(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群のズーミング移動に伴って変動する像面を光軸に沿って移動して一定に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定で結像作用を持つ第４レンズ群からなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、物体側に負の屈折力の強い方の面を向けた負レンズの第３−１サブレンズ群と、正の屈折力を持ち凹面を像側に向けた接合ダブレットレンズの第３−２サブレンズ群から構成され、
前記接合ダブレットレンズの接合面は、正の屈折力を有し、
前記第３レンズ群を物体側に繰り出すことによりフォーカシングを行うことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群のズーミング移動に伴って変動する像面を光軸に沿って移動して一定に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定で結像作用を持つ第４レンズ群からなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、物体側に負の屈折力の強い方の面を向けた負レンズの第３−１サブレンズ群と、正の屈折力を持ち凹面を像側に向けた接合ダブレットレンズの第３−２サブレンズ群から構成され、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
（５）  −５．０＜ｆ3-1 ／ｆW ＜−３．０
（６）  ０．０＜１／ＳＦ3-2 ＜０．１
ただし、ｆ3-1 は第３−１サブレンズ群の焦点距離、ＳＦ3-2 は第３−２サブレンズ群のシェイピングファクターである。ここで、シェイピングファクターＳＦは、レンズの物体側の面、像側の面の曲率半径をそれぞれｒF 、ｒR とするとき、以下の式で定義される。
ＳＦ＝（ｒF ＋ｒR ）／（ｒF −ｒR ）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ズームレンズに関し、特に、撮像管や固体撮像素子を用いた電子カメラ、なかんずく近年の高精細画像を取り込む用途に適した画素数の多い撮像素子を用いた電子カメラに最適な高い光学性能を有するズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子カメラは、撮像面積の小さな撮像管や固体撮像素子を用いて光学像を電気信号に変換するため、撮影レンズには明るいレンズ系が必要となり、また、レンズと撮像素子の間にローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の光学部材や、ＲＧＢ三原色それぞれの画像をそれぞれの撮像素子で受光する所謂多板式の電子カメラのように、それぞれの撮像素子に光束を導く所謂色分解プリズム等の光学素子を配置する必要が生じ、焦点距離に比較して大きなバックフォーカスが必要となる。
【０００３】
さらに、動画像を撮影する用途が多く、撮影レンズとしては高変倍率のズームレンズを用いることが一般的であり、これらの要求を満たすレンズ系としては、物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群と、ズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を有する負の屈折力を持つ第２レンズ群と、ズーミングに際して前後に移動して変倍の際に像面を一定に保つ作用の負の屈折力を持つ第３レンズ群と、ズーミングに際して固定の結像作用を有する正の屈折力を持つ第４レンズ群とからなる４群ズームレンズがよく知られている。
【０００４】
また、近年の電子カメラでは、フォーカシングも電気的にモータ等により行う場合が増えてきた。そこで、従来、第１レンズ群を繰り出してフォーカシングを行っていたのに対し、フォーカシングに際しての駆動力の省力化やレンズ全長を一定に保てる点等から、レンズ径が大きく重い第１レンズ群以外のレンズ群又はその一部を移動してフォーカシングを行う所謂インナーフォーカス方式が一般的になってきた。
【０００５】
物体側から順に、正・負・負・正の構成のズームレンズにインナーフォーカス方式を採用した従来例としては、特許文献１や特許文献２等のものがあり、第３レンズ群をフォーカシングに際して移動させる例が示されている。
【０００６】
また、撮像素子として１枚の固体撮像素子を用いた所謂単板式電子カメラでは、所謂色分解プリズムを必要としないため、バックフォーカスが比較的小さくて済むので、正・負・負・正の構成から第３レンズ群を省き、結像レンズ群の第４レンズ群を分割して、その一方に像面を一定に保つコンペンセータの役割を担わせた、物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群と、ズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を有する負の屈折力を持つ第２レンズ群と、ズーミングに際して固定の正の屈折力を持つ第３レンズ群と、ズーミングに際して前後に移動して変倍の際に像面を一定に保つ作用の正の屈折力を持つ第４レンズ群とからなる４群ズームレンズがよく知られている。
【０００７】
このレンズタイプでは、第４レンズ群やその一部を移動させることによりフォーカシングを行うことが一般的であり、特許文献３や特許文献４や特許文献４等が知られている。
【０００８】
また、特に近年の製造技術の発展により、撮像範囲の大きさに比べて画素数の非常に多い固体撮像素子が開発され、例えばハイビジョン映像のように高精細な画像を得ることが可能となってきている。そのため、撮影レンズも撮像素子の性能を十分に引き出すことができる極めて高い光学性能を有するズームレンズが必要になってきた。撮像素子が小型化され、例えば固体撮像素子の各ピクセルの大きさが小さくなる程、高い解像力が必要となるため、撮影レンズに対する光学性能の要求はますます高くなっている。その要求に応えるズームレンズとしては、特許文献５のものが知られている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６３−４４６１４号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平３−２５９２０９号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開昭６２−１７８９１７号公報
【００１２】
【特許文献４】
特開昭６２−２１５２２５号公報
【００１３】
【特許文献５】
特開昭６３−１２３００９号公報
【００１４】
【特許文献６】
特開平１−１２６６１４号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、高い光学性能を得るためには、光線をできるだけ少しずつ多くの回数屈折させて結像する方が、各屈折面での収差の発生量が少なくなるので望ましく、必然的に多くの枚数のレンズが用いられ、その結果、光学性能の向上に伴ってレンズ系も大型化する傾向が強い。
【００１６】
