(57)【要約】      （修正有）【課題】全系が小型で、フォーカスレンズ群が小型かつ軽量でありながら、フォーカシングに際しての収差変動が少なく、高い光学性能が容易に得られるズームレンズを得ること。【解決手段】物体側から像側へ順に配置された、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、１つ以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後群から構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とし、各々適切に設定すること。【選択図】図１
2018097135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から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、負の屈折力の第４レンズ群、１つ以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後群から構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、前記第４レンズ群は物体側へ移動し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
−５．０＜ｆ３／ｆ４＜−１．０
２．２＜ｆ３／ｆｗ＜９．０
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】
望遠端における前記後群の焦点距離をｆＲとするとき、
１．０＜√｜ｆ３×ｆ４｜／ｆＲ＜３．０
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】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
−８．０＜ｆ３／ｆ２＜−２．０
なる条件式を満たす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。
【請求項４】
望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
−２．０＜ｆ４／ｆｔ＜−０．３
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】
広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の光軸上の間隔をＤ３４ｗ、望遠端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の光軸上の間隔をＤ３４ｔとするとき、
０．６＜Ｄ３４ｔ／Ｄ３４ｗ＜４．０
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】
望遠端における前記第４レンズ群の横倍率をβ４ｔ、望遠端における前記後群の合成横倍率をβＲｔとするとき、
１．５＜（１−β４ｔ２）×βＲｔ２＜７．０
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】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
３．０＜ｆ１／｜ｆ２｜＜８．０
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２レンズ群の像側に配置された開口絞りを有し、望遠端における前記開口絞りと前記第４レンズ群との光軸上の距離をＤ４ｓとするとき、
０．１＜Ｄ４ｓ／｜ｆ４｜＜０．５
なる条件式を満たす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】
前記後群は、正の屈折力の第５レンズ群より構成され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。
【請求項１０】
前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群より構成され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。
【請求項１１】
像ぶれ補正に際して、前記第３レンズ群は光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動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。
【請求項１２】
請求項１乃至１１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た像を受光する撮像素子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、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、監視用カメラ、銀塩写真用カメラなどの撮像装置の撮像光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置は撮像素子の高画素化とともに装置全体が小型化されている。それに伴い撮像装置に用いる撮像光学系としては、高いズーム比（変倍比）で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、レンズ全長の短い小型のズームレンズであることが要求されている。また、迅速なフォーカシング（合焦）を行うために、フォーカスレンズ群は小型軽量であること等が要求されている。
【０００３】
これらの要求を満足する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ポジティブリード型で物体側の第１レンズ群以外のレンズ群でフォーカシングを行うリアフォーカス方式の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は物体側から像側へ順に、正、負、正、負、正、正の屈折力の第１レンズ群乃至第６レンズ群よりなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、フォーカシングに際して、第４レンズ群が移動するズームレンズを開示している。
【０００４】
特許文献２は物体側から像側へ順に、正、負、正、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第７レンズ群よりなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、フォーカシングに際して、第２レンズ群が移動するズームレンズを開示している。特許文献３では、物体側から像側へ順に正、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、フォーカシングに際して第４レンズ群が移動するズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０１１９１４号公報
【特許文献２】特開２０１４−０１６４６５号公報
【特許文献３】特開２０１２−０８３６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像装置に用いるズームレンズには、レンズ全長が短く、レンズ系全体が小型であること、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有すること、フォーカシングに際して収差変動が少ないこと等が強く要望されている。特に、撮像素子の有効面が大きい撮像装置においては、フォーカシングのためにレンズを駆動するアクチュエータが大型化することを避けて、省電力化を図るためにフォーカスレンズ群が小型軽量であることが求められている。
【０００７】
ポジティブリード型のズームレンズにおいて、これらの要求を満足させるには、ズームレンズを構成する各要素を適切に設定することが重要となってくる。例えばズームタイプ（レンズ群の数や各レンズ群の屈折力の符号）や、フォーカス用のレンズ群（フォーカスレンズ群）の選定等を適切に設定することが重要になってくる。
【０００８】
