変倍する時の前記開口絞りの移動量、
Ｍ２： 広角端状態から望遠端状態まで変倍する時の前記第２レンズ群の移動量。
第３の本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、実質的に４つのレンズ群または５つのレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記開口絞りと前記第１レンズ群との間隔、前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔、および前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りが光軸方向に移動し、下記の条件式を満足する。
３．００＜Ｄ１／Ｄ２＜７．００
０．４０＜（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＜２．５０
但し、Ｄ１： 広角端状態における前記第１レンズ群から前記開口絞りまでの距離、
Ｄ２： 前記開口絞りから前記第２レンズ群までの距離、
Ｒ３１： 前記第３レンズ群における最も物体側の面の曲率半径、
Ｒ３２： 前記第３レンズ群における最も像側の面の曲率半径。
また、第４の本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、実質的に４つのレンズ群または５つのレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記開口絞りと前記第１レンズ群との間隔、前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔、および前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りが光軸方向に移動し、下記の条件式を満足する。
−０．２０＜（Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）≦０．３７
但し、Ｒｎ１： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒｎ２： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの像側面の曲率半径。
本発明に係る光学機器は、上記ズームレンズを搭載して構成される。
本実施形態の第１実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。 図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）はそれぞれ、第１実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態の第２実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）はそれぞれ、第２実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態の第３実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。 図６（ａ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）はそれぞれ、第３実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態の第４実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）はそれぞれ、第４実施例に係るズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における諸収差図である。 本実施形態に係るズームレンズを備えたカメラの構成を示す概略図である。 本実施形態に係るズームレンズの製造方法の概略を示すフローチャートである。
以下、本実施形態のズームレンズ、光学機器について図を参照して説明する。本実施形態に係るズームレンズＺＬの一例としてのズームレンズＺＬ（１）は、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有して構成される。このズームレンズＺＬにおいては、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４および開口絞りＳの全てがそれぞれ図１に矢印で示すように光軸方向に移動する。すなわち、変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、開口絞りＳと第１レンズ群Ｇ１との間隔、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２との間隔、および開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔も変化する。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、図３に示すズームレンズＺＬ（２）、図５に示すズームレンズＺＬ（３）、図７に示すズームレンズＺＬ（４）でも良い。
本実施形態のズームレンズＺＬをこのように構成することにより、レンズ全体のサイズと、非点収差および色収差を維持したまま、広角化および高倍率化を達成することができる。本実施形態によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適なズームレンズを得ることができる。
上記構成の下、本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（１）を満足することが好ましい。
３．００＜Ｄ１／Ｄ２＜７．００ ・・・（１）
但し、Ｄ１： 広角端状態における第1レンズ群から開口絞りまでの距離、
Ｄ２： 開口絞りから第２レンズ群までの距離。
条件式（１）は、第１レンズ群から開口絞りまでの距離と、開口絞りから第２レンズ群までの距離の比の適正範囲を規定しており、この条件式（１）の下限を下回った場合、コマ収差、非点収差が悪化するため好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を３．５０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を４．００とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（１）の下限値を４．５０とすることが好ましい。
条件式（１）の上限を上回った場合も、コマ収差、非点収差が悪化するため好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を６．７０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を６．４０とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（２）を満足することが好ましい。
１．２０＜Ｍ２／Ｍｓ＜１．６０ ・・・（２）
但し、Ｍｓ： 広角端状態から望遠端状態まで変倍する時の開口絞りの移動量、
Ｍ２： 広角端状態から望遠端状態まで変倍する時の第２レンズ群の移動量。
条件式（２）は、開口絞りと第２レンズ群の移動量比の好ましい範囲を規定しており、この条件式の下限を下回った場合、コマ収差、非点収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を１．２５とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を１．３０とすることが好ましい。
条件式（２）の上限を上回った場合も、コマ収差、非点収差が悪化するため好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を１．５５とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を１．５０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（１）の上限値を１．４５とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（３）を満足することが好ましい。
１．１０＜ＴＬｗ／ＴＬｔ＜１．３０ ・・・（３）
但し、ＴＬｗ： 広角端状態におけるズームレンズの全長、
ＴＬｔ： 望遠端状態におけるズームレンズの全長。
条件式（３）は、広角端状態における全長と望遠端状態における全長の比率の好ましい範囲を規定している。全長は空気換算全長を示す。この条件式の下限を下回った場合、球面収差、軸上色収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を１．１２とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を１．１４とすることが好ましい。
条件式（３）の上限を上回った場合は、非点収差、歪曲収差が悪化するため、望ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を１．２６とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を１．２２とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．８０＜−β２ｔ＜１．１０ ・・・（４）
但し、β２ｔ： 第２レンズ群の望遠端状態における倍率。
条件式（４）は第２レンズ群の望遠端状態における倍率の適正範囲を規定しており、この条件式の下限を下回った場合、非点収差、歪曲収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を０．８４とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を０．８８とすることが好ましい。
条件式（４）の上限を上回った場合は球面収差、軸上色収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を１．０５とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を１．００とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（５）を満足することが好ましい。
１．３０＜β３ｗ＜１．９０ ・・・（５）
但し、β３ｗ： 第３レンズ群の広角端状態における倍率。
条件式（５）は第３レンズ群の広角端状態における倍率の適正範囲を規定しており、この条件式の下限値を下回った場合、コマ収差、非点収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（５）の下限値を１．３５とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（５）の下限値を１．４０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（５）の下限値を１．４５とすることが好ましい。
