(57)【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、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズを有する正の屈折力の第３ａ群、正レンズと負レンズからなる第３ｂ群からなり、
像ぶれ補正に際して前記第３ｂ群は光軸に垂直な方向の成分を持つ方向に移動し、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第３ｂ群の焦点距離をｆ３ｂ、前記第３レンズ群の正レンズの中で最も物体側に位置する正レンズの焦点距離をｆ３ｆｐとするとき、
−３．９＜ｆ３／ｆ２＜−２．２
０．９＜ｆ３ｂ／ｆ３＜１．６
１．５＜ｆ３ｂ／ｆ３ｆｐ＜２．９
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
全系のズーム比をｚ、広角端から望遠端までのズーミングに際しての前記第２レンズ群の移動量をｍ２、広角端から望遠端までのズーミングに際しての前記第３レンズ群の移動量をｍ３とするとき（移動量の符号は広角端に比べて望遠端において像側に位置する場合を正の符号とする）、
−５．１＜ｚ×ｍ３／ｍ２＜−１．８
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。
【請求項３】
前記第３レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＤ３、前記第４レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＤ４とするとき、
３．０＜Ｄ３／Ｄ４＜１４．０
なる条件式を満足する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】
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りが配置されており、ズーミングに際して前記開口絞りは不動であ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。
【請求項５】
前記第３ａ群の焦点距離をｆ３ａとするとき、
０．７＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．１
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。
【請求項６】
前記第３ｂ群を構成する全てのレンズの材料の比重は、４．５よりも小さい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３ａ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｐａｖ、前記第３ａ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｎａｖとするとき、
１．３＜ν３ａｐａｖ／ν３ａｎａｖ＜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。
【請求項８】
前記第３ｂ群の正レンズの材料のアッベ数をν３ｂｐ、前記第３ｂ群の負レンズの材料のアッベ数をν３ｂｎとするとき、
１．３＜ν３ｂｐ／ν３ｂｎ＜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７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端における入射瞳位置をＴ１ｗ、中間のズーム位置における全系の焦点距離をｆｍ、中間のズーム位置における入射瞳位置をＴ１ｍとするとき、
０．７＜（Ｔ１ｍ／ｆｍ）／（Ｔ１ｗ／ｆｗ）＜１．２
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。
【請求項１０】
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、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズを有する正の屈折力の第３ａ群、正レンズと負レンズからなる第３ｂ群からなり、
像ぶれ補正に際して前記第３ｂ群は光軸に垂直な方向の成分を持つ方向に移動し、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第３ａ群の焦点距離をｆ３ａ、前記第３ｂ群の焦点距離をｆ３ｂとするとき、
−３．９＜ｆ３／ｆ２＜−２．２
０．９＜ｆ３ｂ／ｆ３＜１．６
０．７＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．１
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項１１】
前記第３ａ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｐａｖ、前記第３ａ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｎａｖとするとき、
１．３＜ν３ａｐａｖ／ν３ａｎａｖ＜４．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１０に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
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、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズを有する正の屈折力の第３ａ群、正レンズと負レンズからなる第３ｂ群からなり、
像ぶれ補正に際して前記第３ｂ群は光軸に垂直な方向の成分を持つ方向に移動し、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第３ｂ群の焦点距離をｆ３ｂ、前記第３ａ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｐａｖ、前記第３ａ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｎａｖとするとき、
−３．９＜ｆ３／ｆ２＜−２．２
０．９＜ｆ３ｂ／ｆ３＜１．６
１．３＜ν３ａｐａｖ／ν３ａｎａｖ＜４．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２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。
【請求項１４】
前記撮像素子の使用範囲の対角長を２Ｙとするとき、
２．１＜ｆ３ｂ／２Ｙ＜７．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【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、例えばビデオカメラ、銀塩写真用カメラ、デジタルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等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、撮像装置に用いるズームレンズは、高ズーム比かつ高解像であり、全系がコンパクトであることが要望されている。更に、被写体を撮影するときにズームレンズに振動が加えられると、像ぶれ（撮像画像のぶれ）が生じるため、ズームレンズには、像ぶれを防止する防振機能を有していることが要望されている。従来、物体側から像側へ順に正、負、正、正の屈折力の第１、第２、第３、第４レンズ群より成る４群構成のズームレンズが知られている（特許文献１乃至３）。
【０００３】
特許文献１では第２レンズ群及び第３レンズ群を移動させて変倍を行ない、第４レンズ群で変倍に伴う像面移動を補正する４群ズームレンズを開示している。特許文献２では第２レンズ群を移動させて変倍を行ない、第４レンズ群で変倍に伴う像面移動を補正し、第３レンズ群全体を光軸に垂直に移動させる事で像振れを補正する４群ズームレンズを開示している。特許文献３ではズーミングに際して第２、第４レンズ群が移動し、第３レンズ群の一部のレンズ部が光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像ぶれを補正した４群ズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０３１７５６号公報