本発明は、全系が小型で、フォーカスレンズ群が小型かつ軽量でありながら、フォーカシングに際しての収差変動が少なく、高い光学性能が容易に得られるズームレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のズームレンズは、物体側から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、負の屈折力の第４レンズ群、１つ以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後群から構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、前記第４レンズ群は物体側へ移動し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
−５．０＜ｆ３／ｆ４＜−１．０
２．２＜ｆ３／ｆｗ＜９．０
なる条件式を満たすことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、全系が小型で、フォーカスレンズ群が小型かつ軽量でありながら、フォーカシングに際しての収差変動が少なく、高い光学性能が容易に得られるズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例１の広角端、中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例１の広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例２の広角端、中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例２の広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例３の広角端、中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例３の広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例４の広角端、中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例４の広角端、中間ズーム位置、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】
【００１２】
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。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、次のレンズ群より構成されている。正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）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、１つ以上のレンズ群を含み全体として正の屈折力の後群ＬＲから構成されている。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。また、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第４レンズ群は物体側へ移動する。
【００１３】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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）、中間ズーム位置、望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比２．８７、開口比（Ｆナンバー）４．１２〜５．６３程度のズームレンズである。
【００１４】
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例２のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比３．２５、開口比４．０６〜５．８５程度のズームレンズである。
【００１５】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例３のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比２．８８、開口比４．１２〜５．７１程度のズームレンズである。
【００１６】
図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比３．１７、開口比４．１２〜５．８３程度のズームレンズである。図９は本発明の撮像装置の要部概略図である。
【００１７】
各実施例のズームレンズはビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系である。尚、各実施例のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。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。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。
【００１８】
ＬＲは１つ以上の正の屈折力のレンズ群を有し、全体として正の屈折力の後群である。ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する開口絞りである。ＦＰは、フレアーカット絞りであり、不要光をカットしている。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）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。
【００１９】
矢印は広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際して、各レンズ群の移動軌跡を示す。フォーカスに関する矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を示している。
【００２０】
図１、図３、図５の実施例１乃至３のズームレンズにおいて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レンズ群である。後群ＬＲは第５レンズ群Ｌ５より構成されている。
【００２１】
実施例１乃至３のズームレンズは、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は物体側に単調に移動している。第２レンズ群Ｌ２は像側へ凸状の軌跡で移動している。第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５は物体側へ移動している。そして広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が広く、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭くなるように移動している。
【００２２】
実施例１乃至３では、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行っている。第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ（像位置）の補正を行っている。
【００２３】
図７の実施例４において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は負の屈折力の第６レンズ群である。後群ＬＲは物体側から像側へ順に配置された第５レンズ群Ｌ５と第６レンズ群Ｌ６より構成されている。
【００２４】
実施例４のズームレンズは、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は物体側に単調に移動している。第２レンズ群Ｌ２は像側へ凸状の軌跡で移動している。第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５は物体側へ移動している。第６レンズ群Ｌ６はズーミングに際して不動である。そして広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が広く、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭くなるように移動している。
