(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正又は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とからなり、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔、及び前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との空気間隔を変化させることによって変倍するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズを含む第１の負レンズ成分Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負レンズを含む第２の負レンズ成分Ｌ２２と、正レンズＬ２ｐと負レンズＬ２ｎとの接合よりなり物体側に凸面を向けた接合正レンズＬ２ｐｎを含む正レンズ成分Ｌ２３と、物体側に凹面を向けた負レンズを含む第３の負レンズ成分Ｌ２４とからなり、
前記第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ成分Ｌ４１と少なくとも１面の非球面を備えるレンズＬａｓｐを含む負レンズ成分Ｌ４２とからなり、
前記第４レンズ群Ｇ４の前記負レンズ成分Ｌ４２中の前記非球面は、
光軸から垂直方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離をＳ（ｙ）、
近軸曲率半径をＲ、
円錐係数をκ、
ｎ次の非球面係数をＣｎとそれぞれしたとき、
［数１］
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ2／Ｒ2）1/2〕＋Ｃ3・｜ｙ｜3＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ5・｜ｙ｜5＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ7・｜ｙ｜7＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12＋Ｃ14・ｙ14
の非球面式で表され、
前記非球面の３次の非球面係数をＣ３ｂとしたとき、
（１）  １×１０−７≦｜Ｃ３ｂ｜≦１×１０−３ （単位：ｍｍ−２）
の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群Ｇ２の前記第１の負レンズ成分Ｌ２１は少なくとも１面の非球面を有し、前記非球面式で表される該非球面の３次の非球面係数をＣ３ａとしたとき、
（２）  １×１０−６≦｜Ｃ３ａ｜≦１×１０−２ （単位：ｍｍ−２）
の条件を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第２レンズ群Ｇ２の前記第１の負レンズ成分Ｌ２１の前記非球面の円錐係数をκとしたとき、
（３）    １．０  ＜  κ  ＜  ∞
の条件を満足することを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第４レンズ群Ｇ４の前記負レンズ成分Ｌ４２は、少なくとも１つの負レンズＬ４ｎと正レンズＬ４ｐとの接合よりなる接合負レンズＬ４ｎｐを含み、
前記接合負レンズＬ４ｎｐ中の前記負レンズＬ４ｎのｄ線に対する屈折率をＮ４ｎ、
前記接合負レンズＬ４ｎｐ中の前記正レンズＬ４ｐのｄ線に対する屈折率をＮ４ｐとそれぞれしたとき、
（４）  ０．１≦Ｎ４ｎ−Ｎ４ｐ≦０．３
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第４レンズ群Ｇ４の前記負レンズ成分Ｌ４２は、少なくとも１つの負レンズＬ４ｎと正レンズＬ４ｐとの接合よりなる接合負レンズＬ４ｎｐを含み、
前記第４レンズ群Ｇ４中の前記接合負レンズＬ４ｎｐの焦点距離をｆ４ｎｐ、
前記接合負レンズＬ４ｎｐ中の前記負レンズＬ４ｎの焦点距離をｆ４ｎ、
前記第４レンズ群Ｇ４中の前記非球面を備えるレンズＬａｓｐの近軸焦点距離をｆ４ａｓｐとそれぞれしたとき、
（５）  ｜ｆ４ａｓｐ｜＜｜ｆ４ｎｐ｜
（６）  ｜ｆ４ｎ｜＜｜ｆ４ａｓｐ｜
の条件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２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２、
広角端状態におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとそれぞれしたとき、
（７）    ０．３５≦｜ｆ２｜／ｆｗ≦０．６
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第２レンズ群Ｇ２中の前記接合正レンズＬ２ｐｎの焦点距離をｆ２ｐｎ、
前記第２レンズ群Ｇ２中の前記接合正レンズＬ２ｐｎ中の前記負レンズＬ２ｎの焦点距離をｆ２ｎ