【特許文献２】特開平１１−３１１７４２号公報
【特許文献３】特開２００３−３２２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
防振機能を有するズームレンズにおいて、防振レンズ群が大型で高重量であると、防振レンズ群を動作させるのに大きな駆動力を持つ駆動源を採用しなければならない。この結果、駆動源を含めた光学系ユニット全体が大型化し、全系の重量が増加してくる。また、防振レンズ群の重量が増加すると、防振動作の応答性が低下し、迅速なる制御が困難となる。
【０００６】
防振のために、ズームレンズの一部のレンズ群を、光軸に対して垂直方向に平行偏心させる方法は、防振レンズ群が小型軽量となり、高速な防振が容易である。しかしながら防振の際に偏心収差が多く発生し、光学性能が大きく低下してくる傾向がある。この為、防振機構を有するズームレンズは、防振用のレンズ群が小型軽量であること、そして像ぶれの補正時（防振時）に光学的な性能劣化が少ないこと等が重要となっている。
【０００７】
本発明は、防振用のレンズ群が小型軽量で、かつ像ぶれ補正に際して良好な画像を維持することができる防振機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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としてのズームレンズは、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、正の屈折力の第４レンズ群からなり、ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群が移動するズームレンズであって、前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズを有する正の屈折力の第３ａ群、正レンズと負レンズからなる第３ｂ群からなり、像ぶれ補正に際して前記第３ｂ群は光軸に垂直な方向の成分を持つ方向に移動する構成を有する。
そして、上記構成において、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第３ｂ群の焦点距離をｆ３ｂ、前記第３レンズ群の正レンズの中で最も物体側に位置する正レンズの焦点距離をｆ３ｆｐとするとき、
−３．９＜ｆ３／ｆ２＜−２．２
０．９＜ｆ３ｂ／ｆ３＜１．６
１．５＜ｆ３ｂ／ｆ３ｆｐ＜２．９
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明の他の側面としてのズームレンズは、上記構成において、前記第３ａ群の焦点距離をｆ３ａとするとき、
−３．９＜ｆ３／ｆ２＜−２．２
０．９＜ｆ３ｂ／ｆ３＜１．６
０．７＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．１
なる条件式を満足することを特徴としている。
さらに、本発明の他の側面としてのズームレンズは、上記構成において、前記第３ａ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｐａｖ、前記第３ａ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｎａｖとするとき、
−３．９＜ｆ３／ｆ２＜−２．２
０．９＜ｆ３ｂ／ｆ３＜１．６
１．３＜ν３ａｐａｖ／ν３ａｎａｖ＜４．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、防振用のレンズ群が小型軽量で、かつ像ぶれ補正に際して良好な画像を維持することができる防振機能を有したズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図
【図２】実施例１のズームレンズの諸収差図
【図３】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
【図４】実施例２のズームレンズの諸収差図
【図５】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
【図６】実施例３のズームレンズの諸収差図
【図７】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
【図８】実施例４のズームレンズの諸収差図
【図９】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
【図１０】実施例５のズームレンズの諸収差図
【図１１】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】
【００１１】
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、正の屈折力の第４レンズ群を有する。そしてズーミングに際して、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群が互いに異なった軌跡で光軸上を移動する。第３レンズ群は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第３ａ群と、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動する第３ｂ群（防振レンズ群）から成っている。
【００１２】
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、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１のズームレンズの無限遠物体にフォーカスしているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。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、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例２のズームレンズの無限遠物体にフォーカスしているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００１３】
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、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例３のズームレンズの無限遠物体にフォーカスしているときの広角端、中間のズーム位置、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、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例４のズームレンズの無限遠物体にフォーカスしているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００１４】
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、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例５のズームレンズの無限遠物体にフォーカスしているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図１１は本発明のズームレンズを備えるビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
【００１５】
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、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は正の屈折力の第４レンズ群である。第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力の第３ａ群Ｌ３ａと像ぶれ補正のため（画像の変位を調整するため）（防振のため）に光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動する正の屈折力の第３ｂ群Ｌ３ｂを有している。なお、防振のための移動としては光軸上のある点を回転中心とした揺動（回転移動）でも良い。