【００２５】
実施例４では、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行っている。第３レンズ群Ｌ３を光軸と垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれの補正を行っている。
【００２６】
収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）であり、光線追跡値による画角である。球面収差図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、二点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８３５ｎｍ）である。
【００２７】
非点収差図において実線のΔＳはｄ線におけるサジタル像面、点線のΔＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図において二点鎖線のｇはｇ線である。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用のレンズ群が機構上、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。
【００２８】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、１つ以上のレンズ群を含んでいる。そして全体として正の屈折力の後群ＬＲから構成されている。
【００２９】
ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４とする。このとき、
−５．０＜ｆ３／ｆ４＜−１．０          ・・・（１）
２．２＜ｆ３／ｆｗ＜９．０              ・・・（２）
なる条件式を満足する。
【００３０】
本発明のズームレンズは、広角端におけるレンズ全長の短縮と、高ズーム比化を図りつつ、ズーム全域に渡り諸収差を良好に補正し、高い光学性能を得るために、次の構成をとっている。物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第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、１つ以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後群ＬＲから構成している。
【００３１】
また、広角端において全体として略レトロフォーカスタイプの屈折力配置とし広画角化を図り、望遠端では全体として略テレフォトタイプの屈折力配置としている。これにより高いズーム比を得ている。
【００３２】
ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を移動させることで、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の変倍作用を分担して変倍の際に第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の移動量を軽減して、望遠端でのレンズ全長を短縮している。また、広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２は、像側に凸状の軌跡で移動している。そして略中間のズーム位置において、最も像側に位置するように移動し、前玉有効径の小型化を図っている。
【００３３】
第２レンズ群Ｌ２の像側に開口絞りＳＰを配置している。例えば第３レンズ群Ｌ３および第４レンズ群Ｌ４の近傍に開口絞りを配設することにより、前玉有効径と後玉有効径の径方向の大きさを適正化している。また、フォーカシングに際して第４レンズ群Ｌ４を移動することで、第４レンズ群Ｌ４の小型軽量化を容易にしている。
【００３４】
条件式（１）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離と第４レンズ群Ｌ４の焦点距離の比を規定している。条件式（１）は全系の小型化を図りつつ、ズーム全域においてフォーカシングに際しての光学性能を良好に維持するためのものである。第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力を第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力に対し、ある程度強めることで（負の屈折力の絶対値を大きくすることで）、フォーカスに際しての移動空間の短縮を図り、レンズ全系の小型化を実現している。更にフォーカシングに際しての球面収差や像面湾曲といった諸収差の変動を軽減している。
【００３５】
条件式（１）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３から射出する光束の収斂が強くなり、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多く発生し、好ましくない。条件式（１）の下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱くなり、フォーカシングに際して、所望の空間を予め多く確保する必要があり、レンズ全長が増大してくるので好ましくない。
【００３６】
条件式（２）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を広角端における全系の焦点距離で正規化している。条件式（２）は主に全体の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るためのものである。条件式（２）の上限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱くなると、第３レンズ群Ｌ３から像側のレンズ群の変倍分担を確保することが難しく、望遠側におけるレンズ全長の短縮が困難となる。条件式（２）の下限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が強くなると、広角端においてレトロフォーカスタイプの屈折力配置の傾向が弱くなり、前玉有効径が増加してくるので、好ましくない。
【００３７】
各実施例において更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−３．０＜ｆ３／ｆ４＜−１．１          ・・・（１ａ）
２．５＜ｆ３／ｆｗ＜８．０              ・・・（２ａ）
条件式（１ａ）を満たすことにより、広角側においてコマ収差の発生を抑えつつ、至近へのフォーカシングに際して球面収差の変動を軽減するのが容易となる。
【００３８】
また、条件式（２ａ）を満たすことにより、第３レンズ群Ｌ３より広角端において歪曲収差の発生を軽減しつつ、レンズ全長の短縮化が容易となる。
【００３９】
更に好ましくは条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−２．００＜ｆ３／ｆ４＜−１．１２      ・・・（１ｂ）
３．０＜ｆ３／ｆｗ＜４．５              ・・・（２ｂ）
以上のように、条件式（１）、（２）を同時に満たすことにより、フォーカスレンズ群を小型軽量化しつつ、ズーム全域でかつ物体距離全般にわたり高い光学性能を有するズームレンズを得ている。
【００４０】
各実施例において、更に好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのがよい。望遠端における後群ＬＲの焦点距離をｆＲとする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。広角端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の光軸上の間隔をＤ３４ｗ、望遠端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の光軸上の間隔をＤ３４ｔとする。
【００４１】
