(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、負の屈折力の第４レンズ群、１つ以上のレンズ群から成る全体として正の屈折力の後続レンズ群から構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、フォーカスに際して前記第４レンズ群が移動するズームレンズであって、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、望遠端における前記第１レンズ群から前記第３レンズ群までの合成焦点距離をｆ１−３ｔ、広角端における前記第４レンズ群の横倍率をβ４ｗとするとき、
｜ｆｔ／ｆ１−３ｔ｜＜０．６
−０．２６９≦β４ｗ＜１．０
なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端における前記第１レンズ群から前記第３レンズ群までの合成焦点距離をｆ１−３ｗとするとき、
｜ｆｗ／ｆ１−３ｗ｜＜０．５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
望遠端における前記第４レンズ群の横倍率をβ４ｔとするとき、
｜β４ｔ｜＜１．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆ１−２ｗ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．３＜−ｆ１−２ｗ／ｆ３＜２．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離をｆ１−２ｔ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．３＜−ｆ１−２ｔ／ｆ３＜２．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
広角端における前記後続レンズ群の合成焦点距離をｆｐｗ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
０．４０＜−ｆｐｗ／ｆ４＜０．９５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
望遠端における前記後続レンズ群の合成焦点距離をｆｐｔ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
０．４０＜−ｆｐｔ／ｆ４＜０．９５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第４レンズ群は、２枚以下のレンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
望遠端における前記第４レンズ群のフォーカシングに際しての最大移動量（無限遠から至近距離へのフォーカシングにおいて物体側から像側へ移動するときを正とする）をＭｆｔ、広角端から望遠端へのズーミングに際しての前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔の変化量（広角端から望遠端へのズーミングに際して間隔が大きくなるときを正とする）をＭｚとするとき、
０．３＜−Ｍｚ／Ｍｆｔ＜１．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
広角端に比べて望遠端において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広く、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭く、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が広く、前記第４レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が狭くなるように各レンズ群が移動してズーミングを行う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。
【請求項１１】
前記後続レンズ群は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群から成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。
【請求項１２】
前記後続レンズ群は正の屈折力の第５レンズ群から成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。
【請求項１３】
ズーミングに際して前記第３レンズ群と前記第５レンズ群は、一体で移動することを特徴とする請求項１１または１２に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
フォーカシングに際し、前記第３レンズ群は前記第４レンズ群に対し、光軸方向を逆方向に移動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。 
【請求項１５】
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、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群から構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、フォーカスに際して前記第４レンズ群が移動するズームレンズであって、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、望遠端における前記第１レンズ群から前記第３レンズ群までの合成焦点距離をｆ１−３ｔとするとき、
｜ｆｔ／ｆ１−３ｔ｜＜０．６
なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項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を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視カメラ等の撮像光学系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一眼レフカメラ、レンズシャッターカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、用途に応じて様々なスペック（仕様）の撮像光学系が要望されている。その１つに、半画角（撮影半画角）３０度以上の広画角域から半画角１０度以下の望遠域を含む高ズーム比で高速かつ高精度に自動合焦動作（オートフォーカス）ができるズームレンズであることが要望されている。
【０００３】
高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置した所謂ポジティブリードタイプのズームレンズが知られている。また、高速なオートフォーカスが容易なズームレンズとして、物体側の第１レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカスを行う、所謂リヤーフォーカス式のズームレンズが知られている。ポジティブリードタイプで、リヤーフォーカス方式を用いた４群以上のレンズ群よりなる高ズーム比のズームレンズが知られている（特許文献１，２）。
【０００４】
特許文献１では物体側より順に、正、負、正、正の屈折力の第１〜第４レンズ群より成る４群構成のズームレンズにおいて、第２レンズ群でフォーカスを行っている。特許文献２では物体側より順に、正、負、正、負、正の屈折力の第１〜第５レンズ群よりなる５群ズームレンズにおいて、第４レンズ群でフォーカスを行っている。
【０００５】
一方、近年の一眼レフカメラでは動画撮影機能を有すること、動画撮影中にオートフォーカスできること等が要望されている。動画を撮影するときのオートフォーカス方式としては、撮像信号中の高周波成分を検出することによって撮影光学系の合焦状態を評価する、高周波検出方式（ＴＶ−ＡＦ方式）が多く用いられている。