また、特にズームレンズでは可動群が多いため、ズーミングに伴う収差変動が生じる。理想的には、各レンズ群において収差が補正されていれば、ズーミングに伴う収差変動は生じないが、広角端から望遠端にかけて必ずしも一定の光線の通り方をする訳ではないので、若干の収差が残存し、高い光学性能を達成しようとすると、この残存収差による収差変動が無視できなくなる。そこで、可動群の数を増やし、広角端から望遠端にかけて複雑に移動させることにより、高度に収差変動を補正することが行われ、レンズ系の大型化につながる。
【００１７】
前述の従来例の特許文献６のものでは、高精細な画像を取り込むために高い光学性能を達成しているが、２つのコンペンセータを配置することによりこの収差変動を補正しており、群構成が複雑化している。また、大口径の第１レンズ群又はその一部を移動させてフォーカシングを行っており、大きな駆動力を必要とする問題もある。
【００１８】
そこで、比較的簡単な構成の従来の４群ズームレンズ構成をとりながら、高い光学性能を達成することにより、レンズ系の小型化を図ることが期待されている。
【００１９】
この点に鑑みて従来技術を眺めると、一般にズームレンズでは、移動距離の大きな変倍作用のレンズ群、所謂バリエータの屈折力を大きくし、移動距離を小さくすることによって、小型化を達成する方法がよく採用される。
【００２０】
しかし、この方法を採用すると、バリエータで発生する残存収差による収差変動をどの群において補正するかが問題となり、物体側から順に、正・負・負・正の４群ズームレンズでは、結像レンズ群である第４レンズ群が固定されているために、第１レンズ群乃至第３レンズ群でのズーミングによる収差変動を補正することが困難となる。また、物体側から順に、正・負・正・正の４群ズームレンズでは、屈折力の大きなバリエータの第２レンズ群とコンペンセータの第４レンズ群によって収差変動を補正することが容易となるが、収差変動の補正にも限界があり、第２レンズ群の負の屈折力をバックフォーカスを確保するために十分大きくすることは困難であり、所謂単板式の電子カメラ以外に適用することは難しく、所謂多板式の電子カメラと同等の解像力を得るには、数倍多くの画素数を持つ撮像素子が必要となる。
【００２１】
特許文献１や特許文献２等の、物体側から順に、正・負・負・正の４群ズームレンズの例や、特許文献３や特許文献４や特許文献５等の、物体側から順に、正・負・正・正の４群ズームレンズの例では残存収差が大きく、後記する本発明の目的である高精細な画像の取り込みには満足のゆく性能ではない。
【００２２】
以上のように、これらの従来例では、小型化、バックフォーカスの確保、高い光学性能の全てを満足するに至っていない。
【００２３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単なズームレンズ構成でありながら、撮像管や固体撮像素子等を用いた電子カメラ、特に近年の高精細画像を取り込む用途に適した画素数の多い撮像素子を用いた電子カメラに最適な、高い光学性能を有し、各種フィルタ類等の光学部材や光路分割用のプリズム等の光学素子をレンズと撮像素子の間に挿入可能な大きなバックフォーカスを有する小型のズームレンズを提供することにある。
【００２４】
また、本発明の別の目的は、無限遠物点から近距離物点に至るまで、安定した高い光学性能を有する、バックフォーカスの大きな、小型のズームレンズを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、上記の問題点を解決するために、物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群のズーミング移動に伴って変動する像面を光軸に沿って移動して一定に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定で結像作用を持つ第４レンズ群からなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、物体側に負の屈折力の強い方の面を向けた負レンズの第３−１サブレンズ群と、正の屈折力を持ち凹面を像側に向けた接合ダブレットレンズの第３−２サブレンズ群から構成され、
前記接合ダブレットレンズの接合面は、正の屈折力を有し、
前記第３レンズ群を物体側に繰り出すことによりフォーカシングを行うことを特徴とするものである。
本発明のもう１つのズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群のズーミング移動に伴って変動する像面を光軸に沿って移動して一定に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定で結像作用を持つ第４レンズ群からなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、物体側に負の屈折力の強い方の面を向けた負レンズの第３−１サブレンズ群と、正の屈折力を持ち凹面を像側に向けた接合ダブレットレンズの第３−２サブレンズ群から構成され、以下の条件を満足することを特徴とすものである。
（５）  −５．０＜ｆ3-1 ／ｆW ＜−３．０
（６）  ０．０＜１／ＳＦ3-2 ＜０．１
ただし、ｆ3-1 は第３−１サブレンズ群の焦点距離、ＳＦ3-2 は第３−２サブレンズ群のシェイピングファクターである。ここで、シェイピングファクターＳＦは、レンズの物体側の面、像側の面の曲率半径をそれぞれｒF 、ｒR とするとき、以下の式で定義される。
ＳＦ＝（ｒF ＋ｒR ）／（ｒF −ｒR ）
【００２６】
【作用】
以下、本発明において上記構成をとる理由と作用について説明する。
【００２７】
大きなバックフォーカスを確保するためには、物体側から順に、負・正の所謂レトロフォーカスタイプの構成にすることが望ましく、しかも、負の屈折力が強い程好ましい。しかし、物体側から順に、正・負・正・正の４群ズームレンズでは、負の屈折力を有するレンズ群が第２レンズ群のみであるため、変倍作用を有する第２レンズ群の屈折力を強くする必要があり、屈折力が過度に強いと、ズーミングに伴う収差変動が極めて大きなものとなり、好ましくない。
【００２８】
そこで、本発明のズームレンズのレンズタイプは、物体側から順に、正・負・負・正のタイプ、詳しくは、上記のレンズタイプを選択した。
【００２９】
このとき、前述のように、小型化を図るために大きな移動距離の可動群である第２レンズ群の屈折力を強めることは、収差変動が大になり好ましくない。
【００３０】
高い光学性能を得るには、特にズーミングに伴う収差変動の補正が重要であり、そのためには、各レンズ群、特に可動群での収差発生量を抑制することが望ましく、むしろ第２レンズ群の屈折力を弱めることが望まれる。
【００３１】
一方、物体側から順に、正・負・負・正の４群ズームレンズが大型化する別の理由としては、発散光束を収束光束に変換する結像レンズ群である第４レンズ群が大きな屈折力を持つために、一般に収差の発生が大きく、そのため、収差の発生を抑制する目的でレンズ枚数の増加又は各レンズ要素の屈折力の低下が図られ、第４レンズ群全体としては大型化する傾向が強い。
【００３２】
そこで、ズームレンズの例として、結像レンズ群である第４レンズ群を適切な構成とすることによって、小型でありながら良好に収差補正を行うことを可能とし、第２レンズ群の屈折力を弱めてズーミングに伴う収差変動を抑制し、可動群である第２レンズ群の移動距離が大となっても、レンズ系全体としての全長の小型化を達成したものがある。