望遠端における第４レンズ群Ｌ４の横倍率をβ４ｔ、望遠端における後群ＬＲの合成横倍率をβＲｔとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。第２レンズ群Ｌ２の像側に配置された開口絞りＳＰを有し、望遠端における開口絞りＳＰと第４レンズ群Ｌ４との光軸上の距離をＤ４ｓとする。
【００４２】
このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
１．０＜√｜ｆ３×ｆ４｜／ｆＲ＜３．０    ・・・（３）
−８．０＜ｆ３／ｆ２＜−２．０            ・・・（４）
−２．０＜ｆ４／ｆｔ＜−０．３            ・・・（５）
０．６＜Ｄ３４ｔ／Ｄ３４ｗ＜４．０        ・・・（６）
１．５＜（１−β４ｔ２）×βＲｔ２＜７．０  ・・・（７）
３．０＜ｆ１／｜ｆ２｜＜８．０            ・・・（８）
０．１＜Ｄ４ｓ／｜ｆ４｜＜０．５          ・・・（９）
【００４３】
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（３）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離と第４レンズ群Ｌ４の焦点距離の相乗平均を望遠端における後群ＬＲの焦点距離で正規化している。条件式（３）はフォーカスレンズ群の小型軽量化を図りつつ、高ズーム比化と長いバックフォーカスを確保するためのものである。
【００４４】
条件式（３）の上限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長くなると、第３レンズ群Ｌ３から射出する光束の発散が大きくなる。この結果、フォーカシングに際して球面収差の変動を抑制しようとすると、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力を小さく（負の屈折力の絶対値を小さく）する必要があり、フォーカスのための移動空間を確保した際、レンズ全長が増大してくる。条件式（３）の下限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短くなると、第３レンズ群Ｌ３から射出する軸上光束の収斂作用が強まり、広角端において長いバックフォーカスを確保するのが難しくなる。
【００４５】
条件式（４）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を第２レンズ群Ｌ２の焦点距離で規定している。条件式（４）は主に偏芯コマ収差や偏芯像面湾曲を軽減しつつ、広画角化を図るためのものである。条件式（４）の下限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が小さくなると、第３レンズ群Ｌ３から射出する光束の発散が大きくなり、後群ＬＲに入射する軸上光線の入射高さが高くなる。そのため所望のＦ値を確保した際、後群ＬＲの偏芯コマ収差の敏感度が高くなり好ましくない。条件式（４）の上限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が大きくなると、ズーミングに際して球面収差とコマ収差の変動を補正することが難しくなり、好ましくない。
【００４６】
条件式（５）は、第４レンズ群Ｌ４の負の焦点距離を望遠端における全系の焦点距離で規定している。条件式（５）は主に、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力の適正な範囲を規定している。
【００４７】
条件式（５）の上限を超えて、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力が大きくなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）、望遠端でのレンズ全長の短縮と、前玉有効径の小型化では有利となるが、広角側において像面湾曲が増大し、これを軽減するのが困難となる。条件式（５）の下限を超えて、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力が小さくなると、全系が大型化すると共に、第２レンズ群Ｌ２より発生する軸外収差を打ち消す作用が不足し、望遠側において像面湾曲を良好に補正するのが難しくなる。
【００４８】
条件式（６）は、広角端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の光軸上の空気間隔と望遠端とにおける第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との光軸上の空気間隔の比について適切な範囲を規定している。
【００４９】
条件式（６）の上限を超えると、望遠端においてレンズ全長が長くなり、前玉有効径が増大し、望遠端における球面収差が補正不足となってくる。また、ズーミングにおける後群ＬＲの変倍分担が大きくなり、後群ＬＲにおいて球面収差やコマ収差の製造誤差に対する敏感度が高くなり、高ズーム比化を図ることが難しくなる。条件式（６）の下限値を超えると、ズーミングにおける各レンズ群の収差補正分担の均等化が困難になり、ズーミングに際して像面湾曲の変動が増大してくる。また、望遠側において像面湾曲が負側に過大となる。そして広角側の下線のフレアが大きく発生するので、好ましくない。
【００５０】
条件式（７）は、望遠端における第４レンズ群Ｌ４の位置敏感度を規定している。ここで、位置敏感度ＥＳとは、移動レンズ群を光軸方向に距離Δｘだけ移動させたときの結像位置（ピント位置）の光軸方向の移動量Δｓｋの比
ＥＳ＝Δｓｋ／Δｘ
である。
【００５１】
第４レンズ群Ｌ４の移動量によるバックフォーカスのズレ量をΔｓｋ、望遠端における第４レンズ群Ｌ４の横倍率をβ４ｔ、後群ＬＲの横倍率をβＲｔ、第４レンズ群Ｌ４の移動量をΔｘとする。このとき、ズレ量Δｓｋは概ね次の式で表わされる。
【００５２】
Δｓｋ＝｛（１−β４ｔ２）×βＲｔ２｝×Δｘ
上式によれば、位置敏感度は移動レンズ群の横倍率の絶対値が１の時０となり、横倍率の絶対値が１から離れるにしたがって大きくなることがわかる。
【００５３】
第４レンズ群Ｌ４をフォーカス（合焦）レンズ群とする際、第４レンズ群Ｌ４と第４レンズ群Ｌ４より像側のレンズ群（後群）ＬＲとが干渉しないよう、光軸方向に予め移動するのに十分な間隔を設定し、そのレンズ群を離さなければならない。
【００５４】
条件式（７）の上限を超えると、像を所定量移動するために必要な移動量が大きくなり、全系の小型化が困難になる。また、像を所定量移動するために第４レンズ群Ｌ４を移動した際に広角側において球面収差や像面湾曲の変動が増大してくる。条件式（７）の下限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の微小な移動に対し、結像位置が大きく移動し、高い精度の位置制御が要求されてくるので、好ましくない。
【００５５】
条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力の比に関する。条件式（８）は望遠側において球面収差やコマ収差を良好に補正しつつ、レンズ枚数の増加を避け、高い結像性能を達成し小型なズームレンズを得るためのものである。条件式（８）の上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が小さくなると、望遠端でのレンズ全長を短縮することが困難となり、好ましくない。また、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が大きくなり、広角側において像面湾曲が増大してくるので良くない。
【００５６】
条件式（８）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が大きくなると、望遠側において球面収差やコマ収差の補正が難しくなる、また、高ズーム比化を達成することが難しくなる。
【００５７】
条件式（９）は、望遠端における第４レンズ群Ｌ４と開口絞りＳＰの光軸上の距離Ｄ４ｓを第４レンズ群Ｌ４の焦点距離で規定している。条件式（９）は望遠端でのレンズ全長の短縮を図りつつ、適切なる長さのフォーカス空間を得るためのものである。条件式（９）の上限を超えて、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力が大きくなると、フォーカシング時に際して像面湾曲の変動が大きくなり好ましくない。条件式（９）の下限を超えて、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力が小さくなると、望遠側においてレンズ全長が増大し、また前玉有効径が増大するので良くない。