前記第２レンズ群Ｇ２中の前記第３の負レンズ成分Ｌ２４の焦点距離をｆ２４とそれぞれしたとき、
（８）  ｜ｆ２ｎ｜＜｜ｆ２４｜
（９）  ｜ｆ２ｐｎ｜＜｜ｆ２４｜
の条件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２レンズ群Ｇ２を物体方向に移動させて無限遠物点から近距離物点への合焦を行なう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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大画角、大口径を有するズームレンズ、特に大口径・高倍率ズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、正・負群からはじまる所謂標準ズームレンズは、多数提案されており、高倍率で大画角を有するズームレンズは、本発明と同一の出願人が提案した特開平８−９４９３３号公報に開示されたレンズ等がある。また、大口径を有する高倍率ズームレンズも幾つか提案されており、例えば、本発明と同一の出願人が提案した特開平１０−１９７７９４号公報に開示されたレンズがある。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−９４９３３号公報に開示された高倍率ズームレンズは口径がＦ３．５〜５．６と比較的暗い光学系である。また、特開平１０−１９７７９４号公報に開示されている大口径ズームレンズは、口径はＦ２．８〜Ｆ３．５と明るいが広角端状態の画角が７６°程度であり、さらなる大画角化が望まれている。また、レンズ全系の大きさが巨大であるので、常用ズームレンズとしては更なる小型化が望まれている。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、大画角を有し、変倍比が３倍を越え、広角側のＦナンバーがＦ２．８程度の大口径を有する高性能なズームレンズを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正又は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とからなり、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔、及び前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との空気間隔を変化させることによって変倍するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズを含む第１の負レンズ成分Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負レンズを含む第２の負レンズ成分Ｌ２２と、正レンズＬ２ｐと負レンズＬ２ｎとの接合よりなり物体側に凸面を向けた接合正レンズＬ２ｐｎを含む正レンズ成分Ｌ２３と、物体側に凹面を向けた負レンズを含む第３の負レンズ成分Ｌ２４とからなり、前記第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正の屈折力を有する正レンズ成分Ｌ４１と少なくとも１面の非球面を備えるレンズＬａｓｐを含む負レンズ成分Ｌ４２とからなる。
【０００６】
そして、負レンズ成分Ｌ４２中の非球面は光軸から垂直方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離をＳ（ｙ）、近軸曲率半径をＲ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＣｎとそれぞれするとき、以下の非球面式で与えられる。
【０００７】
【数２】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ2／Ｒ2）1/2〕＋Ｃ3・｜ｙ｜3＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ5・｜ｙ｜5＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ7・｜ｙ｜7＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12＋Ｃ14・ｙ14
【０００８】
また、前記非球面を備えるレンズＬaspの前記非球面式で表される３次の非球面係数をＣ３ｂとしたとき、
（１）    １×１０-7≦｜Ｃ３ｂ｜≦１×１０-3 （単位：ｍｍ−２）