【００１６】
光軸と垂直方向の成分を持つ方向に防振用の第３ｂ群Ｌ３ｂを移動させれば、像の面内での移動が可能となる。Ｐは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックであり、後述する数値実施例では、屈折力のない１つの群として示している。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、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に設けている。
【００１７】
開口絞りＳＰは後述する数値実施例では１つの群として示している。球面収差図においてｄはｄ線、ｇはｇ線である。非点収差図において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。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端のズーム位置とは変倍用のレンズ群（各実施例では第２レンズ群Ｌ２）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。
【００１８】
本発明のズームレンズでは、物体側から像側へ順に、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より構成されている。これにより全系の小型化を図りつつ、高ズーム比化を確保している。第１レンズ群Ｌ１が偏芯すると、望遠端において像面湾曲の非対称性が多く発生してくる。その為、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は不動としている。
【００１９】
各実施例では、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｌ３は物体側に非直線的に移動する。第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３を移動させて変倍を行っている。このとき、第３レンズ群Ｌ３を広角端に比べて中間のズーム位置で物体側へ位置するように移動させて中間のズーム位置において入射瞳位置を短くしている。これにより前玉有効径の小型化を図っている。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移動している。
【００２０】
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うリアフォーカス方式を採用している。第４レンズ群Ｌ４の実線の曲線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のズーム位置へのズーミングの際の像面変動を補正するための移動軌跡である。
【００２１】
各実施例において、例えば望遠端のズーム位置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、矢印４ｃに示すように第４レンズ群Ｂ４を前方に繰り出すことで行っている。
【００２２】
本実施例においてレンズ群とはズーミングに伴うレンズ間隔の変化によって分けられるものであり、各レンズ群は１つ以上のレンズを含んでいれば良い。第３レンズ群Ｌ３は２つ以上の正レンズと２つ以上の負レンズを有している。第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力の第３ａ群Ｌ３ａと第３ｂ群Ｌ３ｂよりなっている。第３ｂ群Ｌ３ｂは正レンズと負レンズよりなっている。
【００２３】
像ぶれ補正に際して第３ｂ群Ｌ３ｂは光軸に対して直行方向の成分を持つ様に移動する。これによって防振を行っている。第３ａ群Ｌ３ａで発生した色収差を第３ｂ群Ｌ３ｂで補正すると、像振れ補正時に偏芯による倍率色収差や色のコマ収差が多く発生してくる。そこで、第３ａ群Ｌ３ａと第３ｂ群Ｌ３ｂで、それぞれ色収差を補正するように第３ａ群Ｌ３ａと第３ｂ群Ｌ３ｂそれぞれに、正レンズと負レンズを配している。また、第３レンズ群Ｌ３のレンズのうち、物体側のレンズ程、高ズーム比化と大口径比化を図ると有効径が大きくなり易い。
【００２４】
像振れ補正用のレンズ群は小さく、軽い程、鏡筒やアクチュエーターの小型化が容易となる。この為、第３ｂ群Ｌ３ｂを正レンズと負レンズを有するようにしている。これにより色収差を補正しつつ小型化を図っている。そして第３ｂ群Ｌ３ｂが第３レンズ群Ｌ３の最も像側に位置するようにして第３ｂ群Ｌ３ｂで像振れ補正を行っている。
【００２５】
各実施例において、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第３ｂ群Ｌ３ｂの焦点距離をｆ３ｂとする。このとき、
−３．９＜ｆ３／ｆ２＜−２．２  ・・・（１）
０．９＜ｆ３ｂ／ｆ３＜１．６    ・・・（２）
なる条件式を満足する。
【００２６】
条件式（１）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比を規定した式である。条件式（１）の下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の移動による変倍作用が小さくなる為に中間のズーム位置において入射瞳が長くなり、前玉有効径が大きくなってしまう。逆に上限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が強くなってしまい、特に広角端において光束径が太い状態で入射する第３ａ群Ｌ３ａより高次の収差が増大し、例えばコマ収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。
【００２７】
条件式（２）は第３ｂ群Ｌ３ｂと第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比を規定した式である。条件式（２）の上限値を超えると、第３ｂ群Ｌ３ｂで像ぶれ補正するとき、光軸に対して垂直方向の成分を持つように動かす量が増えてしまい、鏡筒やアクチュエーターが大型化してくる。
【００２８】
条件式（２）の下限値を超えて０．０≦ｆ３ｂ／ｆ３≦０．９となり、第３ｂ群Ｌ３ｂの焦点距離ｆ３ｂが短くなると、第３ｂ群Ｌ３ｂの正の屈折力が強くなり過ぎて、像ぶれ補正に際して像面湾曲の変動が多く発生するため、好ましくない。また、条件式（２）の下限値を超えてｆ３ｂ／ｆ３＜０．０となり、第３ｂ群Ｌ３ｂが負の屈折力を有するようになると、第３レンズ群Ｌ３における正の屈折力を保持するために、第３ａ群Ｌ３ａの屈折力を強める必要が生じる。結果として、第３ａ群Ｌ３ａで発生する広角端における高次収差、特に、色のコマ収差が多く発生するため好ましくない。
【００２９】
以上のように本発明によれば、広画角で明るく全系が小型で、像振れ補正用のレンズ群が小さいズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
【００３０】
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良い。全系のズーム比をｚ、広角端から望遠端までのズーミングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動量をｍ２とする。広角端から望遠端までのズーミングに際しての第３レンズ群Ｌ３の移動量をｍ３とする。但し、移動量の符号は広角端に比べて望遠端において像側に位置する場合を正の符号とする。
【００３１】
第３レンズ群Ｌ３の正レンズの中で最も物体側に位置する正レンズの焦点距離をｆ３ｆｐとする。第３レンズ群Ｌ３の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＤ３、第４レンズ群Ｌ４の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＤ４とする。第３ａ群Ｌ３ａの焦点距離をｆ３ａとする。第３ｂ群Ｌ３ｂを構成する各レンズの材料の比重をｓ３ｂとする。第３ａ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｐａｖとする。第３ａ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数の平均値をν３ａｎａｖとする。