【００５８】
また、各実施例では、開口絞りＳＰの近傍にフォーカスレンズ群を配置することで、広角端におけるレンズ全長の短縮を効果的に図っている。
【００５９】
各実施例において、後群ＬＲは少なくとも１つの非球面を有することが望ましい。広角端において像面湾曲を効果的に補正しつつ、全系の小型化を図るためには、後群ＬＲが非球面を有することが望ましい。
【００６０】
以上のように本発明によれば、前述の如くレンズ構成を設定することにより、広角端でのレンズ全長が短く、フォーカスレンズ群が小型軽量で、フォーカシングによる収差変動を良好に補正し、高い光学性能を有するズームレンズが得られる。更に好ましくは条件式（３）乃至（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６１】
１．３＜√｜ｆ３×ｆ４｜／ｆＲ＜２．７    ・・・（３ａ）
−６．０＜ｆ３／ｆ２＜−２．５            ・・・（４ａ）
−１．２＜ｆ４／ｆｔ＜−０．４            ・・・（５ａ）
０．８＜Ｄ３４ｔ／Ｄ３４ｗ＜２．１        ・・・（６ａ）
２．０＜（１−β４ｔ２）×βＲｔ２＜６．０  ・・・（７ａ）
４．０＜ｆ１／｜ｆ２｜＜７．５            ・・・（８ａ）
０．１２＜Ｄ４ｓ／｜ｆ４｜＜０．３６      ・・・（９ａ）
【００６２】
条件式（３ａ）を満たすことにより、第３レンズ群Ｌ３および第４レンズ群Ｌ４の変倍分担がより適正となり、広画角化を図った際、全系の大型化を軽減することが容易となる。条件式（４ａ）を満たすことにより、広角側において球面収差を良好に補正するのが容易となる。条件式（５ａ）を満たすことにより、望遠端におけるレンズ全長の短縮化を図りつつ、像面湾曲の補正が容易となる。
【００６３】
条件式（６ａ）を満たすことにより、広角端におけるレンズ全長の短縮化を図りつつ、高ズーム比化を達成するのが容易となる。条件式（７ａ）を満たすことにより、フォーカスレンズ群を小型軽量化しやすく、駆動の制御性が良くなる。条件式（８ａ）を満たすことにより、広角端における歪曲収差を補正するのが容易となる。
【００６４】
条件式（９ａ）を満たすことにより、フォーカシングに際しての球面収差の変動を軽減するのが容易となる。さらに好ましくは条件式（２ａ）乃至（９ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６５】
１．６＜√｜ｆ３×ｆ４｜／ｆＲ＜２．３    ・・・（３ｂ）
−５．０＜ｆ３／ｆ２＜−３．２            ・・・（４ｂ）
−１．０＜ｆ４／ｆｔ＜−０．５            ・・・（５ｂ）
１．０＜Ｄ３４ｔ／Ｄ３４ｗ＜１．８        ・・・（６ｂ）
２．４＜（１−β４ｔ２）×βＲｔ２＜５．４  ・・・（７ｂ）
５．０＜ｆ１／｜ｆ２｜＜６．３            ・・・（８ｂ）
０．１５＜Ｄ４ｓ／｜ｆ４｜＜０．３０      ・・・（９ｂ）
【００６６】
次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例を図９を用いて説明する。図９において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至４に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像光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。
【００６７】
次に本発明の実施例１乃至４にそれぞれ対応する数値データ１乃至４を示す。各数値データにおいて、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。ＢＦはバックフォーカスであり、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表したものである。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの長さに、バックフォーカスＢＦの値を加えた長さである。
【００６８】
＊は非球面を意味する。またｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を非球面係数、レンズ面頂点を基準にして光軸からの高さｈの位置における光軸方向の変位をｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2］＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｈ8＋Ａ１０ｈ10＋Ａ１２ｈ12
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。「ｅ−ｘ」は「ｅ−１０ｘ」を意味している。各数値データにおける上述した各条件式とパラメータとの対応を表１に示す。
【００６９】
［実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         45.973    1.50   1.84666    23.8           
2         31.778    7.22   1.75500    52.3           
3        167.839  (可変)                             
4         38.327    1.10   1.90043    37.4           
5         10.793    6.99                             
6        -50.793    0.90   1.59522    67.7           
7         23.203    0.30                             
8         18.380    3.23   1.85478    24.8           
9         95.114  (可変)                             
10(絞り)    ∞       3.00                             
11        -78.628    1.49   1.53775    74.7           
12        -22.836  (可変)                             
13        -23.378    0.80   1.80400    46.6           
14       -163.262  (可変)                             
15         19.454    3.13   1.59522    67.7           
16       -159.615    0.30                             
17         14.510    3.27   1.59522    67.7           
18         64.306    1.86                             
19        209.174    0.80   1.83481    42.7           
20          8.488    4.81   1.58313    59.4           
21*      -245.891  (可変)                             
像面        ∞   
【００７０】
非球面データ
第21面
K =-5.50416e+003  A 4= 4.40312e-005  A 6= 1.77167e-006  A 8=-4.37227e-008  A10= 6.97344e-010  A12=-5.53403e-012  
各種データ