条件式（５）の上限を上回った場合はコマ収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（５）の上限値を１．８０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（５）の上限値を１．７０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（５）の上限値を１．６０とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（６）を満足することが好ましい。
−０．３０＜（Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）＜１．００ ・・・（６）
但し、Ｒｎ１： 第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒｎ２： 第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの像側面の曲率半径。
条件式（６）は物体側から２番目に配置される負レンズの形状因子の適正範囲を規定しており、この条件式の下限を下回った場合、コマ収差、非点収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の下限値を−０．２０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（６）の下限値を−０．１０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（６）の下限値を０．００とすることが好ましい。
条件式（６）の上限を上回った場合もコマ収差、非点収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の上限値を０．８０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（６）の上限値を０．６０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（６）の上限値を０．５０とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（７）を満足することが好ましい。
０．４０＜（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＜２．５０ ・・・（７）
但し、Ｒ３１： 第３レンズ群における最も物体側の面の曲率半径、
Ｒ３２： 第３レンズ群における最も像側の面の曲率半径。
条件式（７）は第３レンズ群の形状因子の適正範囲を規定しており、この条件式の下限を下回った場合、コマ収差、非点収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（７）の下限値を０．４５とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（７）の下限値を０．５０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（７）の下限値を０．５５とすることが好ましい。
条件式（７）の上限を上回った場合もコマ収差、非点収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（７）の上限値を２．２０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（７）の上限値を１．９０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（７）の上限値を１．６０とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．２０＜（Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１−Ｒ１２）＜０．９０ ・・・（８）
但し、Ｒ１２： 第１レンズ群において、最も物体側に配置されるレンズの像側面の曲率半径、
Ｒ２１： 第１レンズ群において、物体側から２番目に配置されるレンズの物体側面の曲率半径。
条件式（８）は、第１レンズ群において、最も物体側に配置されるレンズと、物体側から２番目に配置されるレンズの間の空気間隔を空気レンズとみなしたときの空気レンズの形状因子の適正範囲を規定しており、この条件式の下限を下回った場合、コマ収差、非点収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（８）の下限値を０．３０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（８）の下限値を０．４０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（８）の下限値を０．５０とすることが好ましい。
条件式（８）の上限を上回った場合もコマ収差、非点収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（８）の上限値を０．８０とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（８）の上限値を０．７０とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（８）の上限値を０．６０とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（９）を満足することが好ましい。
３９．００°＜ωｗ＜７０．００° ・・・（９）
但し、ωｗ： 広角端状態における半画角。
条件式（９）は広角端状態における半画角の最適な値を規定する条件式である。この条件式を満足することにより、広い半画角を有しつつ、コマ収差、像面湾曲、歪曲収差等の諸収差を良好に補正することができる。条件式（９）の下限を下回ると画角が狭くなり、これら収差が悪化するので、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（９）の下限値を４１．００°とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（９）の下限値を４３．００°とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（９）の下限値を４５．００°とすることが好ましい。
条件式（９）の上限を上回った場合もコマ収差、像面湾曲、歪曲収差等の諸収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（９）の上限値を６０．００°とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（９）の上限値を５５．００°とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬは、下記の条件式（１０）を満足することが好ましい。
１５．００°＜ωｔ＜３４．００° ・・・（１０）
但し、ωｔ： 望遠端状態における半画角。
条件式（１０）は望遠端状態における半画角の最適な値を規定する条件式である。この条件式を満足することにより、コマ収差、像面湾曲、歪曲収差等の諸収差を良好に補正することができる。条件式（１０）の下限を下回るとこれら収差が悪化するので、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１０）の下限値を１６．５０°とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（１０）の下限値を１８．００°とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（１０）の下限値を２０．００°とすることが好ましい。
条件式（１０）の上限を上回った場合もコマ収差、像面湾曲、歪曲収差等の諸収差が悪化するため、好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１０）の上限値を３１．００°とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（１０）の上限値を２８．００°とすることが好ましい。本実施形態の効果をさらに確実にするために、条件式（１０）の上限値を２６．００°とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群、第２レンズ群、および第３レンズ群が光軸方向に移動するのが好ましい。これにより、レンズ全体のサイズと、非点収差および色収差を維持したまま、広角化および高倍率化を達成することができる。
本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、最も像側のレンズ群よりも物体側のレンズ群の少なくとも一部を合焦レンズとするのが好ましい。これにより、合焦時における球面収差、コマ収差等の諸収差の変動を小さくすることができる。なお、無限遠から近距離物体への合焦の際に、合焦レンズを構成する、最も像側のレンズ群よりも物体側のレンズ群の少なくとも一部が、光軸方向における像側へ移動する構成である。
本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、最も像側のレンズ群よりも物体側、且つ、最も物体側のレンズ群よりも像側のレンズ群の少なくとも一部を合焦レンズとするのが好ましい。これにより、合焦時における球面収差、コマ収差等の諸収差の変動を小さくすることができる。なお、無限遠から近距離物体への合焦の際に、合焦レンズを構成する、最も像側のレンズ群よりも物体側、且つ、最も物体側のレンズ群よりも像側のレンズ群の少なくとも一部が、光軸方向における像側へ移動する構成である。
本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、第３レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズとするのが好ましい。これにより、合焦時における球面収差、コマ収差等の諸収差の変動を小さくすることができる。なお、無限遠から近距離物体への合焦の際に、合焦レンズを構成する第３レンズ群の少なくとも一部が、光軸方向における像側へ移動する構成である。
本実施形態に係るズームレンズＺＬにおいて、第２レンズ群の少なくとも一部が光軸と垂直方向の変位成分を有する防振レンズ群を構成するのが好ましい。これにより、手振れ補正時におけるコマ収差等の諸収差の変動を小さくすることができる。