【００３２】
第３ｂ群の正レンズの材料のアッベ数をν３ｂｐ、第３ｂ群の負レンズの材料のアッベ数をν３ｂｎとする。広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端における入射瞳位置（第１レンズ面からの距離）をＴ１ｗとする。中間のズーム位置における全系の焦点距離をｆｍ、中間のズーム位置における入射瞳位置をＴ１ｍとする。ここで中間のズーム位置は、第２レンズ群Ｌ２の移動量がｍ２×０．５５からｍ２×０．８の間の任意の位置である。また各実施例のズームレンズを撮像素子を有する撮像装置を用いたとき、撮像素子の使用範囲の対角長を２Ｙとする。このとき次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３３】
−５．１＜ｚ×ｍ３／ｍ２＜−１．８                  ・・・（３）
１．５＜ｆ３ｂ／ｆ３ｆｐ＜２．９                    ・・・（４）
３．０＜Ｄ３／Ｄ４＜１４．０                        ・・・（５）
０．７＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．１                      ・・・（６）
ｓ３ｂ＜４．５                                      ・・・（７）
１．３＜ν３ａｐａｖ／ν３ａｎａｖ＜４．０          ・・・（８）
１．３＜ν３ｂｐ／ν３ｂｎ＜４．０                  ・・・（９）
０．７＜（Ｔ１ｍ／ｆｍ）／（Ｔ１ｗ／ｆｗ）＜１．２  ・・・（１０）
２．１＜ｆ３ｂ／２Ｙ＜７．５                        ・・・（１１）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
【００３４】
条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２の広角端から望遠端までのズーミングに際しての移動量と第３レンズ群Ｌ３の広角端から望遠端までのズーミングに際しての移動量の比を規定した式である。条件式（３）の上限値を超えると、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３の移動によって動く入射瞳の移動量が小さくなり、前玉有効径を小型にしつつ、広画角化を図るのが困難となる。逆に下限値を超えると、ズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の移動量が増加し、第３レンズ群Ｌ３の変倍負担が大きくなる。
【００３５】
しかしながら、第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２に比べて、変倍への寄与が小さい為、移動量が増えた割には高ズーム比化が難しく、逆に全系が大型化してしまう。
【００３６】
条件式（４）は第３レンズ群Ｌ３の中で最も物体側に配置された正レンズＧ３１の焦点距離と第３ｂ群Ｌ３ｂの焦点距離の比を規定した式である。条件式（４）の上限値を超えて、正レンズＧ３１の正の屈折力が強くなると、広角端において球面収差とコマ収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。逆に下限値を超えて、正レンズＧ３１の正の屈折力が弱くなると、第３ｂ群Ｌ３ｂを通過する光束径が太くなり、像振れ補正用の第３ｂ群Ｌ３ｂが大型化すると共に鏡筒やアクチュエーターが大型化してくる。
【００３７】
条件式（５）は第３レンズ群Ｌ３の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離（レンズ群厚）と第４レンズ群Ｌ４の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離（レンズ群厚）の比を規定した式である。条件式（５）の上限値を超えて、第３レンズ群Ｌ３のレンズ群厚が厚くなると、レンズ全長が長くなる。逆に下限値を超えて、第４レンズ群Ｌ４のレンズ群厚が厚くなるとレンズ全長が長くなる、もしくは、第３レンズ群Ｌ３を２つ以上の正レンズと２つ以上の負レンズを有するように構成することが困難となる。
【００３８】
条件式（６）は第３ａ群Ｌ３ａの焦点距離と、第３ｂ群Ｌ３ｂの焦点距離の比を規定した式である。条件式（６）の上限値を超えて、第３ａ群Ｌ３ａの正の屈折力が強くなると、広角端において球面収差とコマ収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。逆に下限値を超えると、第３ｂ群Ｌ３ｂで発生する収差が大きくなり、像振れ補正時の像面湾曲の変動を多く発生するため好ましくない。
【００３９】
条件式（７）は第３ｂ群Ｌ３ｂに用いている各レンズの材料の比重を規定した式である。各実施例では第３ｂ群Ｌ３ｂは正レンズと負レンズよりなり、いずれのレンズも条件式（７）を満足することを規定している。条件式（７）の上限値を超えると、像振れ補正のために第３ｂ群Ｌ３ｂを駆動させる推力を得る為にアクチュエーターが大型化してしまう。
【００４０】
条件式（８）は第３ａ群Ｌ３ａに含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値と第３ａ群Ｌ３ａに含まれる負レンズの材料のアッベ数の平均値の比を規定した式である。条件式（８）の上限値を超えると光学系に用いる光学ガラスが少なく、諸収差を補正する自由度が減るので好ましくない。逆に下限値を超えると、第３ａ群Ｌ３ａより発生した色収差を第３ｂ群Ｌ３ｂで補正することが困難となり、更に像振れ補正時に偏芯による倍率色収差や色のコマ収差が多く発生してくる。
【００４１】
条件式（９）は第３ｂ群Ｌ３ｂの正レンズの材料のアッベ数と第３ｂ群Ｌ３ｂの負レンズの材料のアッベ数の比を規定した式である。条件式（８）の上限値を超えると光学系に用いる光学ガラスが少なく、諸収差を補正する自由度が減るので好ましくない。逆に下限値を超えると、第３ｂ群Ｌ３ｂより発生した色収差を第３ａ群Ｌ３ａで補正することが困難となり、更に像振れ補正時に偏芯による倍率色収差や色のコマ収差が多く発生してくる。
【００４２】
条件式（１０）は、広角端における全系の焦点距離と入射瞳位置の比、中間のズーム位置における全系の焦点距離と入射瞳位置の比の二つの比の比を規定したものである。前玉有効径は広画角を図る程大きくなり易いが、焦点距離に対して入射瞳位置が長いと前玉有効径は更に大きくなる。従って、条件式（１０）の上限値を超えると中間のズーム位置において前玉有効径の決定に支配的になる為に広角端の画角が同じでも前玉有効径が大きくなってしまい、広画角化と全系の小型化が困難となる。
【００４３】
逆に下限値を超えると中間のズーム位置において入射瞳位置を短くする為に第３レンズ群Ｌ３が広角端から中間のズーム位置までに移動する距離が長くなる。この結果、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成の収差変化が増加し、広角端から中間のズーム位置において像面湾曲の変化が増大し、この補正が困難となる。
【００４４】
条件式（１１）は第３ｂ群Ｌ３ｂの焦点距離と撮像素子の使用範囲の対角長の比を規定した式である。条件式（１１）の上限値を超えると、像振れ補正時に光軸に対して垂直方向の成分を持つように動かす量が撮像素子の有効寸法に対して大きくなり、撮像装置が大型化してくる。条件式（１１）の下限値を超えて第３ｂ群Ｌ３ｂの正の屈折力が強くなると像振れ補正時の光学性能、特に像振れ補正前後の像面湾曲の変化が増大し、この補正が困難となる。なお、条件式（１）乃至（１１）の数値範囲は以下の如く特定するのが更に望ましい。
【００４５】
−３．４＜ｆ３／ｆ２＜−２．３                    ・・・（１ａ）
１．１＜ｆ３ｂ／ｆ３＜１．４                      ・・・（２ａ）
−４．９＜ｚ×ｍ３／ｍ２＜−１．９                ・・・（３ａ）
１．７＜ｆ３ｂ／ｆ３ｆｐ＜２．８                  ・・・（４ａ）
３．７＜Ｄ３／Ｄ４＜１２．３                      ・・・（５ａ）
０．７３＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜１．０７                ・・・（６ａ）