の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を用いて説明する。まず、本発明にかかるズームレンズの基本的な構造を説明する。いわゆる正先行型の多群ズームレンズの場合、第２レンズ群Ｇ２全体の屈折力を如何に強く使用できるかが小型化、高変倍率化、大画角化のポイントになる。しかしながら従来では、特に広角端状態をより大画角化し、大口径化することは第２レンズ群Ｇ２全体の屈折力を強くする方向と相反し、第２レンズ群Ｇ２全体の屈折力を弱く使用する事によって各収差を良好に補正していた。このため、レンズ全系が大型化せざるを得なかった。また、正負正正型の４群構成ズームレンズの場合、大口径化の実現は、第４レンズ群の構成及び収差補正方法が重要な要素になっている。したがって、従来技術においては比較的緩い屈折力配置を用いたり、構成枚数を増加することで大口径化に対応している。しかしながらこの方法によると第２レンズ群と第４レンズ群とが共に大型化する方向にある。このため、小型の標準ズームレンズを実現する上では好ましい方向ではない。
【００１０】
そこで、本発明では第２レンズ群Ｇ２の屈折力を比較的強く、かつ要求されるスペックに比較して小型で用い、さらに、第４レンズ群Ｇ４も少ないレンズ構成枚数と、非球面の新しい使用方法により大口径化、高倍率化、及び大画角化を同時に達成している。
【００１１】
まず、第２レンズ群Ｇ２の構成について説明する。基本的には負負正負の４つのレンズ成分により構成され、物体側の２つの負レンズ成分は主に広角側の下方コマ収差、歪曲収差、非点収差等の補正を行い、像側の正・負レンズ成分は明るさを確保するための球面収差及びコマ収差の補正を行う構成である。さらに、中間の正レンズ成分を正・負の接合レンズによって構成することで、さらに大口径化に有利な構成としている。特に、中間の正レンズ成分は物体側に凸面を向けた凸レンズと凹レンズとの接合正レンズで構成することで、特に、広角側の球面収差とコマ収差を良好に補正し、ペッツバール和を適切な値に設定できるように助け、さらに、非点収差、像面湾曲の良好な補正に寄与している。また、接合正レンズとその像側直後に配置された物体側に凹面を向けた負レンズ成分との間に凸形状の空気レンズが形成されている。この空気レンズは球面収差の補正を助け、さらに該像側の負レンズ成分のベンディングと屈折力の大小によって、第２レンズ群前後の適切なデットスペース（つなぎ間隔）の設定に寄与している。
【００１２】
また、第４レンズ群を基本的に正負のレンズ成分の構成とすることで、物体側の群とのデットスペース（つなぎ間隔）を適切に保ち、かつ適切なバックフォーカスを確保することができる。本発明では、大口径化にともない、像側の負レンズ成分に３次の非球面係数を用いた非球面と強い屈折力を有する負レンズと正レンズとによる接合負レンズの収差補正効果を利用している。
【００１３】
次に、非球面、特に奇数次項の非球面係数と収差補正の関係を説明する。一般に非球面は光学系が回転対称なので、偶数次項の級数の和で表現されている。しかしながら本発明ではこの級数に奇数次項を導入し、収差補正をより有効に行っている。非球面をメリジオナル面内で考えると、奇数次項を有する面は、像高Ｙの符号によってサグ量Ｘの値が異なるので対称性が成立しないように考えられる。しかし、光軸をＸ軸とする直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をρ＝（Ｙ2＋Ｚ2）1/2で考えれば符号が一致するので対称性が成立する。
【００１４】
３次収差は、球面系においても、偶数次項の非球面係数を有する非球面においても、屈折面が次式（Ａ）、
（Ａ）    Ｘ＝Ｃ2ρ2＋Ｃ4ρ4＋Ｃ6ρ6＋…
で示すようにρの偶数次項であるために発生するので、屈折面が奇数次項を含むということは、従来存在しない２次収差、４次収差等の偶数次の収差が発生する事になる。また、単一曲面でかつ非球面の場合を想定すると、球面収差はまさに非球面係数に対応している。従って、奇数次項の非球面係数を導入することで、球面系、さらには偶数次項のみの非球面では達成できない収差補正効果が得られる。
【００１５】
さらに、一般的にＸは次式（Ｂ）のように表すことも出来る。
（Ｂ）    Ｘ＝ρ2・１／２r＋Ｃ4ρ4＋Ｃ6ρ6＋…
式（Ｂ）に３次項Ｃ3と５次項Ｃ5と加えることで次式（Ｃ）が得られる。
（Ｃ）    Ｘ＝ρ2・１／２r＋Ｃ3ρ3＋Ｃ4ρ4＋Ｃ5ρ5＋Ｃ6ρ6＋…
例えば、２次の球面収差を導出すると、次式（Ｄ）のようになる。
0004374652.tif 000002
【００１６】
ここで、ｎは屈折率、ｕは光軸とのなす角度、Ｃ3iは各面における３次項の非球面係数、ｈは入射高、Ｒは入射瞳半径をそれぞれ表している。３次の球面収差が入射高の４乗、瞳半径の３乗にそれぞれ比例するのに対し、２次の球面収差は入射高の３乗、瞳半径の２乗にそれぞれ比例している。したがって、非球面係数の３次項を導入することにより、従来は補正することが困難であった低次の収差を補正できるので、更なるスペックの向上と高性能化を達成することができる。以上、球面収差について説明したが、歪曲収差やコマ収差等の他の収差についても同様に補正することが出来る。
【００１７】