本実施形態の光学機器は、上述した構成のズームレンズＺＬを備えて構成される。その具体例として、上記ズームレンズＺＬを備えたカメラ（光学機器）を図９に基づいて説明する。このカメラ１は、図９に示すように撮影レンズ２として上記実施形態に係るズームレンズＺＬを備えたデジタルカメラである。カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、撮像素子３へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子３によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者はカメラ１による被写体の撮影を行うことができる。なお、このカメラは、ミラーレスカメラでも、クイックリターンミラーを有した一眼レフタイプのカメラであっても良い。
以上の構成により、上記ズームレンズＺＬを撮影レンズ２として搭載したカメラ１は、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適であり、レンズ全体のサイズを抑え、非点収差および色収差を維持したまま、広角で高倍率な性能を得ることができる。
続いて、図１０を参照しながら、上述のズームレンズＺＬの製造方法について概説する。まず、鏡筒内に、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを並べて配置する（ステップＳＴ１）。次に、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、開口絞りＳと第１レンズ群Ｇ１との間隔、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２との間隔、および開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ２との間隔が変化し、開口絞りＳが光軸方向に移動するように構成する。（ステップＳＴ２）。
本実施形態に係る製造方法によれば、諸収差を良好に補正でき、広角大口径で優れた光学性能を有するズームレンズを製造することができる。
以下、本実施形態の実施例に係るズームレンズＺＬを図面に基づいて説明する。
図１、図３、図５、図７は第１〜第４実施例に係るズームレンズＺＬ｛ＺＬ（１）〜ＺＬ（４）｝の構成等を示す断面図である。これらの図の下部に示す矢印は、広角端状態から望遠端状態にズーミング（変倍動作）するときにおける第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４および開口絞りＳの移動方向を示している。
これらの図において、各レンズ群を符号Ｇと数字の組み合わせにより、各レンズを符号Ｌと数字の組み合わせにより、それぞれ表している。この場合において、符号、数字の種類および数が大きくなって煩雑化するのを防止するため、実施例毎にそれぞれ独立して符号と数字の組み合わせを用いてレンズ群等を表している。このため、実施例間で同一の符号と数字の組み合わせが用いられていても、同一の構成であることを意味するものでは無い。
以下に表１〜表４を示すが、これは第１〜第４実施例における各諸元データを示す表である。
［レンズ諸元］の表において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を示し、Ｒは各光学面の曲率半径（曲率中心が像側に位置する面を正の値としている）、Ｄは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離である面間隔、ｎｄは光学部材の材質のｄ線（波長587.6nm）に対する屈折率、νｄは光学部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数を、それぞれ示す。面番号は、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を、（絞りＳ）は開口絞りＳを、それぞれ示す。空気の屈折率ｎｄ＝１．０００００の記載は省略している。レンズ面が非球面である場合には面番号に＊印を付して曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示している。
［全体諸元］の表にはズームレンズ全体の諸元を示し、ｆはレンズ全系の焦点距離、Ｆno.はＦナンバー、ωは半画角（最大入射角、単位は「°」）を示す。ＢＦは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最終面から像面Ｉまでの距離（バックフォーカス）を示し、ＴＬはレンズ全長で、光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にＢＦを加えた距離を示す。なお、これらの値は、広角端状態（Ｗide）、中間焦点距離（Ｍiddle）、望遠端状態（Ｔele）の各変倍状態におけるそれぞれについて示している。
［非球面データ］の表には、［レンズ諸元］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離（ザグ量）を、Ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。「Ｅ-n」は、「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。なお、２次の非球面係数Ａ２は０であり、その記載を省略している。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ2／Ｒ2）1/2｝＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 ・・・（ａ）
［可変間隔データ］の表は、［レンズ諸元］を示す表において面間隔が「可変」となっている面番号ｉにおける次の面までの面間隔Ｄｉを示す。例えば、第１実施例では、面番号６，７，１５，１７，２０での面間隔Ｄ６，Ｄ７，Ｄ１５，Ｄ１７，Ｄ２０を示す。ｆはズームレンズ全系の焦点距離を示す。
［レンズ群データ］の表においては、第１〜第４（もしくは第５）レンズ群における群初面（最も物体側の面）の面番号と、各群の焦点距離と、レンズ構成長を示す。
［条件式対応値］の表には、上記の条件式（１）〜（１０）に対応する値を示す。
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
以上、全ての実施例に共通する事項の説明であり、以下における各実施例での重複する説明は省略する。
（第１実施例）
第１実施例について、図１および図２並びに表１を用いて説明する。図１は、本実施形態の第１実施例に係るズームレンズＺＬ（１）のレンズ構成を示す図である。このズームレンズＺＬ（１）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍中に光軸方向に移動する開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを図示のように有して構成される。各レンズ群記号に付けている符号（＋）もしくは（−）は各レンズ群の屈折力を示す。第４レンズ群Ｇ４より像側で像面Ｉに近接して、フィルターＦＬおよびカバーガラスＣＧ（像面Ｉの保護ガラス）が設けられている。フィルターＦＬは、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等から構成される。
変倍時には、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４の全てに加えて開口絞りＳが、図１において矢印で示すように、それぞれ軸方向に移動する。このため、これらの面間隔Ｄ６，Ｄ７，Ｄ１５，Ｄ１７，Ｄ２０が可変であり、その値を［可変間隔データ］の表に示している。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面（第１面）を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とを有する。なお、負メニスカスレンズＬ１１の像側の第２面および負レンズＬ１２の像側の第４面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と、両凹形状の負レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸形状の正レンズＬ２５とを有する。正レンズＬ２２および負レンズＬ２３は一体接合されて接合レンズを形成している。負メニスカスレンズＬ２４および正レンズＬ２５も一体接合されて接合レンズを形成している。なお、正レンズＬ２１の両面（第８面および第９面）、および正レンズＬ２５の像側の第１５面は非球面である。
第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１を有する。この負メニスカスレンズＬ３１の像側の第１７面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２とを有し、両レンズＬ４１，Ｌ４２は一体に接合されて接合レンズを形成している。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、光量を調節することを目的とした開口絞りＳが配置されている。この開口絞りＳは、変倍中に第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４とは独立して光軸方向に移動する。
ズームレンズＺＬ（１）においては、第３レンズ群Ｇ３を構成する負メニスカスレンズＬ３１を像面方向へ移動させることにより、無限遠（遠距離物体）から近距離物体への合焦が行われる。
ズームレンズＺＬ（１）においては、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部（第２レンズ群Ｇ２全体であっても、これを構成するレンズＬ２１〜Ｌ２５のどれかもしくはこれらの組み合わせであっても良い）が光軸と垂直な方向の変位成分を有する防振レンズ群を構成し、像面Ｉ上の像ブレ補正（防振、手ブレ補正）を行うようになっている。
以下の表１に、第１実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
（表１）
［レンズデータ］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
1 96.674 1.904 1.6935 53.2
2＊ 13.289 12.865
3 -47.357 1.360 1.5135 63.6
4＊ 53.421 0.324
5 33.783 3.264 2.0007 25.5
6 104.441 （可変）
7 ∞ （可変） （絞りＳ）
8＊ 19.091 4.352 1.7433 49.3
9＊ -91.087 1.708
10 26.607 2.856 1.5932 67.9
11 -194.792 0.952 1.7380 32.3
12 12.643 4.770
13 28.917 0.952 1.7283 28.4
14 18.811 4.488 1.4971 81.5
15＊ -21.776 （可変）
16 123.288 1.088 1.6935 53.2
17＊ 25.904 （可変）
18 43.481 4.760 1.8040 46.6
19 -68.266 1.088 1.7283 28.4
20 -101.267 （可変）
21 ∞ 0.900 1.5168 63.9
22 ∞ 1.500
23 ∞ 1.000 1.5168 63.9
24 ∞ (BF)