【０００６】
ＴＶ−ＡＦ方式を用いた撮像装置では、フォーカスレンズ群を光軸方向に高速で振動させて（以下、「ウォブリング」という）合焦状態からのズレ方向を検出する。そしてウォブリングの後、撮像センサの出力信号から画像領域の特定の周波数帯の信号成分を検出して、合焦状態となるフォーカスレンズ群の最適位置を算出する。その後、最適位置にフォーカスレンズ群を移動させて合焦完了となる。フォーカスレンズ群をウォブリング駆動させるには、フォーカスレンズ群を小型軽量化する必要がある。
【０００７】
ポジティブリードタイプのズームレンズにおいて一部の小型軽量なレンズ群を用いてフォーカシングを行ったズームレンズが知られている（特許文献３，４）。特許文献３では、正、負、負、正、正の屈折力の第１〜第５レンズ群より成る５群ズームレンズにおいて第３レンズ群で、フォーカスを行っている。特許文献４では、正、負、正、正、正の屈折力の第１〜第５レンズ群よりなる５群ズームレンズにおいて第３レンズ群で、フォーカスを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１０７６２８号公報
【特許文献２】特開２００１−０３３６９７号公報
【特許文献３】特開２００９−２５１１１７号公報
【特許文献４】特開２００９−２５１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
オートフォーカス方式を用いた高ズーム比のズームレンズにおいて、高速なオートフォーカスを行うためには、フォーカスレンズ群のレンズ枚数を少なくし、小型軽量化を図るのが良い。しかしながら、フォーカスレンズ群のレンズ枚数を安易に少なくすると、フォーカシングによる収差変動が大きくなってしまう。そのため、ズームレンズにおいて、高速なフォーカスが容易でフォーカスに際しての収差変動が少なく、物体距離全般にわたり高い光学性能を得るには、ズームタイプ及びフォーカスレンズ群とその前後のレンズ群を適切に構成することが重要になってくる。
【００１０】
特許文献１では、強い負の屈折力の第２レンズ群でフォーカシングを行い、フォーカシング移動量を小さくしている。しかしながら、レンズ群が大型化し、合焦速度が遅くなる傾向があった。また、動画対応のためのウォブリング駆動が難しい。更に、至近距離物体の合焦時にズーミングをすると、変倍比が小さくなり、また望遠端において至近距離物体での最大撮影倍率を大きくするのが難しくなる傾向があった。
【００１１】
特許文献２では、第４レンズ群でフォーカシングを行い、フォーカスレンズ群の小型軽量化を図っている。特許文献２ではズーミング及びフォーカシングでの光学性能が変化する傾向があった。
【００１２】
特許文献３、４では、フォーカスレンズ群を少ないレンズ枚数で構成している。特許文献３、４において、フォーカスレンズ群のパワーを強めると、フォーカスレンズ群の残存収差が大きくなり、物体距離による収差の変動が大きくなるため、屈折力を強めるのが難しい。この結果、フォーカスレンズ群の屈折力を弱めなければならず、フォーカスの際の移動量が大きくなってしまい、フォーカスレンズ群が移動するスペースと、ズーミング用のレンズ群が移動するスペースを確保しなければならず、全系が大型化する傾向があった。
【００１３】
特許文献３において、第２レンズ群と第３レンズ群を合成したレンズ群を負の屈折力のレンズ群としたとき、負の屈折力の第２レンズ群に対し、主点位置が大きく像側にずれてしまう。また、特許文献４において、第３レンズ群と第４レンズ群を合成したレンズ群を正の屈折力のレンズ群としたとき、正の屈折力の第３レンズ群に対し、主点位置が大きく物体側にずれてしまう。この結果、ズーミングに際しての収差変動を補正するため各レンズ群の屈折力を適切に設定することが難しくなり、高性能化とフォーカスレンズ群の小型化を図るのが難しくなる傾向があった。
【００１４】
本発明は、高ズーム比で、しかもフォーカスを高速に行うことができるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、１つ以上のレンズ群から成る全体として正の屈折力の後続レンズ群から構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、フォーカスに際して前記第４レンズ群が移動するズームレンズであって、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、望遠端における前記第１レンズ群から前記第３レンズ群までの合成焦点距離をｆ１−３ｔ、広角端における前記第４レンズ群の横倍率をβ４ｗとするとき、
｜ｆｔ／ｆ１−３ｔ｜＜０．６
−０．２６９≦β４ｗ＜１．０
なる条件式を満たすことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高ズーム比で、しかもフォーカスを高速に行うことができるズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における実施例１のズームレンズのレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明における数値実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦したときの広角端と望遠端、そして数値実施例１をｍｍ単位で表し、物体距離４２０ｍｍに合焦したときの広角端と望遠端における収差図
【図３】本発明における実施例２のズームレンズのレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明における数値実施例２のズームレンズの無限遠物体に合焦したときの広角端と望遠端、そして数値実施例２をｍｍ単位で表し、物体距離４２０ｍｍに合焦したときの広角端と望遠端における収差図
【図５】本発明における実施例３のズームレンズのレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明における数値実施例３のズームレンズの無限遠物体に合焦したときの広角端と望遠端、そして数値実施例３をｍｍ単位で表し、物体距離４２０ｍｍに合焦したときの広角端と望遠端における収差図
【図７】本発明における実施例４のズームレンズのレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）  本発明における数値実施例４のズームレンズの無限遠物体に合焦したときの広角端と望遠端、そして数値実施例４をｍｍ単位で表し、物体距離４２０ｍｍに合焦したときの広角端と望遠端における収差図
【図９】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、１つ以上のレンズ群から成る全体として正の屈折力の後続レンズ群から構成される。そしてズーミングに際して各レンズ群が移動し、フォーカスに際して少なくとも第４レンズ群が移動する。
【００１９】
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ数値実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦したときの広角端と望遠端（長焦点距離端）である。至近距離物体（撮影距離４２０ｍｍ）に合焦したときの広角端と望遠端における収差図である（撮影距離４２０ｍｍは後述する数値実施例の数値をｍｍ単位で表したときである。以下同じ）。
【００２０】
図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ数値実施例２のズームレンズの無限遠物体に合焦したときの広角端と望遠端、至近距離物体（撮影距離４２０ｍｍ）に合焦したときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２１】