【００３３】
具体的には、前述のように、第４レンズ群を、物体側から順に、正の屈折力を持つ第４−１サブレンズ群と、それから比較的間隔を空けて配置された正の屈折力を持つ第４−２サブレンズ群から構成し、第４−１サブレンズ群には、第１レンズ群乃至第３レンズ群による発散光束を平行光束に近い光束に変換する作用を、第４−２サブレンズ群には、収束光束に変換させる作用を持たせている。
【００３４】
さらに、第４−１サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも２枚の正レンズを配置して、屈折回数を多くして球面収差の発生を抑制すると共に、さらに像側に、少なくとも１枚の負レンズを配置することにより、正の球面収差を発生させ、第４−１サブレンズ群全体として正の球面収差を発生させ、第４−２サブレンズ群で発生する負の球面収差を打ち消す作用を持たせ、第４レンズ群全体として負の球面収差の発生を抑制している。また、この負レンズでは、負のコマ収差が発生し、第３レンズ群で発生する正のコマ収差を打ち消す作用を持たせている。
【００３５】
第４−２サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の、接合面が負の屈折力を有する接合レンズから構成し、この接合面において正のコマ収差を発生させ、正レンズで発生する負のコマ収差を打ち消させることにより、第４−２サブレンズ群で発生するコマ収差を抑制している。
【００３６】
また、第４レンズ群では、一般に負の軸上色収差、負の倍率色収差が発生するが、第４−１サブレンズ群の負レンズ、及び、第４−２サブレンズ群の接合面において正の軸上色収差、正の倍率色収差を発生させ、色収差を補正している。
【００３７】
さらに、非点収差との補正バランスを考慮すると、この第４−１サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも２枚の正レンズと、少なくとも１枚の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズから構成し、非点収差の発生量を小さくせしめて、第４−１サブレンズ群の正レンズで発生する負の非点収差の補正に有効に使うことが望ましい。
【００３８】
また、第４−２サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと正レンズの接合レンズから構成し、この接合面で発生する正の球面収差、コマ収差等を適度な値に抑制し、過剰補正とならないようにすることが望ましい。
【００３９】
さらに良好に収差補正を行うためには、以下の条件を満足することが望ましい。
【００４０】
（１）  ２．５＜ｆ4-1 ／ｆW ＜４．５
（２）  ２．２＜ｆ4-2 ／ｆW ＜４．２
（３）  ０．８＜ｆ4-1 ／ｆ4-2 ＜１．２
（４）  ６．０＜ｆ4C／ｆW ＜１１．０
ただし、ｆ4-1 、ｆ4-2 はそれぞれ第４−１サブレンズ群、第４−２サブレンズ群の焦点距離、ｆ4Cは第４−２サブレンズ群の構成要素である接合レンズの焦点距離、ｆW は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。
【００４１】
条件式（１）乃至（３）は、第４−１サブレンズ群、第４−２サブレンズ群の屈折力及び配分を規定したものであり、条件式（１）の下限値２．５を越えて小さくなると、正の屈折力が強くなりすぎ、負レンズを配置しても十分大きな正の球面収差を発生させることができなくなり、第４レンズ群として負の球面収差が増大する。また、上限値４．５を越えて大きくなると、第４−１サブレンズ群では正の屈折力が弱まり、適切な正の屈折力を得るために第４−２サブレンズ群の正の屈折力が強まり、第４−１サブレンズ群では正の球面収差が、第４−２サブレンズ群では負の球面収差が増大する。広角端では、これらの球面収差がうまく打ち消すことができるが、望遠端では、第４−１サブレンズ群での正の球面収差が上回り、補正が極めて困難となる。
【００４２】
条件式（２）の下限値２．２を越えて小さくなると、第４−２サブレンズ群の正の屈折力が大きくなるために、負の球面収差が増大し、屈折力のバランスから第４−１サブレンズ群の屈折力が低下し、正の球面収差が増大しても補正が困難となる。また、第４−１サブレンズ群の屈折力低下に伴ってペッツバール和が負になり、像面の正方向への倒れが顕著になる。また、上限値４．２を越えて大きくなると、第４−２サブレンズ群の屈折力が小さくなり、負の球面収差が小さくなるものの、第４−１サブレンズ群の屈折力が増大し、正の球面収差が減少するため、第４レンズ群としては負の球面収差の増大を招く。また、正のコマ収差が大きくなるが、近軸的な屈折力の適正化から第３レンズ群の主点位置が物体側にシフトし、第３レンズ群で発生する正のコマ収差が減少するため、ズーミングに伴うコマ収差の変動が大きくなり、特に望遠端のコマ収差が極めて大きくなる。
【００４３】
条件式（３）の下限値０．８を越えて小さくなると、正の屈折力が第４−１サブレンズ群に偏り、バックフォーカスが小さくなると共に、第４−１サブレンズ群で発生する正の球面収差が減少し、第４レンズ群としての負の球面収差が増大する。また、上限値１．２を越えて大きくなると、正の屈折力が第４−２サブレンズ群に偏り、第４−１サブレンズ群の正の球面収差と第４−２サブレンズ群の負の球面収差が共に増大し、特に望遠端での補正バランスが崩れ、望遠端で正の球面収差が増大する。
【００４４】
条件式（４）は、第４−２サブレンズ群の接合レンズの屈折力を規定したものであり、下限値６．０を越えて小さくなると、接合レンズの物体側に位置する第４−２サブレンズ群の正レンズの屈折力が小さくなり、第４−２サブレンズ群での負の球面収差は小さくなるが、レンズ全長を大きくしないために第２レンズ群、第３レンズ群の主点位置の関係が変動することにより、第２レンズ群の正の球面収差が大きく、また、第３レンズ群の正の球面収差が小さくなり、ズーミングに伴う球面収差の変動が極めて大きくなる。また、上限値１１．０を越えて大きくなると、広角端では第３レンズ群の正の球面収差が増大し、望遠端では第２レンズ群の正の球面収差が増大することにより、正の球面収差が補正できなくなる。
【００４５】
さらに良好に収差補正を行うためには、以下の条件を満足することが望ましい。
【００４６】
（１）’２．９＜ｆ4-1 ／ｆW ＜３．７
（２）’２．９＜ｆ4-2 ／ｆW ＜３．６
（３）’０．９＜ｆ4-1 ／ｆ4-2 ＜１．１
（４）’７．０＜ｆ4C／ｆW ＜１０．０
また、極めて高い光学性能を満足し、かつ、十分なバックフォーカスを確保し、全長を小型に保つには、第１レンズ群乃至第３レンズ群の屈折力配分に関して、以下の条件を満足することが望ましい。
【００４７】
（７）  ７．０＜ｆ1 ／ｆW ＜１０．０
（８）  −２．５＜ｆ2 ／ｆW ＜−１．３
（９）  −５．２＜ｆ3 ／ｆW ＜−３．９
ただし、ｆi はそれぞれ第ｉレンズ群の焦点距離である。
【００４８】