［全体諸元］
Wide Middle Tele
f 9.38 15.16 24.48
開口絞り径 16.32 16.32 16.32
Fno. 1.86 2.33 2.90
2ω 50.38 36.87 23.65
BF 1.14 1.14 1.14
空気換算BF 9.14 9.21 8.68
TL 105.84 92.04 89.28
空気換算TL 105.20 91.40 88.64

［非球面データ］
Κ A4 A6 A8 A10
第2面 0.080 1.335E-05 8.097E-09 5.896E-11 2.535E-14
第4面 1.000 1.121E-05 1.506E-08 -5.526E-11 1.418E-13
第8面 -1.684 3.167E-05 -4.932E-08 0.000E+00 0.000E+00
第9面 1.000 1.468E-05 -1.809E-08 0.000E+00 0.000E+00
第15面 1.000 -9.348E-06 -3.608E-08 -7.025E-10 -7.408E-12
第17面 1.000 2.161E-05 5.468E-08 -1.462E-09 1.043E-11

［可変間隔データ］
Wide Middle Tele
f 9.38 15.16 24.48
D6 33.914 17.462 4.411
D7 5.468 0.952 0.952
D15 2.720 6.227 12.032
D17 7.218 10.816 15.831
D20 5.249 5.311 4.783

［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ 1 -22.417 19.717
Ｇ２ 8 23.679 20.078
Ｇ３ 16 -47.505 1.088
Ｇ４ 18 38.025 5.848