図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ数値実施例３のズームレンズの無限遠物体に合焦したときの広角端と望遠端、至近距離物体（撮影距離４２０ｍｍ）に合焦したときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２２】
図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ数値実施例４のズームレンズの無限遠物体に合焦したときの広角端と望遠端、至近距離物体（撮影距離４２０ｍｍ）に合焦したときの広角端と望遠端における収差図である。図９は本発明のズームレンズを備える一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００２３】
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そして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系（光学系）である。レンズ断面図において、左方が物体側（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。
【００２４】
Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は正の屈折力の第６レンズ群である。ＬＲは１以上のレンズ群より成る全体として正の屈折力の後続レンズ群である。
【００２５】
ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。矢印は広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００２６】
実施例１、３、４は、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、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、開口絞りＳＰを含む正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６で構成される。そして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及び第３レンズ群Ｌ３乃至第６レンズ群Ｌ６は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。
【００２７】
無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングに際し、実施例１、３では矢印Focusの如く第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。また実施例４では矢印Focusの如く第３レンズ群Ｌ３は像側へ第４レンズ群Ｌ４は物体側へ、互いに光軸方向を逆方向に移動する。
【００２８】
実施例２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、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、開口絞りＳＰを含む正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５で構成される。そして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及び第３レンズ群Ｌ３乃至第５レンズ群Ｌ５は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングに際して矢印Focusの如く第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。
【００２９】
収差図において、球面収差図はｄ線（実線）、ｇ線（破線）について示している。非点収差図において破線はｄ線でのメリディオナル像面ΔＭ、実線はｄ線でのサジタル像面ΔＳである。また、歪曲を示す図はｄ線における歪曲を示している。倍率色収差はｇ線について示している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。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。
【００３０】
まず、本発明のズームレンズの特徴を前述した特許文献１乃至４のズームレンズと対比して説明する。特許文献１の４群ズームレンズでは、フォーカスレンズ群である第２レンズ群が大型であり、高速なフォーカス駆動が困難であった。また、第２レンズ群に入射する軸上光線が広角端に比べ、望遠端において高くなる。このため、至近距離物体側にフォーカシングする際、望遠端側のみ著しく焦点距離が短くなり、至近距離物体側でのズーム比が、無限遠物体時と比較して小さくなっていた。
【００３１】
また、通常、望遠端において至近距離物体では光学系の撮影倍率を最も大きくできる。しかしながら、特許文献１では第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が狭まり焦点距離が短くなるため、撮影画角が大きくなってしまい、光学系の最大の撮影倍率が小さくなっていた。
【００３２】
特許文献２の５群ズームレンズでは、第３レンズ群の像側において、軸上光束が収束光束になり、また軸外主光線の入射高が大きくなっており、そこに第４レンズ群が配置されている。このため、フォーカシングによる各収差変動が増加する傾向があった。また、第３レンズ群が強い正の屈折力を持ち、負の屈折力の第４レンズ群と正の屈折力の第５レンズ群が合成して屈折力が略０のノンパワーとなっている。このため、第３レンズ群から第５レンズ群までの合成レンズ群の主点位置が像側から離れたところに位置する。
【００３３】
そのため、物体側が負の屈折力、像側が正の屈折力となる、所謂レトロフォーカスの屈折力配置が弱まり、広画角化が難しくなる傾向があった。
【００３４】
特許文献３の５群ズームレンズにおいて、フォーカスレンズ群である負の屈折力の第３レンズ群の屈折力を強めてフォーカスに際しての移動量を抑えようとする。そうすると、隣接する負の屈折力の第２レンズ群と第３レンズ群を合成した負の屈折力のレンズ群の前側主点位置が、第３レンズ群側に移動してしまう。それは、正、負、正、正の屈折力のレンズ群よりなる４群ズームレンズでの広角端において、第１レンズ群とバリエーターである第２レンズ群との間隔を広げることと同義であり、広画角化が困難になる。
【００３５】
特許文献４の５群ズームレンズでは、フォーカスレンズ群である第３レンズ群の屈折力を強めて、フォーカスの際の移動量を少なくしようとする。そうすると、第３レンズ群と、隣接する正の屈折力の第４レンズ群とを合成した正の屈折力のレンズ群の後側主点位置が第３レンズ群側に移動し、広角端において所定の長さのバックフォーカスを確保することが困難になる。
【００３６】
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、１つ以上のレンズ群から成る全体として正の屈折力の後続レンズ群から構成している。そして第３レンズ群の像側を後述する条件式（１）、（２）を満足するアフォーカルにした上で、小型軽量の第４レンズ群でフォーカシングを行う。変倍に大きく寄与する第１レンズ群と第２レンズ群の間隔がフォーカシングで変化しないため、至近距離物体側での変倍比、最大の撮影倍率が共に、小さくなるのを軽減している。
【００３７】
また、負の屈折力の第４レンズ群が、正の屈折力の第３レンズ群と正の屈折力の後続レンズ群ＬＲに挟まれるようにして、強い負の屈折力を得やすくして、フォーカスの際の最大移動量を小さくし、全系の小型化を容易にしている。また、第３レンズ群の像側をアフォーカルにして、フォーカスでの第４レンズ群に入射する軸上光線の入射高の変化を小さくし、物体距離の変化による球面収差や軸上色収差等の変動を小さくしている。