ズーム比     2.87 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.54    34.67    53.16  
Fナンバー      4.12     4.89     5.63  
半画角（度）  36.38    21.51    14.41  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   105.04   116.59   128.77  
BF            35.38    44.57    51.92  
d 3            0.90    14.84    24.27  
d 9           20.58     8.99     4.39  
d12            4.18     4.58     5.40  
d14            3.32     2.91     2.10  
d21           35.38    44.57    51.92  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      87.47  
2    4     -17.39  
3   10      59.30  
4   13     -34.02  
5   15      19.97  
【００７１】
［実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         50.263    1.50   1.84666    23.8           
2         38.048    6.02   1.65160    58.5           
3        411.242  (可変)                             
4*        44.347    1.10   1.95375    32.3           
5         11.102    6.91                             
6        -44.916    0.90   1.65844    50.9           
7         24.856    1.00                             
8         21.901    3.21   1.89286    20.4           
9        254.800  (可変)                             
10        117.528    1.55   1.52249    59.8           
11        -53.741    1.50                             
12(絞り)    ∞     (可変)                             
13        -40.923    0.80   1.77250    49.6           
14        329.100  (可変)                             
15         11.336    4.05   1.49700    81.5           
16         96.189    0.30                             
17         22.546    3.99   1.53775    74.7           
18        -18.175    1.00   1.90366    31.3           
19        -25.852    0.68                             
20*      -120.144    1.00   1.83220    40.1           
21*        30.871  (可変)                             
像面        ∞   
【００７２】
非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.92159e-006  A 6=-3.77851e-009  A 8=-1.58987e-011  
第20面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.08138e-004  A 6= 2.88942e-006  A 8=-1.27893e-007  A10= 3.35246e-009  A12=-3.64192e-011  
第21面
K =-3.93772e+001  A 4= 1.21435e-004  A 6= 6.26186e-007  A 8=-4.08330e-008  A10= 2.13714e-009  A12=-2.44715e-011  
各種データ
ズーム比     3.25 
広角     中間     望遠
焦点距離      16.39    34.40    53.34  
Fナンバー      4.06     5.05     5.85  
半画角（度）  31.38    16.21    10.62  
像高          10.00    10.00    10.00  
レンズ全長   100.86   115.11   131.56  
BF            35.67    50.00    59.87  
d 3            1.00    15.32    26.15  
d 9           20.24     5.84     1.59  
d12            6.46     6.06     6.55  
d14            1.98     2.37     1.88  
d21           35.67    50.00    59.87  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      97.15  
2    4     -15.58  
3   10      70.80  
4   13     -47.07  
5   15      20.42  
【００７３】
［実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         46.149    1.60   1.80518    25.4           
2         35.132    6.92   1.60311    60.6           
3        266.045  (可変)                             
4         38.823    1.00   1.91082    35.3           
5         11.173    6.60                             
6        -54.453    0.85   1.69680    55.5           
7         24.324    0.21                             
8         19.094    3.98   1.85478    24.8           
9        532.538  (可変)                             
10(絞り)    ∞       2.75                             
11        387.889    1.51   1.48749    70.2           
12        -32.737  (可変)                             
13        -23.815    0.68   1.77250    49.6           
14       -547.091  (可変)                             
15         14.949    4.35   1.59522    67.7           
16        -65.249    0.20                             