［条件式対応値］
条件式（１） Ｄ１／Ｄ２＝６．２０
条件式（２） Ｍ２／Ｍｓ＝１．３５
条件式（３） ＴＬｗ／ＴＬｔ＝１．１９
条件式（４） −β２ｔ＝０．９２
条件式（５） β３ｗ＝１．５２
条件式（６） （Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）＝０．０６
条件式（７） （Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＝１．５３
条件式（８） （Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１−Ｒ１２）＝０．５６
条件式（９） ωｗ＝５０．３８°
条件式（１０） ωｔ＝２３．６５°
上記［条件式対応値］の表に示すように、図１に示す第１実施例に係るズームレンズＺＬ（１）は、上記条件式（１）〜（１０）の全てを満たしている。
図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）はそれぞれ、第１実施例に係るズームレンズＺＬ（１）の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、第１実施例に係るズームレンズＺＬ（１）は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。なお、歪曲収差は撮像後の画像処理により補正可能であり、光学的な補正は必要としない。
図２において、ＦＮＯはＦナンバー、ωは各像高に対する半画角（単位は「°」）をそれぞれ示す。ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示す。球面収差図、非点収差図およびコマ収差図において実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面の収差を示す。この説明については、以下の各実施例の収差図全て同様であり、以下における重複する説明は省略する。
（第２実施例）
第２実施例について、図３および図４並びに表２を用いて説明する。図３は、本実施形態の第２実施例に係るズームレンズＺＬ（２）のレンズ構成を示す図である。このズームレンズＺＬ（２）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍中に光軸方向に移動する開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、を図示のように有して構成される。第４レンズ群Ｇ４の像面側に、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等からなるフィルターＦＬと、像面Ｉが設けられている。
変倍時には、第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３に加えて開口絞りＳが、図３に矢印で示すように、それぞれ軸方向に移動する。なお、第４レンズ群Ｇ４は移動しない。このため、これらの面間隔Ｄ６，Ｄ７，Ｄ１５，Ｄ１７が可変であり、その値を［可変間隔データ］の表に示している。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面（第１面）を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とを有する。なお、負メニスカスレンズＬ１１の像側の第２面および両凹負レンズＬ１２の像側の第４面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と、両凹形状の負レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸形状の正レンズＬ２５とを有する。正レンズＬ２２および負レンズＬ２３は一体接合されて接合レンズを形成している。負メニスカスレンズＬ２４および正レンズＬ２５も一体接合されて接合レンズを形成している。なお、正レンズＬ２１の両面（第８面および第９面）、および正レンズＬ２５の像側の第１５面は非球面である。
第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１を有する。この負メニスカスレンズＬ３１の像側の第１７面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２とを有し、両レンズＬ４１，Ｌ４２は一体に接合されて接合レンズを形成している。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、光量を調節することを目的とした開口絞りＳが配置されている。この開口絞りＳは、変倍中に第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４とは独立して光軸方向に移動する。
ズームレンズＺＬ（２）においては、第３レンズ群Ｇ３を構成する負メニスカスレンズＬ３１を像面方向へ移動させることにより、無限遠（遠距離物体）から近距離物体への合焦が行われる。
ズームレンズＺＬ（２）においては、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部が光軸と垂直な方向の変位成分を有する防振レンズ群を構成し、像面Ｉ上の像ブレ補正（防振、手ブレ補正）を行うようになっている。
以下の表２に、第２実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
（表２）
［レンズデータ］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
1 90.635 1.904 1.6935 53.2
2＊ 12.692 12.707
3 -43.961 1.360 1.5891 61.2
4＊ 94.705 0.204
5 36.364 3.400 2.0007 25.5
6 137.480 （可変）
7 ∞ （可変） （絞りＳ）
8＊ 19.250 4.420 1.7433 49.3
9＊ -87.249 2.324
10 42.229 2.924 1.5932 67.9
11 -42.229 0.952 1.7380 32.3
12 16.308 3.907
13 28.541 0.952 1.7283 28.4
14 19.153 4.624 1.4971 81.5
15＊ -24.109 （可変）
16 378.265 1.088 1.7433 49.3
17＊ 32.168 （可変）
18 39.130 4.216 1.8348 42.7
19 -74.718 1.224 1.6889 31.2
20 -262.292 5.937
21 ∞ 2.123 1.5168 63.9
22 ∞ (BF)

［全体諸元］
Wide Middle Tele
f 9.38 15.16 24.48
開口絞り径 16.32 16.32 16.32
Fno. 1.86 2.34 2.90
ω 50.71 37.08 23.83
BF 2.50 2.50 2.50
空気換算BF 9.83 9.83 9.83
TL 106.17 92.43 89.59
空気換算TL 105.44 91.71 88.86

［非球面データ］
Κ A4 A6 A8 A10
第2面 -1.488 1.078E-04 -3.224E-07 1.130E-09 -1.639E-12
第4面 1.000 1.127E-05 9.434E-09 -3.189E-11 1.816E-13
第8面 -0.946 2.454E-05 1.313E-08 0.000E+00 0.000E+00
第9面 1.000 1.850E-05 -1.161E-08 0.000E+00 0.000E+00
第15面 1.000 1.532E-05 1.146E-07 -3.308E-10 1.869E-12
第17面 1.000 1.514E-05 -3.425E-08 0.000E+00 0.000E+00

［可変間隔データ］
Wide Middle Tele
f 9.38 15.16 24.48
D6 33.328 17.273 3.918
D7 6.395 1.496 1.496
D15 2.448 6.207 12.351
D17 7.233 10.691 15.061

［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ 1 -22.319 19.575
Ｇ２ 8 23.771 20.103
Ｇ３ 16 -47.363 1.088
Ｇ４ 18 38.995 5.440