特に、本発明のように大口径ズームレンズの第４レンズ群Ｇ４中に上記非球面を用いると、例えば口径を大きくすることによって生じる入射高の比較的低い部分の負の球面収差を補正し、最小錯乱円を小さくする事ができる。したがってレンズ構成枚数の極端な増加や、大型化を招かずに良好な収差補正を行うことが出来る。また、本発明では望遠側の軸上平行光線（軸上無限遠物点から射出された最も開口数の大きい光線）に対して偏角αが大きいレンズ面に上記非球面を導入すると、その効果が大きいため、第４レンズ群Ｇ４中の負レンズ成分Ｌ４２に導入する事が望ましく、さらに好ましくは正レンズ成分Ｌ４１の直後の負レンズの物体側の面を上記非球面で形成する事が望ましい。
【００１８】
条件式（１）は第４レンズ群Ｇ４中の非球面レンズＬaspに導入された非球面における本発明で指定した非球面式で表現された３次項の非球面係数の適切な範囲を規定している。条件式（１）は特に望遠側の球面収差、像面湾曲及びコマ収差の補正を良好に行なうために必要な条件である。条件式（１）の上限値を上回る場合、非球面係数の３次項の絶対値が非常に大きくなることを意味し、本実施例の場合を例にとれば、特に２次の球面収差の影響で入射高の比較的低い部分の球面収差が正の方向に大きく変位し、結果的に球面収差の傾き（微分値）が大きくなり、所謂うねりが顕著になり光学性能が低下してしまうので好ましくない。また、像面湾曲にも同様の傾向が発生し、所謂うねりが顕著になり性能が低下してしまうので好ましくない。さらには、上述のようにコマ収差等の諸収差も補正過多となり、逆に収差が悪化してしまう。なお、条件式（１）の上限値を５×１０-4以下に設定するとより良い収差補正を行うことができる。さらに好ましくは、条件式（１）の上限値を１×１０-4以下に設定すると本発明の効果を最大限に発揮できるので好ましい。
【００１９】
逆に、条件式（１）の下限値を下回る場合、上述のような各収差の補正効果が薄れ、本発明の効果が十分に生かせなくなってしまう。なお、条件式（１）の下限値を５×１０-6以上に設定するとより良い収差補正を行うことが出来る。さらに好ましくは、条件式（１）の下限値を１×１０-6以上に設定するとより本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。
【００２０】
また、本発明では、第２レンズ群Ｇ２の第１の負レンズ成分Ｌ２１は少なくとも１面の、前記非球面式で表される非球面を有し、該非球面の３次の非球面係数をＣ３ａとしたとき、
（２）    １×１０-6≦｜Ｃ３ａ｜≦１×１０-2 （単位：ｍｍ−２）
の条件を満足することが望ましい。
【００２１】
条件式（２）は第２レンズ群Ｇ２中の負レンズ成分Ｌ２１中に導入された非球面における本発明で指定された非球面式で表現された３次項の非球面係数の適切な範囲を規定している。特に望遠側の球面収差と像面湾曲の補正、及び広角側のコマ収差、像面湾曲、歪曲収差の補正を良好に行なうために必要な条件である。上述のように、球面収差を例にとって説明すると、２次の球面収差は入射高の３乗に比例し、瞳半径の２乗に比例する。したがって、従来補正することが困難であった低次の収差を非球係数の３次項を導入することにより補正できるので、さらなるスペックの向上と高性能化が達成できる。以上、球面収差について説明したが、前記のとおり、歪曲収差やコマ収差等の他の収差についても同様に補正することが出来る。
【００２２】
特に、本発明のように広角端状態の画角の大きい大口径ズームレンズの場合、負の第２レンズ群Ｇ２中の負レンズ成分Ｌ２１に上記３次の非球面係数を有する非球面を導入すると、負の歪曲収差および像面湾曲の低次部分の補正能力が高くなるので、３次項の導入により格段に光学性能が向上する。また、球面収差も同様に、低次の収差がより補正できるため、例えば口径を大きくすることによって生じる入射高の比較的低い部分の負の収差を補正し、最小錯乱円を小さくする事ができる。このことは、特に望遠側で効果的であり、大口径化を達成できる。
【００２３】
したがって、条件式（２）の上限値を上回る場合、非球面係数の３次項の絶対値が非常に大きくなることを意味する。本実施例の場合を例にとれば、特に２次の球面収差の影響で入射高の比較的低い部分の球面収差が正の方向に大きく変位し、結果的に球面収差の傾き（微分値）が大きくなるので、所謂うねりが顕著になり性能が低下し好ましくない。特に低次の歪曲収差が正に変位するため、像高の変化に対する歪曲収差の部分的な微係数が急増し好ましくない。また、像面湾曲についても同様に低次の収差領域が正に著しく変位するため好ましくない。さらに、下方コマ収差も悪化してしまい好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を５×１０-3以下に設定するとより良い収差補正をこなうことができる。さらに好ましくは、条件式（２）の上限値を１×１０-3以下に設定すると本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。
【００２４】
逆に、条件式（２）の下限値を下回る場合、前記のような各収差の補正効果が薄れ、本発明の効果が十分に生かせない。なお、条件式（２）の下限値を５×１０-5以上に設定するとより良い収差補正行うことができる。さらに好ましくは、条件式（２）の下限値を１×１０-5以上に設定するとより本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。