【００３８】
また、第３レンズ群の像側がアフォーカルであることから、負の屈折力の第４レンズ群からの出射光が発散光束になる。このため、それを収束させるために、像側の正の屈折力の後続レンズ群が強い屈折力になるため、レトロフォーカスタイプの屈折力配置を形成しやすくして、広画角化を容易にしている。また比較的、軸外主光線の入射高が小さい位置にフォーカス用の第４レンズ群が配置されるため、物体距離の変化による像面湾曲や倍率色収差等の軸外収差の変動も小さくすることが容易となる。
【００３９】
以上のように本発明のズームレンズでは、小型軽量なフォーカス機構を有しながら、全ズーム域、全フォーカス域で良好な光学性能を容易に得ている。
【００４０】
次に、各実施例のズームレンズの最良の形態を述べる。各実施例において、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、望遠端における第１レンズ群Ｌ１から第３レンズ群Ｌ３までの合成焦点距離をｆ１−３ｔとする。このとき、
｜ｆｔ／ｆ１−３ｔ｜＜０．６    ・・・（１）
なる条件式を満たしている。
【００４１】
各実施例では負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４が、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と正の屈折力の後続レンズ群ＬＲに挟まれているため負の屈折力を強めやすくなり、フォーカス移動量を小さくし、全系の小型化を容易にしている。そして条件式（１）を満たすことで、第３レンズ群Ｌ３の像側をアフォーカルにし、第４レンズ群Ｌ４のフォーカシングによる軸上光線の入射高の変動を小さくし、物体距離が変化したときの軸上収差の変動を小さくしている。
【００４２】
また、第２レンズ群Ｌ２と正の屈折力の後続レンズ群ＬＲとの間の、比較的、軸外主光線の入射高が小さい所に第４レンズ群が位置するようにして、軸外収差の変動を小さくしている。
【００４３】
条件式（１）の左辺が正の方向に逸脱すると、第３レンズ群Ｌ３までの正の屈折力が強く、第３レンズ群Ｌ３の像側が収束光束となる。このため、第４レンズ群Ｌ４に入射する軸上光線の入射高の物体距離の変動が大きくなってしまう。加えて、第３レンズ群Ｌ３までで既に収束性の屈折力を得ているため、像側の正の屈折力の後続レンズ群ＬＲの屈折力を強めることができず、レトロフォーカスの屈折力配置が崩れ、広画角化及び全系の小型化が困難になる。
【００４４】
条件式（１）の左辺が負の方向に逸脱すると、第３レンズ群Ｌ３までの負の屈折力が強く、第３レンズ群Ｌ３の像側が発散光束となる。このため、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４の屈折力を強めることができず、フォーカス移動量が増加し、全系が大型化してくる。条件式（１）の数値は、より好ましくは下記条件式（１ａ）を満たすのが良い。
【００４５】
｜ｆｔ／ｆ１−３ｔ｜＜０．５    ・・・（１ａ）
以上のように各実施例によれば、全系が小型軽量で、全ズーム域、全フォーカス域で良好な光学性能を有したズームレンズが得られる。
【００４６】
各実施例において、更に好ましくは次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端における第１レンズ群Ｌ１から第３レンズ群Ｌ３までの合成焦点距離をｆ１−３ｗとする。広角端と望遠端における第４レンズ群Ｌ４の横倍率を各々β４ｗ、β４ｔとする。広角端と望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離を各々ｆ１−２ｗ、ｆ１−２ｔ、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。
【００４７】
広角端と望遠端における後続レンズ群ＬＲの合成焦点距離をｆｐｗ、ｆｐｔとする。第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４とする。望遠端における第４レンズ群Ｌ４のフォーカシングに際しての最大移動量（物体側から像側への移動を正とする）をＭｆｔとする。ここで、移動量Ｍｆｔは無限遠物体から至近距離物体（撮影距離４２０ｍｍ）へのフォーカシングに際しての移動量である。
【００４８】
広角端から望遠端へのズーミングに際しての、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔の変化量（広角端から望遠端へのズーミングに際して間隔が大きくなるときを正とする）をＭｚとする。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。
【００４９】
｜ｆｗ／ｆ１−３ｗ｜＜０．５          ・・・（２）
−０．２６９≦β４ｗ＜１．０        ・・・（３）
｜β４ｔ｜＜１．０                  ・・・（４）
０．３＜−ｆ１−２ｗ／ｆ３＜２．０    ・・・（５）
０．３＜−ｆ１−２ｔ／ｆ３＜２．０    ・・・（６）
０．４０＜−ｆｐｗ／ｆ４＜０．９５  ・・・（７）
０．４０＜−ｆｐｔ／ｆ４＜０．９５  ・・・（８）
０．３＜−Ｍｚ／Ｍｆｔ＜１．０      ・・・（９）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）は望遠端だけでなく、広角端においても条件式（１）と同様に構成するのが良く、これによれば広角端においても、フォーカシングによる軸上収差、軸外収差の変動を共に小さくすることが容易となる。
【００５０】
条件式（３）を満足することにより、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間のアフォーカルな関係をより良好に設定することができ、フォーカシングでの軸上収差の変動を小さくすることが容易となる。条件式（３）を逸脱すると、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間のアフォーカルが崩れ、フォーカシングに際して、球面収差や軸上色収差の変動が大きくなってくる。
【００５１】
条件式（４）は広角端だけでなく望遠端でも条件式（３）と同じように構成するのが良く、これによれば第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間をアフォーカルに近づけ、フォーカシングでの軸上収差の変動を小さくすることが容易となる。
【００５２】
条件式（５）、（６）は、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間のアフォーカルを効率的に形成するための、各レンズ群の屈折力に関する。条件式（５）及び（６）の上限を逸脱すると、第３レンズ群Ｌ３より像側が収束光束になり、また下限を逸脱すると、第３レンズ群Ｌ３より像側が発散光束になる。この結果、フォーカスでの第４レンズ群Ｌ４に入射する軸上光線の入射高が大きく変化し、球面収差や軸上色収差の変動が大きくなってくる。
【００５３】
条件式（７）、（８）は第４レンズ群Ｌ４でアフォーカル光束を発散光束にした後、再び像面に収束させるにあたり、全系を効果的に小型化するためのものである。条件式（７）及び（８）は、それぞれ広角端と望遠端において、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力で発散させた光束を、正の屈折力の後続レンズ群ＬＲで像面に結像させるにあたり、全系を小型化しつつ、かつ良好な光学性能を得るためのものである。
【００５４】
条件式（７）及び（８）の上限値を逸脱すると、正の屈折力の後続レンズ群ＬＲの収束性の屈折力が弱過ぎて全系が大型化してくる。また下限値を逸脱すると、収束性の屈折力が強過ぎて球面収差が増大してくる。
【００５５】