条件式（７）の下限値７．０を越えて小さくなると、特に望遠端での負の非点収差が大きくなり、第２レンズ群の屈折力を大きくして大きな正の非点収差を発生させる必要が生じ、ズーミングに伴う非点収差の変動が大きくなる。また、第２レンズ群の屈折力の増大に伴って、特に望遠端での正の球面収差の発生が極めて大になり、補正が困難となる。上限値１０．０を越えて大きくなると、諸収差の補正から第２レンズ群の屈折力が弱く、第３レンズ群、第４レンズ群の屈折力が増大し、ズーミングに伴う球面収差、非点収差の変動が大きく、補正が困難となる。
【００４９】
条件式（８）の下限値−２．５を越えて小さくなると、第２レンズ群の負の屈折力が小さくなり、第３レンズ群の屈折力を増大させてバックフォーカスの確保に必要な負の屈折力を得なければならず、正の球面収差とコマ収差が増大し、補正が困難となる。また、上限値−１．３を越えて大きくなると、第２レンズ群で発生する負の歪曲収差と負のペッツバール和の補正をしなければならず、各群で収差発生量が増大し、好ましくない。
【００５０】
条件式（９）の下限値−５．２を越えて小さくなると、第３レンズ群の正の球面収差が小さくなり、第４レンズ群の負の球面収差を補正することができなくなる。第４レンズ群の屈折力を減少させて負の球面収差を小さくすると、負の非点収差が増大し、非点収差のバランスが崩れることとなる。また、上下値−３．９を越えて大きくなると、バックフォーカスを大きくするためには有利であるが、正の球面収差、コマ収差が増大し、第４レンズ群で発生する負の球面収差、コマ収差を大きくしないと、補正できなくなる。しかし、第４レンズ群の屈折力を増大させると、非点収差の発生量が増大し、補正できなくなる。
【００５１】
さらに良好に収差補正を行うためには、以下の条件を満足することが望ましい。
【００５２】
（７）’７．７＜ｆ1 ／ｆW ＜８．５
（８）’−２．２＜ｆ2 ／ｆW ＜−１．６
（９）’−５．０＜ｆ3 ／ｆW ＜−４．１
さて、特にフォーカシングに対して収差変動が少なく、無限遠物点から近距離物点まで安定して高い光学性能を得るためには、適切なフォーカシング方式とフォーカシングを行うレンズ群の適切な構成が重要であることは言うまでもない。本発明者は、特願平４−２８４９１１号において、物体側から順に、正・負・負・正の４群ズームレンズにおいて、負の第３レンズ群を、物体側から順に、物体側に強い負の屈折力の面を向けた負レンズと像側に負の屈折力の面を向けたメニスカスレンズで構成し、この第３レンズ群を物体側に繰り出すことによりフォーカシングを行う方法を考案した。このフォーカシング方式では、無限遠物点から近距離物点にフォーカシングした際に、負レンズで負の方向に変動する球面収差をメニスカスレンズでこの球面収差の変動を正にして打ち消すことにより、フォーカシングに伴う球面収差の変動を小さく保つことができる。
【００５３】
ここで、さらに光学性能の向上を考えると、前述のように、変倍作用を主に担う第２レンズ群の屈折力を弱めることが望ましいが、レンズ全長を大型化せずにバックフォーカスを確保するためには、適度な負の屈折力が必要であり、第２レンズ群の屈折力を弱める代りに、第３レンズ群の屈折力を強める必要が生じる。このとき、第３レンズ群の負レンズで発生する正の軸上色収差と負の倍率色収差が大きくなるが、像側に配置したメニスカスレンズを正の屈折力とし、その屈折力を強めると、色収差は補正できるが、フォーカシングに対する収差変動が大きく、本来の目的に反する。
【００５４】
そこで、本発明のズームレンズは、第３レンズ群を、物体側から順に、物体側に負の屈折力の強い方の面を向けた負レンズの第３−１サブレンズ群と、正の屈折力を持ち凹面を像側に向けた接合ダブレットレンズの第３−２サブレンズ群から構成し、色収差を良好に補正したものである。
【００５５】
さらに、この接合ダブレットレンズについて、接合面は正の屈折力を持たせることが望ましい。この構成により、接合面において負の軸上色収差と正の倍率色収差を発生させ、色収差補正を可能にすると共に、レンズ形状を強い正レンズとせずに済むため、フォーカシングに際して正の球面収差の変動を小さく保つことが可能となるのである。
【００５６】
また、さらに、この接合ダブレットレンズは、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであるため、その構成は両凸レンズと両凹レンズの組み合せによるダブレットレンズが望ましく、他の組み合せでは、倍率色収差の補正を効果的に行うことが困難となる。
【００５７】
さらに良好に諸収差の補正を行うためには、以下の条件を満足することが望ましい。
【００５８】
（５）  −５．０＜ｆ3-1 ／ｆW ＜−３．０
（６）  ０．０＜１／ＳＦ3-2 ＜０．１
ただし、ｆ3-1 は第３−１サブレンズ群の焦点距離、ＳＦ3-2 は第３−２サブレンズ群のシェイピングファクターである。ここで、シェイピングファクターＳＦは、レンズの物体側の面、像側の面の曲率半径をそれぞれｒF 、ｒR とするとき、以下の式で定義される。
【００５９】
ＳＦ＝（ｒF ＋ｒR ）／（ｒF −ｒR ）
条件式（５）の下限値−５．０を越えて小さくなると、負の屈折力を確保するために、第３−２サブレンズ群が負レンズ群となり、近軸的な関係から主点位置が変動するため、第３レンズ群で発生する正の球面収差が小さくなり、第４レンズ群で発生する負の球面収差を補正することが困難となる。また、第３レンズ群で発生する正の軸上色収差が大きくなり、他のレンズ群で負の軸上色収差を発生させると、ズーミングに伴う収差変動が極めて大きくなり、特に望遠端での軸上色収差を補正できなくなる。また、上限値−３．０を越えて大きくなると、第３−１サブレンズ群で発生する正の軸上色収差を補正するために、第３−２サブレンズ群の正の屈折力を大きくすることが必要になるが、フォーカシングに際しての収差変動を抑制するために、軸上色収差を打ち消すまで屈折力を大きくすることができず、広角端、望遠端での収差バランスをとるために第４レンズ群の負の軸上色収差、第２レンズ群の正の軸上色収差が大きくなり、それに伴って第２レンズ群で発生する負の倍率色収差が補正できなくなる。
【００６０】
条件式（６）の下限値０．０を越えて小さくなると、レンズ形状は正に強くなるため、接合面の曲率は正の屈折力を弱めるために緩くなり、また、物体側の面の曲率が強くなる。そのため、物体側の面で発生する負の球面収差と像側の面で発生する正の球面収差の変動が大きくなり、第３レンズ群として発生する正の球面収差が、広角端では小さく、望遠端では大きくなり、第４レンズ群で発生する負の球面収差をコントロールしても補正しきれない。また、フォーカシングに際しての収差変動が大きく、近距離物点に対する性能劣化を招く。また、上限値０．１を越えて大きくなると、負形状が強くなり、像側の屈折面で大きな正の球面収差が発生する。一方、適度な正の屈折力を確保するために接合面の曲率は強くなり、負の球面収差が大となるが、像側の面で発生する正の球面収差を補正するには至らない。そのため、正の球面収差が大きくなり、他のレンズ群を用いても補正できなくなる。
【００６１】
さらに良好に収差補正を行うには、以下の条件を満足することが望ましい。
【００６２】
（５）’−４．５＜ｆ3-1 ／ｆW ＜−３．６
（６）’０．０＜１／ＳＦ3-2 ＜０．０５
以下の条件を満足すればさらに良い。
【００６３】
（６）”０．０＜１／ＳＦ3-2 ＜０．０３                            。
【００６４】
【実施例】