［条件式対応値］
条件式（１） Ｄ１／Ｄ２＝５．２１
条件式（２） Ｍ２／Ｍｓ＝１．３８
条件式（３） ＴＬｗ／ＴＬｔ＝１．１９
条件式（４） −β２ｔ＝０．９４
条件式（５） β３ｗ＝１．５５
条件式（６） （Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）＝０．３７
条件式（７） （Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＝１．１９
条件式（８） （Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１−Ｒ１２）＝０．５５
条件式（９） ωｗ＝５０．７１°
条件式（１０） ωｔ＝２３．８３°
上記［条件式対応値］の表に示すように、図２に示す第２実施例に係るズームレンズＺＬ（２）は、上記条件式（１）〜（１０）の全てを満たしている。
図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）はそれぞれ、第２実施例に係るズームレンズＺＬ（２）の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、第２実施例に係るズームレンズＺＬ（２）は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
第３実施例について、図５および図６並びに表３を用いて説明する。図５は、本実施形態の第３実施例に係るズームレンズＺＬ（３）のレンズ構成を示す図である。このズームレンズＺＬ（３）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍中に光軸方向に移動する開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、を図示のように有して構成される。第４レンズ群Ｇ４の像面側に、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等からなるフィルターＦＬを備えて像面Ｉが設けられている。
変倍時には、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４に加えて開口絞りＳが、図５に矢印で示すように、それぞれ軸方向に移動する。このため、これらの面間隔Ｄ６，Ｄ７，Ｄ１５，Ｄ１７，Ｄ１９が可変であり、その値を［可変間隔データ］の表に示している。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面（第１面）を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とを有する。なお、負メニスカスレンズＬ１１の像側の第２面および両凹負レンズＬ１２の像側の第４面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と、両凹形状の負レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸形状の正レンズＬ２５とを有する。正レンズＬ２２および負レンズＬ２３は一体接合されて接合レンズを形成している。負メニスカスレンズＬ２４および正レンズＬ２５も一体接合されて接合レンズを形成している。なお、正レンズＬ２１の両面（第８面および第９面）、および正レンズＬ２５の像側の第１５面は非球面である。
第３レンズ群は、両凹形状の負レンズＬ３１を有する。この負レンズＬ３１の両面（第１６面および第１７面）が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の正レンズＬ４１を有する。この正レンズＬ４１の物体側の第１８面が非球面である。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、光量を調節することを目的とした開口絞りＳが配置されている。この開口絞りＳは、変倍中に第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４とは独立して光軸方向に移動する。
ズームレンズＺＬ（３）においては、第３レンズ群Ｇ３を構成する負レンズＬ３１を像面方向へ移動させることにより、無限遠（遠距離物体）から近距離物体への合焦が行われる。
ズームレンズＺＬ（３）においては、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部が光軸と垂直な方向の変位成分を有する防振レンズ群を構成し、像面Ｉ上の像ブレ補正（防振、手ブレ補正）を行うようになっている。
以下の表３に、第３実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
（表３）
［レンズデータ］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
1 89.239 1.880 1.6935 53.2
2＊ 12.699 12.475
3 -54.916 1.389 1.5891 61.1
4＊ 59.140 0.358
5 32.753 3.400 2.0007 25.5
6 102.675 （可変）
7 ∞ （可変） （絞りＳ）
8＊ 20.263 4.216 1.7433 49.3
9＊ -176.689 2.733
10 29.309 3.264 1.5932 67.9
11 -58.729 0.952 1.7380 32.3
12 15.058 3.672
13 25.588 0.952 1.7283 28.4
14 19.040 4.216 1.4971 81.5
15＊ -24.342 （可変）
16＊ -192.356 1.174 1.7433 49.3
17＊ 45.297 （可変）
18＊ 33.938 3.689 1.7738 47.2
19 -310.680 （可変）
20 ∞ 2.888 1.5168 63.8
21 ∞ (BF)

［全体諸元］
Wide Middle Tele
f 9.38 15.16 24.48
開口絞り径 16.32 16.32 16.32
Fno. 1.86 2.38 2.94
ω 50.38 37.06 23.74
BF 1.99 1.99 1.99
空気換算BF 10.72 10.72 11.02
TL 106.42 92.96 90.98
空気換算TL 105.43 91.97 89.99

［非球面データ］
Κ A4 A6 A8 A10
第2面 0.071 1.658E-05 2.222E-08 3.902E-11 -4.443E-14
第4面 1.000 1.081E-05 6.893E-09 3.858E-11 -2.974E-14
第8面 0.805 -4.971E-06 1.821E-08 0.000E+00 0.000E+00
第9面 1.000 1.321E-05 9.530E-09 0.000E+00 0.000E+00
第15面 1.000 1.190E-05 5.550E-08 -4.859E-10 2.837E-12
第16面 1.000 9.045E-06 2.238E-07 0.000E+00 0.000E+00
第17面 1.000 1.927E-05 2.308E-07 -5.111E-10 4.618E-12
第18面 1.000 -4.452E-06 1.587E-09 0.000E+00 0.000E+00

［可変間隔データ］
Wide Middle Tele
f 9.38 15.16 24.48
D6 33.010 18.064 4.518
D7 6.657 0.798 1.217
D15 2.696 6.570 12.337
D17 7.976 11.448 16.533
D19 6.827 6.827 7.124

［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ 1 -21.991 19.501
Ｇ２ 8 23.891 20.005
Ｇ３ 16 -49.221 1.174
Ｇ４ 18 39.726 3.689