条件式（９）は、第４レンズ群Ｌ４の望遠端におけるフォーカシング移動量と、広角端から望遠端へのズーミングにおける、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔の変化量の比に関する。条件式（９）の上限を逸脱すると、望遠端において、第４レンズ群Ｌ４のフォーカス駆動量に対して必要以上に第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔を空けていることとなり、全系が大型化してしまう。条件式（９）の下限を逸脱すると、望遠端において第４レンズ群Ｌ４のフォーカス駆動量に対して、ズーミングでの移動量が小さく、各レンズ群への負担が大きくなるため、高性能化が困難になってくる。更に好ましくは条件式（２）乃至（９）の数値を次の如く設定するのが良い。
【００５６】
｜ｆｗ／ｆ１−３ｗ｜＜０．４            ・・・（２ａ）
−０．２６９≦β４ｗ＜０．５          ・・・（３ａ）
｜β４ｔ｜＜０．５                    ・・・（４ａ）
０．３５＜−ｆ１−２ｗ／ｆ３＜１．５０  ・・・（５ａ）
０．５＜−ｆ１−２ｔ／ｆ３＜１．７      ・・・（６ａ）
０．５＜−ｆｐｗ／ｆ４＜０．９        ・・・（７ａ）
０．５＜−ｆｐｔ／ｆ４＜０．９        ・・・（８ａ）
０．６０＜−Ｍｚ／Ｍｆｔ＜０．９６    ・・・（９ａ）
以上のように各実施例によれば、全系が小型軽量で、全ズーム域及び全フォーカス域で良好な光学性能が得られる。また、至近距離物体側での変倍比や撮影倍率を十分に確保し、かつウォブリング駆動が容易な小型軽量なフォーカス機構を有するズームレンズを得ることができる。
【００５７】
次に各実施例の前述以外の特徴について説明する。第４レンズ群Ｌ４が、２枚以下のレンズ構成であると、迅速な合焦やウォブリング駆動機構が簡易構成で行えるため、好ましい。
【００５８】
広角端及び望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が広く、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭く、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が広くなるようにする。更に第４レンズ群Ｌ４と第３レンズ群Ｌ３との間隔が狭くなるように各レンズ群が移動してズーミングを行うのが良い。これによれば変倍を効率的に行うことが容易になる。
【００５９】
物体側から像側へ順に、後続レンズ群ＬＲは正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６から成ること、又は正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から成ることが良い。これによれば高ズーム比が容易になる。ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と第５レンズ群Ｌ５は、一体に移動するのが良い。これによれば駆動機構を簡易化することが容易になる。
【００６０】
フォーカシングに際し、第４レンズ群Ｌ４に加え、第３レンズ群Ｌ３も同時に移動するのが良い。それによれば物体距離が変化したときの諸収差の変動を更に良好に補正するのが容易になる。尚、以上の各実施例において、レンズ群とは、光学系の最前面または、前方に隣接するレンズとの間隔がズーミング又はフォーカスの際に変化する面から、光学系の最後面または、後方に隣接するレンズ群との間隔がズーミング又はフォーカスの際に変化する面までを言う。
【００６１】
次に実施例１乃至４に示したズームレンズを撮像装置に適用した実施例を図９を用いて説明する。本発明の撮像装置はズームレンズを含む交換レンズ装置と、交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱可能に接続され、ズームレンズが形成する光学像を受光して、電気的な画像信号に変換する撮像素子を含むカメラ本体とを備えている。
【００６２】
図９は一眼レフカメラの要部概略図である。図９において、１０は実施例１乃至４のズームレンズ１を有する撮影レンズである。ズームレンズ１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体であり、撮影レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮影レンズ１０の像形成位置に配置された焦点板４より構成されている。更に、焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５、その正立像を観察するための接眼レンズ６などによって構成されている。
【００６３】
７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の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（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。実施例１乃至４にて説明した利益は、本実施例に開示したような撮像装置において効果的に享受される。また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同様に適用することができる。またプロジェクター用の画像投射光学系に適用することもできる。
【００６４】
以下に実施例１乃至４に対応する数値実施例１乃至４を示す。各数値実施例においてｉは物体側からの面の順番を示す。数値実施例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズの材料の屈折率とアッベ数である。ＢＦはバックフォーカスである。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、ｒを近軸曲率半径、各非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２としたとき
【００６５】
【数１】
0005441974.tif 000002
【００６６】
で与えるものとする。各非球面係数において「ｅ−ｘ」は「１０-x」を意味する。また、焦点距離、Ｆナンバー等のスペックに加え、画角は全系の半画角、像高は半画角を決定する最大像高、レンズ全長は第１レンズ面から像面までの距離である。バックフォーカスＢＦは最終レンズ面から像面までの長さを示している。また、各レンズ群データは、各レンズ群の焦点距離、光軸上の長さ、前側主点位置、後側主点位置を表している。
【００６７】
また、各光学面の間隔ｄが（可変）となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。面番号１は設計上のダミー面である。ここでは便宜上、ダミー面もズームレンズを構成する１つの面として取り扱っている。但し、実際のズームレンズの構成においてダミー面はない。尚、以下に記載する数値実施例１乃至４のレンズデータに基づく、各条件式の計算結果を表１に示す。
【００６８】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1          ∞       1.50                         60.02
2        111.698    2.00   1.84666    23.9       52.66
3         55.370    7.65   1.49700    81.5       50.01
4       3384.032    0.15                         49.68
5         53.774    6.23   1.66672    48.3       48.11
6        295.614  (可変)                         47.31
7        152.605    1.45   1.91082    35.3       30.90