以下に、図面を参照にして本発明の実施例１〜６のズームレンズについて説明する。
【００６５】
各実施例の数値データは後記するが、実施例１は、図１に広角端から標準状態を経て望遠端に至る各レンズ群の様子を示すように、その構成は、物体側から順に、全体として正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群Ｉと、全体として負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸上を移動することにより変倍作用を有する第２レンズ群IIと、全体として負の屈折力を持ち、ズーミングに際して光軸上を前後に移動することにより像面を一定に保つ作用を有する第３レンズ群III と、全体として正の屈折力を持ちズーミングに際して固定で結像作用を有する第４レンズ群IVとからなる。
【００６６】
第１レンズ群Ｉは、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズと、２枚の像側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる。
【００６７】
第２レンズ群IIは、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。
【００６８】
第３レンズ群III は、物体側から順に、物体側に強い屈折力の方の面を向けた両凹レンズ（第３−１サブレンズ群III-1 ）と、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ（第３−２サブレンズ群III-2 ）からなる。
【００６９】
第４レンズ群IVは、物体側から順に、全体として正の屈折力を持つ第４−１サブレンズ群IV-1と、全体として正の屈折力を持つ第４−２サブレンズ群IV-2からなり、第４−１サブレンズ群IV-1は、物体側から順に、像側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レンズと、物体側に凸面を向けた平凸レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。第４−２サブレンズ群IV-2は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズからなる。
【００７０】
絞りは、第３レンズ群III と第４レンズ群IVの間に配置され、ズーミングに際して固定である。
【００７１】
本実施例は、レンズと撮像面との間に、複数の撮像素子に光路を分割する等のためにプリズム等の光学部材を挿入するのに十分なバックフォーカスを有し、図に示したように、ＲＧＢ３原色の画像をそれぞれの撮像素子で得るために、光束をそれぞれの撮像素子に導くための光路分割用プリズムＰをレンズと撮像素子の間に配置している。
【００７２】
実施例１の広角端、標準状態、望遠端での無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図６、図７、図８に示す。また、望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を図９に示す。なお、収差状況としては、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、軸外横収差を示す。以下、同じ。
【００７３】
これらの図から明らかなように、本実施例は、広角端から望遠端に至るズーミングに際して、また、無限遠物点から近距離物点に至るフォーカシングに際して、安定して極めて高い光学性能を有し、近年の高精細画像を取り込む用途に適した画素数の多い撮像素子を用いた電子カメラに最適な光学性能を有している。
【００７４】
実施例２は、図２に広角端での断面図を示すようなレンズ構成であり、実施例１と比較して、第２レンズ群IIが、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた平凸レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる点と、第４−１サブレンズ群IV-1が、物体側から順に、像側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レンズと、物体側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる点で異なっている。実施例２の広角端、標準状態、望遠端での無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図１０、図１１、図１２に示す。また、望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を図１３に示す。
【００７５】
実施例３は、図３に広角端での断面図を示すようなレンズ構成であり、実施例１と比較して、第４−１サブレンズ群IV-1が、物体側から順に、像側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レンズと、物体側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる点で異なっている。実施例３の広角端、標準状態、望遠端での無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図１４、図１５、図１６に示す。また、望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を図１７に示す。
【００７６】
実施例４は、実施例３と同様の構成を取っており、図示は省く。実施例４の広角端、標準状態、望遠端での無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図１８、図１９、図２０に示す。また、望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を図２１に示す。
【００７７】
実施例５は、図４に広角端での断面図を示すようなレンズ構成であり、実施例１と比較して、第２レンズ群IIが、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズからなる点と、第４−１サブレンズ群IV-1が、物体側から順に、像側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レンズと、物体側に強い屈折力の方の面を向けた両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる点で異なっている。図４より明らかに、本実施例は、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の光学部材を挿入するには十分なバックフォーカスを確保しているが、実施例１乃至４のようにレンズと撮像面の間には複数の撮像素子に光路を分割する等のためにプリズム等の光学部材を挿入していない。その分レンズ全長を短くした例であり、本発明のズームレンズ系が、単板式電子カメラのように全長の短縮化の優先度を高めた場合にも、十分適用できることを示している。
【００７８】