【００２５】
また、本発明では、第２レンズ群Ｇ２の第１の負レンズ成分Ｌ２１の前記非球面の円錐係数をκとしたとき、
（３）    １．０  ＜  κ  ＜  ∞
の条件を満足することが望ましい。
【００２６】
条件式（３）は負レンズ成分Ｌ２１に導入した非球面のκ（円錐係数）の適切な範囲を規定している。条件式（３）を満足することで、上記非球面式で定義される非球面において、３次項の最適値に加えて、κの項も最適化することで更に良好な収差補正が達成できる。本発明の場合、球面以外の２次曲面をベースにした非球面となるように円錐係数κを選択することで、諸収差、得に球面収差、像面湾曲及びコマ収差の補正を良好に行うことが出来る。さらに本発明のような大画角を有するズームレンズの場合、広角端状態の開放Ｆナンバーが極めて大口径化されている。このため、通常第２レンズ群は、広角端状態においては主に軸外収差の補正をするのに対して、本発明においては球面収差や低次のコマ収差の補正も十分に行う必要がある。κが条件式（３）を満足することで、これらの収差補正を効果的に両立させることができる。
【００２７】
条件式（３）の円錐係数κが上限値に近くなると、光軸近傍の曲率が弱く周辺部で曲率が強い楕円形状を有する非球面になる。さらに、上限の∞（無限大）になると光軸近傍は平面になり周辺の非球面部分との形状差が著しく大きくなる。この場合各収差補正が過剰になり、逆に広角側の歪曲収差、コマ収差の補正に悪影響を及ぼしてしまうので好ましくない。
【００２８】
なお、条件式（３）の上限値を１×１０4以下に設定すると良好な収差補正がより可能になる。さらに好ましくは、条件式（３）の上限値を１×１０3以下に設定すると本発明の効果を最大限に発揮できるので望ましい。逆に、条件式（３）の下限値を下回る場合、非球面の円錐係数κが小さくなり、近軸近傍の曲面が双曲面から放物面になる。この場合、後述する本発明の各実施例のように物体側の面に非球面を導入すると、主に球面収差等の大口径化に必要な収差補正が悪化するので好ましくない。
【００２９】
また、本発明では、前記第４レンズ群の前記負レンズ成分Ｌ４２は、少なくとも１つの負レンズＬ４ｎと正レンズＬ４ｐとの接合よりなる接合負レンズを含み、前記接合負レンズ中の前記負レンズＬ４ｎのｄ線に対する屈折率をＮ４ｎ、前記正レンズＬ４ｐのｄ線に対する屈折率をＮ４ｐとそれぞれしたとき、
（４）  ０．１≦Ｎ４ｎ−Ｎ４ｐ≦０．３
の条件を満足することが望ましい。
【００３０】
条件式（４）は、第４レンズ群Ｇ４中の接合負レンズＬ４ｎｐを構成する負レンズＬ４ｎと正レンズＬ４ｐとの適切な屈折率差を規定している。本発明では第４レンズ群Ｇ４の構成が、良好な収差補正の重要な要因になっている。まず、基本的には比較的パワーの強い正レンズ成分で光線、特に軸上物点から射出した最も開口数の大きい光線（所謂Ｆナンバーを決定する光線）を強く屈折させ、続いてその像側直後に配置された比較的強い負レンズ成分で発散させる屈折力配置により、軸上収差のみならず、上方コマ収差、像面湾曲の補正を行っている。このとき、像側の負レンズ成分の収差補正能力を高める事が良好な収差補正の条件になる。このため、本発明においては、前記した３次項の非球面係数を有する非球面を導入し、さらには条件式（４）を満足する屈折率差を有するレンズからなる接合負レンズを設ける事により、良好な収差補正を実現している。換言すると、条件式（４）は、少ないレンズ構成枚数で、小型で大口径化されたマスターレンズ群の良好な収差補正を実現するための条件といことができる。
【００３１】
条件式（４）の上限値を上回る場合、負レンズＬ４ｎと正レンズＬ４ｐとの屈折率差が増加し、設計上の問題は生じないが、実際は正レンズＬ４ｐの屈折率が著しく小さくなり、各曲率が強くなるためにレンズ端面確保のために厚肉化し、バックフオーカスの確保が困難になるばかりか、大型化してしまうので好ましくない。逆に、条件式（４）の下限値を下回る場合、屈折率差が少なくなるために非点収差、像面湾曲が悪化し、さらには球面収差の補正バランスが崩れ好ましくない。
【００３２】
また、本発明は、第４レンズ群Ｇ４中の接合負レンズＬ４ｎｐの焦点距離をｆ４ｎｐ、接合負レンズＬ４ｎｐ中の負レンズＬ４ｎの焦点距離をｆ４ｎ、第４レンズ群Ｇ４中の前記非球面を備えるレンズＬａｓｐの近軸焦点距離をｆ４ａｓｐとそれぞれしたとき、
（５）  ｜ｆ４ａｓｐ｜＜｜ｆ４ｎｐ｜
（６）  ｜ｆ４ｎ｜＜｜ｆ４ａｓｐ｜
の条件を満足することが望ましい。
【００３３】
条件式（５）、（６）は、第４レンズ群Ｇ４中の接合負レンズＬ４ｎｐ、接合負レンズ中の負レンズＬ４ｎ、負非球面レンズＬ４ａｓｐの各焦点距離のバランス、すなわち屈折力の適切なバランスを規定している。
【００３４】