8         15.649    7.30                         23.59
9        -48.289    1.20   1.77250    49.6       23.35
10         64.582    0.29                         23.25
11         31.507    6.72   1.84666    23.8       23.64
12        -34.468    1.10   1.77250    49.6       23.08
13        145.612  (可変)                         22.11
14         87.716    1.95   1.78472    25.7       14.57
15        -58.571  (可変)                         14.57
16        -34.608    0.70   1.90366    31.3       14.18
17        579.002  (可変)                         14.45
18         22.161    4.00   1.60311    60.6       16.08
19        -55.101    1.61                         15.76
20(絞り)    ∞       3.30                         14.77
21         30.440    4.91   1.60311    60.6       13.77
22        -17.452    0.75   1.84666    23.8       12.84
23       -494.346    3.07                         12.52
24        -24.672    0.70   1.80000    29.8       11.77
25         13.389    2.54   1.84666    23.8       11.95
26         53.386  (可変)                         12.01
27*        94.305    3.99   1.68893    31.1       15.40
28        -27.400                                 16.47
非球面データ
第27面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.62044e-005  A 6= 2.02686e-009  A 8=-4.13481e-011  A10=-7.33645e-012  A12= 7.19025e-014  
各種データ
ズーム比      7.02
広角     中間     望遠
焦点距離      18.60    51.00   130.50  
Fナンバー      3.48     4.84     5.88  
画角          36.29    14.99     5.98  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   140.52   160.20   190.00  
BF            35.60    56.40    71.56  
d 6            0.90    21.92    42.41  
d13           26.18     6.70     1.50  
d15            2.83     4.19     8.87  
d17            7.09     5.73     1.05  
d26            4.80     2.15     1.50  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      88.69        17.53         5.86         -5.78
2    7     -17.44        18.06         1.34        -11.69
3   14      45.02         1.95         0.66         -0.44
4   16     -36.12         0.70         0.02         -0.35
5   18      37.72        20.89       -21.54        -23.56
6   27      31.24         3.99         1.85         -0.54
【００６９】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1          ∞       1.50                         64.10
2        127.922    2.00   1.84666    23.8       56.80
3         76.612    6.62   1.49700    81.5       55.32
4       1483.135    0.15                         54.89
5         66.859    5.86   1.60738    56.8       52.97
6        325.080  (可変)                         52.19
7         79.300    1.45   1.91082    35.3       34.09
8         15.595    8.10                         25.60
9        -84.291    1.20   1.83481    42.7       25.41
10         42.660    1.31                         25.09
11         30.665    6.60   1.84666    23.8       25.97
12        -61.686    1.10   1.77250    49.6       25.43
13        413.544  (可変)                         24.76
14         55.003    1.64   1.80518    25.4       14.39
15       1371.106  (可変)                         14.24
16        -38.056    0.70   1.90366    31.3       13.97
17       -408.051  (可変)                         14.24
18         23.610    3.66   1.60311    60.6       15.70
19        -91.277    1.17                         15.49
20(絞り)    ∞       2.00                         14.83
21         26.328    5.54   1.60311    60.6       14.37
22        -23.088    0.75   1.80000    29.8       13.27
23        -67.471    0.99                         12.99