ｓ３ｂ＜４．４                                    ・・・（７ａ）
１．５＜ν３ａｐａｖ／ν３ａｎａｖ＜２．７        ・・・（８ａ）
１．４＜ν３ｂｐ／ν３ｂｎ＜２．７                ・・・（９ａ）
０．８＜（Ｔ１ｍ／ｆｍ）／（Ｔ１ｗ／ｆｗ）＜１．１・・・（１０ａ）
２．３＜ｆ３ｂ／２Ｙ＜７．０                      ・・・（１１ａ）
また、本発明は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に開口絞りＳＰを有し、ズーミングに際して、開口絞りは不動であるのが望ましい。
【００４６】
本発明の４群ズームレンズでは、開口絞りＳＰを小さく絞った際にも軸外光線を開口径内に通過させる為に、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間、もしくは第３レンズ群Ｌ３内に開口絞りＳＰを配するのが一般的である。しかしながら、ズーミングに際して開口絞りＳＰを移動させるとアクチュエーターの増加や鏡筒の大型化してくる。そこで本発明では、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に開口絞りＳＰを配置し、ズーミングに際して不動としている。
【００４７】
以下に、実施例１〜５に各々対応する数値実施例１〜５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し、ｒｉは第ｉ番目（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線を基準とした第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。また、数値実施例１〜５では最も像側の２つの面は光学ブロックに相当する平面である。非球面形状は光軸からの高さ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。光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０を各々非球面係数とする。このとき
【００４８】
【数１】
0006433194.tif 000002
【００４９】
なる式で表している。＊は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０-xを意味している。ＢＦは空気演算でのバックフォーカスである。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。半画角は光線追跡で求めた値である。Ｔ１は入射瞳位置である。又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００５０】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         87.623    2.70   1.85478    24.8           
2         50.853   10.70   1.49700    81.5           
3        970.631    0.17                             
4         66.904    5.38   1.83481    42.7           
5        272.955  (可変)                             
6       1524.393    1.36   1.83481    42.7           
7         16.865    6.23                             
8       -175.054    1.01   1.60311    60.6           
9         50.468    3.57                             
10        -35.069    1.21   1.48749    70.2           
11        776.374    1.88                             
12         57.431    2.06   1.95906    17.5           
13       1309.647  (可変)                             
14(絞り)    ∞     (可変)                             
15*        19.977    4.64   1.58313    59.4           
16*       -46.389    4.25                             
17      -3272.901    0.67   1.60342    38.0           
18         18.975    6.94                             
19       1328.858    5.13   1.48749    70.2           
20        -22.780    0.17                             
21        -42.360    0.70   1.58144    40.8           
22         40.245    1.64                             
23         37.811    4.79   1.48749    70.2           
24        -18.687    0.78   1.74400    44.8           
25        -37.779  (可変)                             
26         38.676    6.52   1.49700    81.5           
27        -17.346    1.09   1.51742    52.4           
28        -59.717  (可変)                             
29          ∞       2.78   1.51633    64.1           
30          ∞       1.00                             
像面        ∞   
【００５１】
非球面データ
第15面
K =-3.30425e+000  A 4= 4.34285e-005  A 6=-1.56281e-007  A 8= 9.39308e-010  A10=-1.77648e-012  
第16面
K =-2.97840e+001  A 4=-1.26495e-005  A 6= 9.80886e-008  A 8=-8.57213e-011  
各種データ
ズーム比     4.70 
広角     中間     望遠
焦点距離       9.30    23.36    43.70  
Fナンバー      2.06     2.60     2.65  
半画角（度）  42.4     18.8     10.4
像高           7.14     7.93     7.93  
レンズ全長   156.58   156.58   156.58  
BF            21.12    29.60    37.35  
T1            33.51    80.40   134.59  
d 5            1.15    21.60    35.22  
d13           39.12    18.68     5.05  
d14           17.44     4.21     3.09  
d25            4.14     8.89     2.27  
d28           18.29    26.77    34.51  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      86.61  