条件式（５）は、接合負レンズＬ４ｎｐ全体の屈折力が負非球面レンズＬ４ａｓｐよりも弱いことを意味する。また、条件式（６）は、接合負レンズＬ４ｎｐ中の負レンズＬ４ｎの屈折力が負非球面レンズＬ４ａｓｐよりも強いことを意味する。これらの条件を満足しないと、本発明の第４レンズ群Ｇ４のように構成枚数が少なく、小型で大口径化されたマスターレンズ群を実現する場合、球面収差、非点収差、像面湾曲の補正が困難になり好ましくない。
【００３５】
また、本発明は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２、広角端状態におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとそれぞれしたとき、
（７）    ０．３５≦｜ｆ２｜／ｆｗ≦０．６
の条件を満足することが望ましい。
【００３６】
条件式（７）は、第２レンズ群Ｇ２の屈折力の適切な範囲を規定している。上述した通り、第２レンズ群Ｇ２は、最小限度のレンズ構成枚数で大画角化と大口径化に有利な構成になっており、小型化と小径化の特徴を備えている。さらに、条件式（７）を満足することによって、小型化、小径化が促進されるので、コンパクトで、高性能な大口径ズームレンズが実現できる。
【００３７】
条件式（７）の上限値を上回る場合、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱まるため、第２レンズ群Ｇ２は大型化し、さらには変倍に対する移動量が増し、同一のスペックのレンズとしては著しく大型化し好ましくない。また、フィルター径の増大につながり好ましくない。逆に、条件式（７）の下限値を下回る場合、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強まるため、良好な収差補正が著しく困難となる。特に広角側の軸外収差が悪化し、歪曲収差、下方コマ収差、非点収差の補正が困難になるので好ましくない。
【００３８】
また、本発明は、第２レンズ群Ｇ２中の接合正レンズＬ２ｐｎの焦点距離をｆ２ｐｎ、第２レンズ群Ｇ２中の前記接合正レンズＬ２ｐｎ中の前記負レンズＬ２ｎの焦点距離をｆ２ｎ、第２レンズ群Ｇ２中の第３の負レンズ成分Ｌ２４の焦点距離をｆ２４とそれぞれしたとき、
（８）  ｜ｆ２ｎ｜＜｜ｆ２４｜
（９）  ｜ｆ２ｐｎ｜＜｜ｆ２４｜
の条件を満足することが望ましい。
【００３９】
条件式（８）は、前記、第２レンズ群Ｇ２中の接合正レンズＬ２ｐｎ中の負レンズＬ２ｎの屈折力が第３の負レンズ成分Ｌ２４よりも強いことを規定している。条件式（９）は、接合正レンズＬ２ｐｎ全体の屈折力が第３の負レンズ成分Ｌ２４よりも強いことを規定している。これらの条件を満足しない場合、本発明の第２レンズ群Ｇ２のように少ないレンズ構成枚数で、小型で大口径化されたズームレンズを実現する場合、特に球面収差、広角側の非点収差、像面湾曲の補正が困難になり好ましくない。
【００４０】
また、本発明において、無限遠物点から近距離物点への合焦に際し、いわゆる内焦方式の良好な解を見出した。後述する実施例のように、広角端状態を除いて撮影倍率１／２倍までの合焦を実現している。特に、有効Ｆナンバーが無限遠物点合焦時のＦナンバーとほぼ同値に出来るという利点が有り、大口径ズームレンズのマクロ方式としても効果的である。なお、本発明の各実施例では、無限遠物点から近距離物点への合焦に際し、第２レンズ群Ｇ２を物体方向に移動させている。しかし、これに限られず、第３レンズ群Ｇ３を像面方向に移動することにより合焦すること、又は両者を組み合わせて第２レンズ群Ｇ２を物体方向に移動すると同時に第３レンズ群Ｇ３を像面方向に第２レンズ群Ｇ２とは異なる移動比で移動して合焦することにより、球面収差、コマ収差、非点収差の近距離変動を最小にすることができる。
【００４１】
【実施例】
以下に、本発明の数値実施例を説明する。図１（ａ）〜（ｃ）、図１１（ａ）〜（ｃ）、および図１２（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ第１実施例、第２実施例、第３実施例にかかるズームレンズのレンズ構成と移動軌跡を示している。図１、図１１、図１２の（ａ）は広角端状態、図１、図１１、図１２の（ｂ）は中間焦点距離状態、図１、図１１、図１２の（ｃ）は望遠端状態のレンズ構成をそれぞれ示している。各実施例において、ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正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との４群構成からなる。