24        -65.002    0.70   1.74950    35.3       12.45
25         15.384    1.91   1.77250    49.6       11.97
26         22.891    1.68                         11.65
27        335.732    3.52   1.66680    33.0       11.80
28         -9.868    0.80   1.72047    34.7       11.95
29        630.852    0.15                         12.47
30         27.288    2.71   1.85400    40.4       12.79
31*       110.032                                 12.83
非球面データ
第31面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.99992e-005  A 6=-4.29579e-008  A 8= 2.42140e-009  A10=-2.39016e-011  A12=-6.58966e-014  
各種データ
ズーム比      5.59 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.60    50.00   103.95  
Fナンバー      3.60     5.09     5.88  
画角          36.29    15.28     7.49  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   140.57   159.78   190.00  
BF            35.64    56.33    67.17  
d 6            0.90    24.00    48.93  
d13           31.63     7.05     1.50  
d15            3.12     4.63     7.52  
d17            5.45     3.94     1.05  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     112.03        16.13         4.60         -6.23
2    7     -21.44        19.76         0.40        -15.24
3   14      71.13         1.64        -0.04         -0.95
4   16     -46.49         0.70        -0.04         -0.41
5   18      26.79        25.59         0.25        -17.82
【００７０】
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1          ∞       1.50                         64.00
2         95.457    2.00   1.84666    23.8       55.24
3         58.651    7.76   1.49700    81.5       51.80
4       6401.039    0.15                         51.35
5         52.248    6.39   1.60311    60.6       49.00
6        239.934  (可変)                         48.07
7        165.361    1.45   1.91082    35.3       31.91
8         15.531    7.54                         23.98
9        -49.402    1.20   1.77250    49.6       23.78
10         66.413    0.15                         23.65
11         30.087    6.94   1.84666    23.8       24.00
12        -34.011    1.10   1.80400    46.6       23.35
13         87.371  (可変)                         22.18
14        100.574    1.83   1.80000    29.8       14.43
15        -68.699  (可変)                         14.33
16        -34.220    0.70   1.90366    31.3       14.10
17        126.844    1.50   1.84666    23.8       14.46
18       -120.827  (可変)                         14.73
19         22.762    3.93   1.51633    64.1       16.22
20        -47.446    0.83                         15.96
21(絞り)    ∞       3.30                         15.30
22         21.131    5.11   1.60311    60.6       14.32
23        -22.970    0.75   1.84666    23.8       13.16
24         34.807    3.44                         12.56
25        -39.697    0.70   1.80000    29.8       12.16
26         11.148    3.12   1.84666    23.8       12.29
27         89.644  (可変)                         12.35
28*        52.726    3.53   1.68893    31.1       14.48
29        -45.855                                 15.19
非球面データ
第28面
K = 0.00000e+000  A 4=-3.62046e-005  A 6=-6.64907e-009  A 8=-8.20333e-010  A10= 3.23308e-012  A12= 1.82226e-014  
各種データ
ズーム比      6.45 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.60    50.00   120.00  
Fナンバー      3.48     4.90     5.88  
画角          36.29    15.28     6.49  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   140.51   161.85   190.00  
BF            35.60    57.97    73.10  
d 6            0.90    19.59    38.16  
d13           24.74     6.80     1.53  