［条件式対応値］
条件式（１） Ｄ１／Ｄ２＝４．９６
条件式（２） Ｍ２／Ｍｓ＝１．４２
条件式（３） ＴＬｗ／ＴＬｔ＝１．１７
条件式（４） −β２ｔ＝０．９５
条件式（５） β３ｗ＝１．５４
条件式（６） （Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）＝０．０４
条件式（７） （Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＝０．６２
条件式（８） （Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１−Ｒ１２）＝０．６２
条件式（９） ωｗ＝５０．３８°
条件式（１０） ωｔ＝２３．７４°
上記［条件式対応値］の表に示すように、図５に示す第３実施例に係るズームレンズＺＬ（３）は、上記条件式（１）〜（１０）の全てを満たしている。
図６（ａ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）はそれぞれ、第３実施例に係るズームレンズＺＬ（３）の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、第３実施例に係るズームレンズＺＬ（３）は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
（第４実施例）
第４実施例について、図７および図８並びに表４を用いて説明する。図７は、本実施形態の第４実施例に係るズームレンズＺＬ（４）のレンズ構成を示す図である。このズームレンズＺＬ（４）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍中に光軸方向に移動する開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、を図示のように有して構成される。第５レンズ群Ｇ５の像面側に、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等からなるフィルターＦＬを備えて像面Ｉが設けられている。
変倍時には、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４に加えて開口絞りＳが、図７に矢印で示すように、それぞれ軸方向に移動する。なお、第５レンズ群Ｇ５は軸方向に移動しない。このため、これらの面間隔Ｄ６，Ｄ７，Ｄ１５，Ｄ１７，Ｄ１９が可変であり、その値を［可変間隔データ］の表に示している。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面（第１面）を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とを有する。なお、負メニスカスレンズＬ１１の像側の第２面および両凹負レンズＬ１２の像側の第４面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、両凸形状の正レンズＬ２５とを有する。正メニスカスレンズＬ２２および負メニスカスレンズＬ２３は一体接合されて接合レンズを形成している。負メニスカスレンズＬ２４および正レンズＬ２５も一体接合されて接合レンズを形成している。なお、正レンズＬ２１の両面（第８面および第９面）、および正レンズＬ２５の像側の第１５面は非球面である。
第３レンズ群は、両凹形状の負レンズＬ３１を有する。この負レンズＬ３１の両面（第１６面および第１７面）が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の正レンズＬ４１を有する。この正レンズＬ４１の物体側の第１８面が非球面である。
第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５１を有する。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、光量を調節することを目的とした開口絞りＳが配置されている。この開口絞りＳは、変倍中に第１〜第５レンズ群Ｇ１〜Ｇ５とは独立して光軸方向に移動する。
ズームレンズＺＬ（４）においては、第３レンズ群Ｇ３を構成する負レンズＬ３１を像面方向へ移動させることにより、無限遠（遠距離物体）から近距離物体への合焦が行われる。
ズームレンズＺＬ（４）においては、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部が光軸と垂直な方向の変位成分を有する防振レンズ群を構成し、像面Ｉ上の像ブレ補正（防振、手ブレ補正）を行うようになっている。
以下の表４に、第４実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
（表４）
［レンズデータ］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
1 91.250 1.932 1.6935 53.2
2＊ 13.230 12.658
3 -50.417 1.380 1.5891 61.1
4＊ 71.694 0.483
5 36.339 3.450 2.0007 25.5
6 118.316 （可変）
7 ∞ （可変） （絞りＳ）
8＊ 19.982 4.278 1.7433 49.3
9＊ 304.357 2.484
10 24.138 3.312 1.5932 67.9
11 301.893 0.690 1.7380 32.3
12 14.520 3.450
13 21.813 1.242 1.7283 28.4
14 15.913 4.830 1.4971 81.5
15＊ -28.043 （可変）
16＊ -439.009 1.104 1.7433 49.3
17＊ 41.310 （可変）
18＊ 39.581 4.416 1.6226 58.2
19 -68.087 （可変）
20 -175.4305 1.811 1.7725 49.6
21 -498.7061 0.84622
22 ∞ 1.550 1.5168 63.8
23 ∞ (BF)

［全体諸元］
Wide Middle Tele
f 9.52 15.38 24.84
開口絞り径 16.56 16.56 16.56
Fno. 1.86 2.37 2.93
ω 49.79 36.67 23.51
BF 2.20 2.20 2.20
空気換算BF 4.07 4.07 4.07
TL 108.74 95.09 93.10
空気換算TL 108.21 94.56 92.57

［非球面データ］
Κ A4 A6 A8 A10
第2面 -1.051 7.417E-05 -1.332E-07 4.210E-10 -6.374E-13
第4面 1.000 9.044E-06 4.587E-09 2.992E-11 1.515E-14
第8面 0.687 -4.417E-07 1.966E-08 0.000E+00 0.000E+00
第9面 1.000 1.278E-05 8.994E-09 0.000E+00 0.000E+00
第15面 1.000 1.187E-05 5.679E-08 -9.484E-10 5.882E-12
第16面 1.000 3.405E-05 3.755E-08 0.000E+00 0.000E+00
第17面 1.000 5.050E-05 3.429E-08 3.867E-10 -2.196E-12
第18面 1.000 -5.487E-06 1.209E-08 0.000E+00 0.000E+00

［可変間隔データ］
Wide Middle Tele
f 9.52 15.38 24.84
D6 33.620 18.450 4.711
D7 6.919 0.973 1.391
D15 3.249 7.179 13.024
D17 6.304 9.826 14.981
D19 6.527 6.537 6.870

［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
Ｇ１ 1 -22.322 19.903
Ｇ２ 8 24.282 20.286
Ｇ３ 16 -50.747 1.104
Ｇ４ 18 40.843 4.416
Ｇ５ 20 -351.18817 4.2073

［条件式対応値］
条件式（１） Ｄ１／Ｄ２＝４．８６
条件式（２） Ｍ２／Ｍｓ＝１．４２
条件式（３） ＴＬｗ／ＴＬｔ＝１．１７
条件式（４） −β２ｔ＝０．９６
条件式（５） β３ｗ＝１．５３
条件式（６） （Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）＝０．１７
条件式（７） （Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＝０．８３
条件式（８） （Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１−Ｒ１２）＝０．５８
条件式（９） ωｗ＝４９．７９°
条件式（１０） ωｔ＝２３．５１°
上記［条件式対応値］の表に示すように、図７に示す第４実施例に係るズームレンズＺＬ（４）は、上記条件式（１）〜（１０）の全てを満たしている。
図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）はそれぞれ、第４実施例に係るズームレンズＺＬ（４）の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、第４実施例に係るズームレンズＺＬ（４）は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。
以下の内容は、本実施形態のズームレンズの光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
本実施形態のズームレンズの実施例として４群および５群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、６群等）のズームレンズを構成することもできる。具体的には、本実施形態のズームレンズの最も物体側や最も像面側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。
単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モータ等を用いた）モータ駆動にも適している。特に、第３レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。また、第４レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群としても良い。
レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としても良い。特に、第２レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。
レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしても良い。
開口絞りは第２レンズ群近傍又は中に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し、コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。
本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）は、変倍比が１．５〜７である。
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群 ＦＬ フィルター
Ｉ 像面 Ｓ 開口絞り