2    6     -15.81  
3   14       ∞    
4   15      42.91  
5   26      50.39  
6   29       ∞    
【００５２】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         58.427    1.75   1.85478    24.8           
2         31.430    7.31   1.49700    81.5           
3        411.755    0.17                             
4         32.292    5.38   1.80400    46.6           
5        149.281  (可変)                             
6        413.905    0.98   1.83481    42.7           
7         11.808    4.38                             
8       1535.890    0.73   1.63854    55.4           
9         30.494    3.01                             
10        -22.344    0.70   1.48749    70.2           
11        288.871    0.17                             
12         34.927    1.76   1.95906    17.5           
13        518.903  (可変)                             
14(絞り)    ∞     (可変)                             
15*        16.479    5.62   1.62229    53.3           
16*       -50.071    4.07                             
17         83.026    0.60   1.72825    28.5           
18         14.396    0.72                             
19         18.635    2.24   1.49782    67.0           
20         21.104    5.69                             
21         28.087    5.48   1.48749    70.2           
22        -14.695    0.76   1.74000    28.3           
23        -28.690  (可変)                             
24         40.500    3.29   1.49700    81.5           
25        -83.504  (可変)                             
26          ∞       2.78   1.51633    64.1           
27          ∞       1.00                             
像面        ∞   
【００５３】
非球面データ
第15面
K =-2.69230e+000  A 4= 5.45306e-005  A 6=-1.48901e-007  A 8= 1.17373e-009  A10=-6.90052e-013  
第16面
K =-3.32947e+001  A 4=-9.75944e-006  A 6= 1.17407e-007  A 8= 2.14739e-010  
各種データ
ズーム比     4.53 
広角     中間     望遠
焦点距離      10.82    26.92    48.96  
Fナンバー      2.06     2.60     2.62  
半画角（度）  36.9     16.8     9.34 
像高           7.14     7.93     7.93  
レンズ全長   111.18   111.18   111.18  
BF            15.83    25.07    28.04  
T1            26.70    57.13    92.75  
d 5            0.98    11.67    18.80  
d13           19.47     8.78     1.65  
d14           12.48     3.56     3.11  
d23            7.60     7.27     4.75  
d25           13.00    22.24    25.21  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      46.37  
2    6     -11.04  
3   14       ∞    
4   15      28.69  
5   24      55.36  
6   26       ∞    
【００５４】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         54.772    1.79   1.85478    24.8           
2         30.857    7.43   1.49700    81.5           
3        226.066    0.17                             
4         32.737    5.61   1.80400    46.6           
5        150.152  (可変)                             
6        299.071    1.02   1.83481    42.7           
7         12.332    4.56                             
8      -1004.015    0.76   1.67790    50.7           
9         32.378    3.03                             
10        -23.635    1.81   1.48749    70.2           
11        485.846    0.17                             
12         39.503    2.03   1.95906    17.5           
13       1587.304  (可変)                             
14(絞り)    ∞     (可変)                             
15*        16.911    5.50   1.61272    58.7           
16*       -55.232    5.53                             
17         37.723    0.60   1.80809    22.8           
18         14.941    8.71                             
19         24.258    4.63   1.49782    67.0           
20        -21.730    0.93                             
21        -18.520    0.73   1.78472    25.7           
22        -31.451  (可変)                             