17         18.168    4.00   1.72000    50.2           
18        -29.900    0.65   1.91082    35.3           
19         17.833    1.22                             
20         54.000    1.70   1.53110    55.9           
21*      -153.320  (可変)                             
22          ∞      35.50                   （フレアーカット絞り）
像面        ∞   
【００７４】
非球面データ
第21面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.61053e-004  A 6= 7.92230e-007  A 8= 1.89252e-008  A10=-2.39009e-010  A12= 3.76860e-012  
各種データ
ズーム比     2.88 
広角     中間     望遠
焦点距離      18.57    34.92    53.41  
Fナンバー      4.12     4.93     5.71  
半画角（度）  36.34    21.36    14.35  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   104.14   116.44   129.94  
BF            36.79   46.68    55.19
d 3            0.92    16.52    26.85  
d 9           21.93     8.73     3.40  
d12            4.07     4.14     4.63  
d14            2.21     2.14     1.65  
d21            1.29    11.18    19.69  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     103.44  
2    4     -18.76  
3   10      62.00  
4   13     -32.25  
5   15      19.03  
【００７５】
［実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         50.207    1.50   1.84666    23.8           
2         33.336    7.58   1.72000    50.2           
3        268.925  (可変)                             
4         42.581    1.10   1.90043    37.4           
5         11.665    7.84                             
6        -53.113    0.90   1.59522    67.7           
7         25.160    0.30                             
8         20.130    3.28   1.85478    24.8           
9        106.753  (可変)                             
10(絞り)    ∞       2.20                             
11        725.432    1.38   1.64000    60.1           
12        -44.098  (可変)                             
13        -41.409    0.80   1.80400    46.6           
14       -485.697  (可変)                             
15         16.936    2.38   1.75500    52.3           
16         50.548    0.20                             
17         18.924    0.80   1.89190    37.1           
18         12.345    3.31   1.65160    58.5           
19         87.608    1.25                             
20        123.604    0.75   1.85150    40.8           
21          9.666    4.16   1.58313    59.4           
22*      -102.853  (可変)                             
23       -125.156    0.70   1.48749    70.2           
24       -185.123   35.36                             
像面        ∞   
【００７６】
非球面データ
第22面
K =-7.20897e+002  A 4=-1.51321e-005  A 6= 2.42790e-006  A 8=-4.96675e-008  A10= 6.94423e-010  A12=-3.88085e-012  
各種データ
ズーム比     3.17 
広角     中間     望遠
焦点距離      19.38    36.85    61.49  
Fナンバー      4.12     4.93     5.83  
半画角（度）  35.17    20.34    12.53  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   110.19   121.92   137.40  
BF            35.36    35.36    35.36  
d 3            0.90    15.20    27.02  
d 9           22.28     9.54     3.72  
d12            4.71     5.82     7.57  
d14            4.83     3.71     1.96  
d22            1.69    11.86    21.33  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      94.07  
2    4     -18.26  
3   10      65.00  
4   13     -56.35  
5   15      24.95  
6   23    -795.61  
【００７７】
【表１】
2018097135.tif 000003
【符号の説明】
【００７８】
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      Ｌ５  第５レンズ群      Ｌ６  第６レンズ群
ＬＲ  後群
【図１】
2018097135.tif 000004
【図２】
2018097135.tif 000005
【図３】
2018097135.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2018097135.tif 000009
【図７】
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【図８】
2018097135.tif 000011
【図９】
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