実施例５の広角端、標準状態、望遠端での無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図２２、図２３、図２４に示す。また、望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を図２５に示す。
【００７９】
実施例６は、図５に広角端での断面図を示すようなレンズ構成であり、実施例５と比較して、第２レンズ群IIが、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凹レンズと、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に強い屈折力の方の面を向けた両凹レンズからなる点で異なっている。実施例６の広角端、標準状態、望遠端での無限遠物点に対する収差状況をそれぞれ図２６、図２７、図２８に示す。また、望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を図２９に示す。
【００８０】
以上の各実施例では、第３レンズ群III を物体側に繰り出すことによりフォーカシングを行っているが、第１レンズ群Ｉ等の他のレンズ群や、第４−２サブレンズ群IV-2や第４−１サブレンズ群IV-1  等の他のレンズ群の一部、あるいは、第３レンズ群III と第４レンズ群IV等の他のレンズ群、あるいは、他のレンズ群の一部を組み合わせて移動することによりフォーカシングを行うことも可能である。
【００８１】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、ズーム間隔に関する表中、括弧内の数値は、物点距離１ｍにフォーカシングしたときの間隔を示す。
【００８２】
実施例１
ｆ  ＝ 9.200  〜25.567  〜72.007
ＦNO＝ 2.0    〜 2.0    〜 2.0
２ω＝49.113°〜17.618°〜 6.258°
ｒ1 =   197.3081            ｄ1 = 2.0000    ｎd1 =1.83350 νd1 =21.00
ｒ2 =   105.1497            ｄ2 = 5.3000    ｎd2 =1.56907 νd2 =71.30
ｒ3 =  -546.9522            ｄ3 = 0.1000
ｒ4 =    72.8412            ｄ4 = 5.0000    ｎd3 =1.43875 νd3 =94.97
ｒ5 =   547.8902            ｄ5 = 0.1000
ｒ6 =    52.3882            ｄ6 = 4.2300    ｎd4 =1.43875 νd4 =94.97
ｒ7 =   151.1643            ｄ7 =(可変)
ｒ8 =    61.0924            ｄ8 = 1.2000    ｎd5 =1.69680 νd5 =55.52
ｒ9 =    15.9872            ｄ9 = 5.3531
ｒ10=   -40.8139            ｄ10= 1.0000    ｎd6 =1.61800 νd6 =63.38
ｒ11=    64.0384            ｄ11= 0.1000
ｒ12=    30.5618            ｄ12= 2.3000    ｎd7 =1.83350 νd7 =21.00
ｒ13=   968.8110            ｄ13= 1.4972
ｒ14=   -31.0496            ｄ14= 1.0000    ｎd8 =1.72916 νd8 =54.68
ｒ15=  -805.0028            ｄ15=(可変)
ｒ16=   -19.3481            ｄ16= 1.2000    ｎd9 =1.48749 νd9 =70.20
ｒ17=  1087.0698            ｄ17= 0.1000
ｒ18=    28.2827            ｄ18= 5.9981    ｎd10=1.80610 νd10=40.95
ｒ19=   -30.0000            ｄ19= 1.2000    ｎd11=1.77250 νd11=49.66
ｒ20=    27.8186            ｄ20=(可変)
ｒ21=     ∞（絞り）        ｄ21= 1.5000
ｒ22=   621.8818            ｄ22= 3.8793    ｎd12=1.60311 νd12=60.70
ｒ23=   -20.5472            ｄ23= 0.1000
ｒ24=    32.2619            ｄ24= 3.7155    ｎd13=1.61375 νd13=56.36
ｒ25=     ∞                ｄ25= 2.9102
ｒ26=   -18.9985            ｄ26= 1.0000    ｎd14=1.80518 νd14=25.43
ｒ27=   -38.9775            ｄ27= 8.2271
ｒ28=   -94.3367            ｄ28= 6.3283    ｎd15=1.60311 νd15=60.70
ｒ29=   -24.5090            ｄ29= 0.1000
ｒ30=    31.2799            ｄ30= 1.0000    ｎd16=1.87400 νd16=35.26
ｒ31=    15.8062            ｄ31= 3.5100    ｎd17=1.56907 νd17=71.30
ｒ32=   -95.3269            ｄ32= 3.0000
ｒ33=     ∞                ｄ33=25.3000    ｎd18=1.58267 νd18=46.33
ｒ34=     ∞                ｄ34=11.1000    ｎd19=1.51633 νd19=64.15
ｒ35=     ∞
ズーム間隔
0003733355.tif 000002
ｆ1/ｆW   ＝ 8.1595   ｆ2/ｆW   ＝-1.8699   ｆ3/ｆW     ＝-4.6529
ｆ4-1/ｆW ＝ 3.3008   ｆ4-2/ｆW ＝ 3.2201   ｆ4-1/ｆ4-2 ＝ 1.0251
ｆ4C /ｆW ＝ 7.3954   ｆ3-1/ｆW ＝-4.2373   1/ＳＦ3-2   ＝ 0.0083   。
【００８３】
実施例２
ｆ  ＝ 9.244  〜25.601  〜71.927
ＦNO＝ 2.0    〜 2.0    〜 2.0
２ω＝48.969°〜17.589°〜 6.264°
ｒ1 =   197.6120            ｄ1 = 2.0000    ｎd1 =1.83350 νd1 =21.00
ｒ2 =   104.8697            ｄ2 = 5.3000    ｎd2 =1.56907 νd2 =71.30
ｒ3 =  -446.3652            ｄ3 = 0.1000
ｒ4 =    68.8505            ｄ4 = 5.0000    ｎd3 =1.43875 νd3 =94.97