Claims (20)

  1. 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、実質的に４つのレンズ群または５つのレンズ群からなり、
    広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記開口絞りと前記第１レンズ群との間隔、前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔、および前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りが光軸方向に移動し、
    下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    −０．３０＜（Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）＜１．００
    ０．４０＜（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＜２．５０
    但し、Ｒｎ１： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの物体側面の曲率半径、
    Ｒｎ２： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの像側面の曲率半径、
    Ｒ３１： 前記第３レンズ群における最も物体側の面の曲率半径、
    Ｒ３２： 前記第３レンズ群における最も像側の面の曲率半径。
  2. 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、実質的に４つのレンズ群または５つのレンズ群からなり、
    広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記開口絞りと前記第１レンズ群との間隔、前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔、および前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りが光軸方向に移動し、
    下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    １．２５＜Ｍ２／Ｍｓ＜１．６０
    但し、Ｍｓ： 広角端状態から望遠端状態まで変倍する時の前記開口絞りの移動量、
    Ｍ２： 広角端状態から望遠端状態まで変倍する時の前記第２レンズ群の移動量。
  3. 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、実質的に４つのレンズ群または５つのレンズ群からなり、
    広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記開口絞りと前記第１レンズ群との間隔、前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔、および前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りが光軸方向に移動し、
    下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    ３．００＜Ｄ１／Ｄ２＜７．００
    ０．４０＜（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＜２．５０
    但し、Ｄ１： 広角端状態における前記第１レンズ群から前記開口絞りまでの距離、
    Ｄ２： 前記開口絞りから前記第２レンズ群までの距離、
    Ｒ３１： 前記第３レンズ群における最も物体側の面の曲率半径、
    Ｒ３２： 前記第３レンズ群における最も像側の面の曲率半径。
  4. 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、実質的に４つのレンズ群または５つのレンズ群からなり、
    広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記開口絞りと前記第１レンズ群との間隔、前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔、および前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りが光軸方向に移動し、
    下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    −０．２０＜（Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）≦０．３７
    但し、Ｒｎ１： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの物体側面の曲率半径、
    Ｒｎ２： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの像側面の曲率半径。
  5. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１、２もしくは４に記載のズームレンズ。
    ３．００＜Ｄ１／Ｄ２＜７．００
    但し、Ｄ１： 広角端状態における前記第１レンズ群から前記開口絞りまでの距離、
    Ｄ２： 前記開口絞りから前記第２レンズ群までの距離。
  6. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１、３もしくは４に記載のズームレンズ。
    １．２０＜Ｍ２／Ｍｓ＜１．６０
    但し、Ｍｓ： 広角端状態から望遠端状態まで変倍する時の前記開口絞りの移動量、
    Ｍ２： 広角端状態から望遠端状態まで変倍する時の前記第２レンズ群の移動量。
  7. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
    −０．３０＜（Ｒｎ２＋Ｒｎ１）／（Ｒｎ２−Ｒｎ１）＜１．００
    但し、Ｒｎ１： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの物体側面の曲率半径、
    Ｒｎ２： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置される負レンズの像側面の曲率半径。
  8. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
    ０．４０＜（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１−Ｒ３２）＜２．５０
    但し、Ｒ３１： 前記第３レンズ群における最も物体側の面の曲率半径、
    Ｒ３２： 前記第３レンズ群における最も像側の面の曲率半径。
  9. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のズームレンズ。
    １．１０＜ＴＬｗ／ＴＬｔ＜１．３０
    但し、ＴＬｗ： 広角端状態におけるズームレンズの全長、
    ＴＬｔ： 望遠端状態におけるズームレンズの全長。
  10. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズ。
    ０．８０＜−β２ｔ＜１．１０
    但し、β２ｔ：前記第２レンズ群の望遠端状態における倍率。
  11. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のズームレンズ。
    １．３０＜β３ｗ＜１．９０
    但し、β３ｗ：前記第３レンズ群の広角端状態における倍率。
  12. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のズームレンズ。
    ０．２０＜（Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１−Ｒ１２）＜０．９０
    但し、Ｒ１２： 前記第１レンズ群において、最も物体側に配置されるレンズの像側面の曲率半径、
    Ｒ２１： 前記第１レンズ群において、物体側から２番目に配置されるレンズの物体側面の曲率半径。
  13. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のズームレンズ。
    ３９．００°＜ωｗ＜７０．００°
    但し、ωｗ： 広角端状態における半画角。
  14. 下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のズームレンズ。
    １５．００°＜ωｔ＜３４．００°
    但し、ωｔ： 望遠端状態における半画角。
  15. 広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、および前記第３レンズ群が光軸方向に移動することを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のズームレンズ。
  16. 最も像側のレンズ群よりも物体側のレンズ群の少なくとも一部を合焦レンズとすることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のズームレンズ。
  17. 最も像側のレンズ群よりも物体側、且つ、最も物体側のレンズ群よりも像側のレンズ群の少なくとも一部を合焦レンズとすることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のズームレンズ。
  18. 前記第３レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズとすることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のズームレンズ。
  19. 前記第２レンズ群の少なくとも一部が光軸と垂直方向の変位成分を有する防振レンズ群を構成することを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のズームレンズ。
  20. 請求項１〜１９のいずれかに記載のズームレンズを搭載して構成される光学機器。
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