23         45.599    2.27   1.49700    81.5           
24       -219.269  (可変)                             
25          ∞       2.78   1.51633    64.1           
26          ∞       1.00                             
像面        ∞   
【００５５】
非球面データ
第15面
K =-2.96251e+000  A 4= 5.61609e-005  A 6=-1.48370e-007  A 8= 1.11808e-009  A10=-1.64773e-014  
第16面
K =-3.98851e+001  A 4=-7.23135e-006  A 6= 1.29213e-007  A 8= 2.28035e-010  
各種データ
ズーム比     4.64 
広角     中間     望遠
焦点距離      10.82    27.08    50.14  
Fナンバー      2.06     2.65     2.73  
半画角（度）  36.9     16.8     9.16  
像高           7.14     7.93     7.93  
レンズ全長   111.46   111.46   111.46  
BF            14.07    20.80    24.23  
T1            27.99    60.07    98.67
d 5            0.97    11.85    19.11  
d13           19.99     9.10     1.85  
d14           13.42     4.44     3.11  
d22            5.73     7.98     5.88  
d24           11.24    17.97    21.40  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      47.61  
2    6     -11.61  
3   14       ∞    
4   15      27.72  
5   23      76.17  
6   25       ∞    
【００５６】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         44.098    1.32   1.85478    24.8           
2         23.185    6.42   1.59522    67.7           
3       -638.516    0.17                             
4         21.426    3.63   1.71300    53.9           
5         73.924  (可変)                             
6        320.985    0.60   1.83481    42.7           
7          6.849    2.76                             
8        185.189    0.60   1.79952    42.2           
9         19.814    1.50                             
10        -17.064    0.60   1.45600    90.3           
11         22.499    0.17                             
12         15.242    1.43   1.95906    17.5           
13         60.639  (可変)                             
14(絞り)    ∞     (可変)                             
15*         7.834    3.55   1.75501    51.2           
16*       -30.168    0.72                             
17        143.347    0.71   1.80100    35.0           
18          6.125    1.41                             
19          8.922    3.37   1.43875    94.9           
20         -9.262    0.32                             
21        -11.770    0.60   1.57956    53.9           
22         13.937    2.04                             
23         13.058    3.37   1.48656    84.5           
24         -7.349    0.60   1.72000    42.0           
25        -14.520  (可変)                             
26         13.246    3.35   1.49700    81.5           
27         -9.288    0.60   1.48749    70.2           
28       1687.678  (可変)                             
29          ∞       1.06   1.51633    64.1           
30          ∞       1.00                             
像面        ∞   
【００５７】
非球面データ
第15面
K =-1.13742e+000  A 4= 1.74386e-004  A 6= 1.28080e-006  A 8= 1.63173e-016  
第16面
K =-8.11629e+000  A 4= 2.19279e-004  A 6=-1.57913e-006  
各種データ
ズーム比     9.68 
広角     中間     望遠
焦点距離       4.12    13.64    39.89  
Fナンバー      1.65     2.13     2.32  
半画角（度）  35.1     12.0     4.16 
像高           2.73     2.90     2.90  
レンズ全長    74.82    74.82    74.82  
BF             5.22     7.37     7.10  
T1            19.63    54.73   122.55
d 5            0.98    10.07    16.14  
d13           16.93     7.83     1.77  
d14           10.40     4.35     3.09  
d25            1.46     5.36     6.90  
d28            3.52     5.67     5.40  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      30.73  
2    6      -6.04  
3   14       ∞    
4   15      16.36  
5   26      26.18  
6   29       ∞    
【００５８】
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1        154.380    1.76   1.80610    33.3           