ｒ5 =   417.5884            ｄ5 = 0.1000
ｒ6 =    54.1787            ｄ6 = 4.2300    ｎd4 =1.43875 νd4 =94.97
ｒ7 =   146.6534            ｄ7 =(可変)
ｒ8 =    63.0838            ｄ8 = 1.2000    ｎd5 =1.69680 νd5 =55.52
ｒ9 =    16.2826            ｄ9 = 5.3543
ｒ10=   -38.9621            ｄ10= 1.0000    ｎd6 =1.61800 νd6 =63.38
ｒ11=    55.1903            ｄ11= 0.1000
ｒ12=    32.3006            ｄ12= 2.3000    ｎd7 =1.83350 νd7 =21.00
ｒ13=     ∞                ｄ13= 1.5376
ｒ14=   -29.3192            ｄ14= 1.0000    ｎd8 =1.72916 νd8 =54.68
ｒ15=  -149.4560            ｄ15=(可変)
ｒ16=   -18.6422            ｄ16= 1.2000    ｎd9 =1.48749 νd9 =70.20
ｒ17=   512.8154            ｄ17= 0.1000
ｒ18=    31.0045            ｄ18= 5.8971    ｎd10=1.78590 νd10=44.18
ｒ19=   -19.1922            ｄ19= 1.2000    ｎd11=1.72916 νd11=54.68
ｒ20=    29.3552            ｄ20=(可変)
ｒ21=     ∞（絞り）        ｄ21= 1.5000
ｒ22=   271.8809            ｄ22= 3.8968    ｎd12=1.60311 νd12=60.70
ｒ23=   -21.8578            ｄ23= 0.1000
ｒ24=    35.0934            ｄ24= 3.7018    ｎd13=1.61375 νd13=56.36
ｒ25=  -558.1239            ｄ25= 3.1444
ｒ26=   -19.8361            ｄ26= 1.0000    ｎd14=1.80518 νd14=25.43
ｒ27=   -43.8636            ｄ27= 8.6035
ｒ28=  -537.6966            ｄ28= 6.1330    ｎd15=1.60311 νd15=60.70
ｒ29=   -27.0630            ｄ29= 0.1000
ｒ30=    32.6168            ｄ30= 1.0000    ｎd16=1.87400 νd16=35.26
ｒ31=    15.8461            ｄ31= 4.0882    ｎd17=1.56907 νd17=71.30
ｒ32=  -110.2597            ｄ32= 3.0000
ｒ33=     ∞                ｄ33=25.3000    ｎd18=1.58267 νd18=46.33
ｒ34=     ∞                ｄ34=11.1000    ｎd19=1.51633 νd19=64.15
ｒ35=     ∞
ズーム間隔
0003733355.tif 000003
ｆ1/ｆW   ＝ 8.1381   ｆ2/ｆW   ＝-1.8711   ｆ3/ｆW     ＝-4.5789
ｆ4-1/ｆW ＝ 3.4349   ｆ4-2/ｆW ＝ 3.1847   ｆ4-1/ｆ4-2 ＝ 1.0786
ｆ4C /ｆW ＝ 8.4447   ｆ3-1/ｆW ＝-3.9887   1/ＳＦ3-2   ＝ 0.0273   。
【００８４】
実施例３
ｆ  ＝ 9.155  〜25.470  〜71.792
ＦNO＝ 2.0    〜 2.0    〜 2.0
２ω＝49.282°〜17.658°〜 6.273°
ｒ1 =   189.8195            ｄ1 = 2.0000    ｎd1 =1.83350 νd1 =21.00
ｒ2 =   106.3382            ｄ2 = 5.3000    ｎd2 =1.49700 νd2 =81.61
ｒ3 =  -363.5344            ｄ3 = 0.1000
ｒ4 =    73.3026            ｄ4 = 5.0000    ｎd3 =1.43875 νd3 =94.97
ｒ5 =   721.8012            ｄ5 = 0.1000
ｒ6 =    51.1180            ｄ6 = 4.2300    ｎd4 =1.43875 νd4 =94.97
ｒ7 =   140.5591            ｄ7 =(可変)
ｒ8 =    59.2368            ｄ8 = 1.2000    ｎd5 =1.69680 νd5 =55.52
ｒ9 =    15.9520            ｄ9 = 5.3453
ｒ10=   -42.2129            ｄ10= 1.0000    ｎd6 =1.61800 νd6 =63.38
ｒ11=    61.1428            ｄ11= 0.1000
ｒ12=    30.0722            ｄ12= 2.3000    ｎd7 =1.83350 νd7 =21.00
ｒ13=   543.5115            ｄ13= 1.5641
ｒ14=   -30.0999            ｄ14= 1.0000    ｎd8 =1.72916 νd8 =54.68
ｒ15=  -463.3256            ｄ15=(可変)
ｒ16=   -19.0377            ｄ16= 1.2000    ｎd9 =1.48749 νd9 =70.20
ｒ17=   255.4218            ｄ17= 0.1000
ｒ18=    31.9211            ｄ18= 5.9916    ｎd10=1.78590 νd10=44.18
ｒ19=   -20.4887            ｄ19= 1.2000    ｎd11=1.72916 νd11=54.68
ｒ20=    30.9715            ｄ20=(可変)
ｒ21=     ∞（絞り）        ｄ21= 1.5000
ｒ22=   239.2299            ｄ22= 3.8935    ｎd12=1.60311 νd12=60.70
ｒ23=   -21.5818            ｄ23= 0.1000
ｒ24=    34.8649            ｄ24= 3.5799    ｎd13=1.61772 νd13=49.83
ｒ25=  -319.6570            ｄ25= 2.9338