d15            3.31     4.95     9.74  
d18            7.48     5.84     1.05  
d27            3.56     1.79     1.50  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      84.52        17.79         5.05         -6.91
2    7     -15.67        18.38         2.05        -10.62
3   14      51.27         1.83         0.61         -0.42
4   16     -50.94         2.20        -0.41         -1.61
5   19      44.31        21.18       -20.88        -25.10
6   28      36.13         3.53         1.13         -0.99
【００７１】
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1          ∞       1.50                         60.25
2        111.688    2.00   1.84666    23.8       52.90
3         54.774    7.45   1.49700    81.5       48.68
4       12582.119    0.15                         48.38
5         50.826    6.20   1.66672    48.3       47.00
6        252.499  (可変)                         46.20
7        147.037    1.45   1.91082    35.3       31.20
8         15.764    7.30                         23.79
9        -49.119    1.20   1.77250    49.6       23.57
10         55.922    0.20                         23.38
11         31.138    6.76   1.84666    23.8       23.70
12        -34.147    1.10   1.77250    49.6       23.12
13        158.890  (可変)                         22.11
14         99.573    1.94   1.78472    25.7       15.32
15        -60.620  (可変)                         15.07
16        -35.790    0.70   1.90366    31.3       14.52
17      -1633.629  (可変)                         14.69
18         23.157    3.96   1.60311    60.6       16.25
19        -59.550    1.30                         15.93
20(絞り)    ∞       3.42                         15.11
21         27.323    4.96   1.60311    60.6       14.10
22        -19.541    0.75   1.84666    23.8       13.10
23        137.525    3.12                         12.71
24        -32.099    0.70   1.80000    29.8       12.08
25         11.916    2.77   1.84666    23.8       12.22
26         46.420  (可変)                         12.29
27*        68.211    3.84   1.68893    31.1       15.01
28        -31.654                                 15.98
非球面データ
第27面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.82069e-005  A 6=-2.08522e-008  A 8= 3.41633e-010  A10=-1.37913e-011  A12= 1.14524e-013  
各種データ
ズーム比      7.01 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.62    51.01   130.47  
Fナンバー      3.46     4.80     5.88  
画角          36.27    14.99     5.98  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   140.28   158.59   189.71  
BF            35.65    56.36    72.60  
d 6            0.90    20.86    40.26  
d13           24.23     1.50     1.50  
d15            2.88     4.92    10.03  
d17            9.67    10.35     1.05  
d26            4.18     1.83     1.50  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      85.67        17.29         5.71         -5.75
2    7     -17.27        18.01         1.46        -11.47
3   14      48.27         1.94         0.68         -0.41
4   16     -40.50         0.70        -0.01         -0.38
5   18      41.08        20.98       -22.87        -24.67
6   27      31.88         3.84         1.58         -0.73
【００７２】
【表１】
0005441974.tif 000003
【符号の説明】
【００７３】
ＳＰ：絞り      ＩＰ：撮像面      Ｌ１〜Ｌ６：第１レンズ群〜第６レンズ群
Focus：フォーカシングで移動する群と、その移動方向
【図１】
0005441974.tif 000004
【図２】
0005441974.tif 000005
【図３】
0005441974.tif 000006
【図４】
0005441974.tif 000007
【図５】
0005441974.tif 000008
【図６】
0005441974.tif 000009
【図７】
0005441974.tif 000010
【図８】
0005441974.tif 000011
【図９】
0005441974.tif 000012