【００４２】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとの接合による接合正レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２とからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凹面を向け物体側に非球面を備える、樹脂材料とガラス材料とのハイブリットからなる複合型の負非球面レンズを含む負レンズ成分Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負レンズを含む負レンズ成分Ｌ２２と、正レンズＬ２ｐと負レンズＬ２ｎとの接合からなり、物体側に凸面を向けた接合正レンズＬ２ｐｎを含む正レンズ成分Ｌ２３と、物体側に凹面を向けた負レンズを含む負レンズ成分Ｌ２４とからなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＳと、物体側から両凸レンズＬ３１と、両凸レンズと両凹レンズとの接合よりなる接合正レンズＬ３２とからなり、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正レンズ成分Ｌ４１と、物体側に凸面を向けた負の非球面レンズＬａｓｐと両凹レンズＬ４ｎと両凸レンズＬ４ｐとの接合よりなる接合負レンズＬ４ｎｐとを含む負レンズ成分Ｌ４２とからなる。
【００４３】
変倍に際しては、広角端状態から望遠端状態に向かって、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が縮小し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が縮小するように各レンズ群が物体方向にそれぞれ移動する。
【００４４】
また、近距離物点への合焦（フォーカシング）は第２レンズ群Ｇ２を物体方向に移動して行ない、広角端状態を除いて撮影倍率−０．５倍まで合焦することができる。さらに、内焦方式による近距離物点合焦時に、Ｆナンバーを決定する光線、即ち軸上物点から射出する最も開口数の大きい光線のケラレが発生しないため、有効Ｆナンバーが変化せず、無限遠物点合焦時とほぼ同じ明るさを有することができる。
【００４５】
（第１実施例）
以下の表１に第１実施例の諸元値を掲げる。レンズデータにおいて、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の光軸上の面間隔、ｎはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、νはアッベ数をそれぞれ表している。また、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ示している。また、非球面は、光軸から垂直方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離をＳ（ｙ）とし、近軸曲率半径をＲ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＣｎとするとき、以下の非球面式で与えられる。
【００４６】
【数３】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ2／Ｒ2）1/2〕＋Ｃ3・｜ｙ｜3＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ5・｜ｙ｜5＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ7・｜ｙ｜7＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12＋Ｃ14・ｙ14
【００４７】
また、諸元表中の非球面には面番号の左側に＊印を付し、非球面のｒ欄には近軸曲率半径を記載する。なお、以下すべての実施例の諸元値及び非球面において本実施例と同様の符号を用いる。
【００４８】
【表１】
0004374652.tif 000003
0004374652.tif 000004
0004374652.tif 000005
ここで、１’POS、２”POS等の符号は１posから３posに相当する焦点距離における近距離合焦時のデータを示している。
0004374652.tif 000006
【００４９】
図２，３，４は、本実施例の無限遠合焦時での広角端状態における諸収差、中間焦点距離状態における諸収差、望遠端状態における諸収差をそれぞれ示す図である。図において、ＦＮＯはＦナンバー、ｄ，ｇは、ｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ），ｇ線（λ＝４３５．８４ｎｍ）の収差曲線をそれぞれ示している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、点線はメリジオナル像面をそれぞれ示している。なお、以下全ての実施例の収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。図から明らかなように、大画角まで十分カバーし、良好に収差補正されていることがわかる。
【００５０】
（第２実施例）
表２に第２実施例の諸元値を掲げる。
【００５１】
【表２】
0004374652.tif 000007
0004374652.tif 000008
0004374652.tif 000009
ここで、１’POS、２”POS等の符号は１posから３posに相当する焦点距離における近距離合焦時のデータを示している。