2         48.911    6.68   1.43700    95.1           
3       -191.883    0.17                             
4         65.434    3.13   1.49700    81.5           
5        393.082    0.17                             
6         35.355    4.36   1.59522    67.7           
7        136.223  (可変)                             
8        118.188    0.79   1.88300    40.8           
9          8.067    3.39                             
10        466.002    0.60   2.00069    25.5           
11         53.941    1.32                             
12        -22.700    0.75   1.91082    35.3           
13         54.499    0.19                             
14         24.698    2.16   2.10205    16.8           
15        -98.944  (可変)                             
16(絞り)    ∞     (可変)                             
17*        11.851    3.54   1.75501    51.2           
18*       -75.163    1.61                             
19        408.966    0.75   1.74950    35.3           
20         10.310    0.39                             
21         13.233    3.63   1.43387    95.1           
22        -13.688    0.17                             
23        -19.138    0.60   1.61272    58.7           
24         16.034    2.06                             
25         33.988    2.50   1.49700    81.5           
26        -11.947    0.60   1.69680    55.5           
27        -23.512  (可変)                             
28         16.243    2.97   1.59522    67.7           
29        -16.217    0.60   1.90366    31.3           
30        -36.089  (可変)                             
31          ∞       2.01   1.51633    64.1           
32          ∞       1.00                             
像面        ∞   
【００５９】
非球面データ
第17面
K =-1.04299e+000  A 4= 4.53942e-005  A 6= 1.60642e-007  A 8= 2.20262e-011  
第18面
K =-6.19472e+001  A 4= 4.00026e-005  A 6=-5.05699e-008  
各種データ
ズーム比    29.70 
広角     中間     望遠
焦点距離       3.94    25.79   117.14  
Fナンバー      1.85     2.67     3.30  
半画角（度）  36.9     6.09     1.34   
像高           2.75     2.75     2.75  
レンズ全長   109.35   109.35   109.35  
BF            11.36    17.58     9.24  
T1            22.95   158.31   438.51
d 7            0.71    28.85    38.22  
d15           39.18    11.04     1.66  
d16            8.86     5.15     3.09  
d27            4.33     1.82    12.23  
d30            9.03    15.26     6.91  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      52.67  
2    8      -8.39  
3   16       ∞    
4   17      27.37  
5   28      23.75  
6   31       ∞    
【００６０】
前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。表１における条件式（７）の上段は第３ｂ群の物体側のレンズの比重、下段は第３ｂ群の像側のレンズの比重である。また、表１における条件式（１１）の上段は広角端における値を示し、表１における条件式（１１）の下段は中間のズーム位置及び望遠端における値を示している。
【００６１】
【表１】
0006433194.tif 000003
【００６２】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラの実施例を図１１を用いて説明する。図１１において、１０はビデオカメラ本体、１１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２は撮影光学系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センサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
【００６３】
１３は撮像素子１２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記憶するメモリ、１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。このように本発明のズームレンズをビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。尚、本発明のズームレンズはデジタルスチルカメラにも同様に適用することができる。尚、本発明の撮像装置において、撮像素子にＣＣＤ等の電子撮像素子を用いれば、電子的に収差補正をする事で出力画像を更に高画質化する事ができる。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
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      ＳＰ  開口絞り
【図１】
0006433194.tif 000004
【図２】
0006433194.tif 000005
【図３】
0006433194.tif 000006
【図４】
0006433194.tif 000007
【図５】
0006433194.tif 000008
【図６】
0006433194.tif 000009
【図７】
0006433194.tif 000010
【図８】
0006433194.tif 000011
【図９】
0006433194.tif 000012
【図１０】
0006433194.tif 000013
【図１１】
0006433194.tif 000014