0004374652.tif 000010
【００５２】
図５，６，７は、本実施例の無限遠合焦時での広角端状態における諸収差、中間焦点距離状態における諸収差、望遠端状態における諸収差をそれぞれ示す図である。図から明らかなように、大画角まで十分カバーし、良好に収差補正されていることがわかる。
【００５３】
（第３実施例）
以下の表３に第３実施例にかかるズームレンズの諸元値を掲げる。
【００５４】
【表３】
0004374652.tif 000011
0004374652.tif 000012
0004374652.tif 000013
ここで、１’POS、２”POS等の符号は１posから３posに相当する焦点距離における近距離合焦時のデータを示している。
0004374652.tif 000014
【００５５】
図８，９，１０は、本実施例の無限遠合焦時での広角端状態における諸収差、中間焦点距離状態における諸収差、望遠端状態における諸収差をそれぞれ示す図である。図から明らかなように、大画角まで十分カバーし、良好に収差補正されていることがわかる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２ω＝８４．７°程度の大画角を有し、かつ、広角側のＦナンバーがＦ２．８程度の大きな口径を有し、３．３倍を越える変倍比を有する小型の大口径・広角ズームレンズを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）〜（ｃ）は、第１実施例に係るズームレンズのレンズ構成及び移動軌跡を示した概略図である。
【図２】  第１実施例の無限遠合焦時での広角端状態における諸収差図である。
【図３】  第１実施例の無限遠合焦時での中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図４】  第１実施例の無限遠合焦時での望遠端状態における諸収差図である。
【図５】  第２実施例の無限遠合焦時での広角端状態における諸収差図である。
【図６】  第２実施例の無限遠合焦時での中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図７】  第２実施例の無限遠合焦時での望遠端状態における諸収差図である。
【図８】  第３実施例の無限遠合焦時での広角端状態における諸収差図である。
【図９】  第３実施例の無限遠合焦時での中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図１０】  第３実施例の無限遠合焦時での望遠端状態における諸収差図である。
【図１１】  （ａ）〜（ｃ）は、第２実施例に係るズームレンズのレンズ構成及び移動軌跡を示した概略図である。
【図１２】  （ａ）〜（ｃ）は、第３実施例に係るズームレンズのレンズ構成及び移動軌跡を示した概略図である。
【符号の説明】
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
Ｌ１１  第１レンズ群内の接合正レンズ 
Ｌ１２  第１レンズ群内の正レンズ 
Ｌ２１  第２レンズ群内の第１の負レンズ成分
Ｌ２２  第２レンズ群内の第２の負レンズ成分
Ｌ２３  第２レンズ群内の正レンズ成分
Ｌ２ｐｎ  第２レンズ群の接合正レンズ 
Ｌ２ｎ  第２レンズ群内の接合正レンズ中の負レンズ 
Ｌ２ｐ  第２レンズ群内の接合正レンズ中の正レンズ 
Ｌ２４  第２レンズ群内の第３の負レンズ成分
Ｌ３１  第３レンズ群内の正レンズ 
Ｌ３２  第３レンズ群内の接合正レンズ 
Ｌ４１  第４レンズ群内の正レンズ成分
Ｌ４２  第４レンズ群内の負レンズ成分
Ｌａｓｐ  第４レンズ群内の負レンズ成分中の非球面レンズ 
Ｌ４ｎｐ  第４レンズ群内の負レンズ成分中の接合負レンズ 
Ｌ４ｎ  第４レンズ群内の接合負レンズ中の負レンズ 
Ｌ４ｐ  第４レンズ群内の接合負レンズ中の正レンズ 
Ｓ  開口絞り
【図１】
0004374652.tif 000015
【図２】
0004374652.tif 000016
【図３】
0004374652.tif 000017
【図４】
0004374652.tif 000018
【図５】
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【図６】
0004374652.tif 000020
【図７】
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【図８】
0004374652.tif 000022
【図９】
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【図１０】
0004374652.tif 000024
【図１１】
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【図１２】
0004374652.tif 000026