ｒ26=   -19.8422            ｄ26= 1.0000    ｎd14=1.80518 νd14=25.43
ｒ27=   -47.6130            ｄ27= 8.4357
ｒ28=  -354.0919            ｄ28= 6.0278    ｎd15=1.60311 νd15=60.70
ｒ29=   -26.2256            ｄ29= 0.1000
ｒ30=    32.9626            ｄ30= 1.0000    ｎd16=1.87400 νd16=35.26
ｒ31=    15.6412            ｄ31= 3.6999    ｎd17=1.56907 νd17=71.30
ｒ32=  -104.6406            ｄ32= 3.0000
ｒ33=     ∞                ｄ33=25.3000    ｎd18=1.58267 νd18=46.33
ｒ34=     ∞                ｄ34=11.1000    ｎd19=1.51633 νd19=64.15
ｒ35=     ∞
ズーム間隔
0003733355.tif 000004
ｆ1/ｆW   ＝ 8.1919   ｆ2/ｆW   ＝-1.8780   ｆ3/ｆW     ＝-4.5943
ｆ4-1/ｆW ＝ 3.4269   ｆ4-2/ｆW ＝ 3.2182   ｆ4-1/ｆ4-2 ＝ 1.0648
ｆ4C /ｆW ＝ 8.6941   ｆ3-1/ｆW ＝-3.9640   1/ＳＦ3-2   ＝ 0.0151   。
【００８５】
実施例４
ｆ  ＝ 9.192  〜25.517  〜71.615
ＦNO＝ 2.0    〜 2.0    〜 2.0
２ω＝48.985°〜17.610°〜 6.287°
ｒ1 =   189.9135            ｄ1 = 2.0000    ｎd1 =1.83350 νd1 =21.00
ｒ2 =   105.6874            ｄ2 = 5.3000    ｎd2 =1.49700 νd2 =81.61
ｒ3 =  -358.8365            ｄ3 = 0.1000
ｒ4 =    73.4031            ｄ4 = 5.0000    ｎd3 =1.43875 νd3 =94.97
ｒ5 =   727.2932            ｄ5 = 0.1000
ｒ6 =    51.1560            ｄ6 = 4.2300    ｎd4 =1.43875 νd4 =94.97
ｒ7 =   140.5501            ｄ7 =(可変)
ｒ8 =    59.3218            ｄ8 = 1.2000    ｎd5 =1.69680 νd5 =55.52
ｒ9 =    15.9171            ｄ9 = 5.3448
ｒ10=   -42.3113            ｄ10= 1.0000    ｎd6 =1.61800 νd6 =63.38
ｒ11=    60.0575            ｄ11= 0.1000
ｒ12=    30.1516            ｄ12= 2.3000    ｎd7 =1.83350 νd7 =21.00
ｒ13=   622.6014            ｄ13= 1.5650
ｒ14=   -30.3946            ｄ14= 1.0000    ｎd8 =1.72916 νd8 =54.68
ｒ15=  -439.3981            ｄ15=(可変)
ｒ16=   -18.9565            ｄ16= 1.2000    ｎd9 =1.48749 νd9 =70.20
ｒ17=   283.3954            ｄ17= 0.1000
ｒ18=    32.0654            ｄ18= 5.9912    ｎd10=1.78590 νd10=44.18
ｒ19=   -20.6565            ｄ19= 1.2000    ｎd11=1.72916 νd11=54.68
ｒ20=    31.1179            ｄ20=(可変)
ｒ21=     ∞（絞り）        ｄ21= 1.5000
ｒ22=   224.1327            ｄ22= 3.8934    ｎd12=1.60311 νd12=60.70
ｒ23=   -21.5625            ｄ23= 0.1000
ｒ24=    34.8176            ｄ24= 3.5800    ｎd13=1.61772 νd13=49.83
ｒ25=  -327.3882            ｄ25= 2.9338
ｒ26=   -19.7780            ｄ26= 1.0000    ｎd14=1.80518 νd14=25.43
ｒ27=   -47.8125            ｄ27= 8.4361
ｒ28=  -352.3666            ｄ28= 6.0280    ｎd15=1.60311 νd15=60.70
ｒ29=   -26.1466            ｄ29= 0.1000
ｒ30=    33.1453            ｄ30= 1.0000    ｎd16=1.87400 νd16=35.26
ｒ31=    15.5881            ｄ31= 3.7000    ｎd17=1.56907 νd17=71.30
ｒ32=  -102.2519            ｄ32= 3.0000
ｒ33=     ∞                ｄ33=25.3000    ｎd18=1.58267 νd18=46.33
ｒ34=     ∞                ｄ34=11.1000    ｎd19=1.51633 νd19=64.15
ｒ35=     ∞
ズーム間隔
0003733355.tif 000005
ｆ1/ｆW   ＝ 8.1667   ｆ2/ｆW   ＝-1.8783   ｆ3/ｆW     ＝-4.5869
ｆ4-1/ｆW ＝ 3.4088   ｆ4-2/ｆW ＝ 3.2082   ｆ4-1/ｆ4-2 ＝ 1.0625
ｆ4C /ｆW ＝ 8.7193   ｆ3-1/ｆW ＝-3.9599   1/ＳＦ3-2   ＝ 0.0150   。
【００８６】
実施例５
ｆ  ＝ 9.160  〜25.558  〜71.950
ＦNO＝ 2.0    〜 2.0    〜 2.0
２ω＝49.220°〜17.602°〜 6.256°
ｒ1 =   214.8678            ｄ1 = 2.0000    ｎd1 =1.83350 νd1 =21.00
ｒ2 =   114.8112            ｄ2 = 5.3000    ｎd2 =1.49700 νd2 =81.61
ｒ3 =  -280.1195            ｄ3 = 0.1000
ｒ4 =    69.2733            ｄ4 = 5.0000    ｎd3 =1.43875 νd3 =94.97
ｒ5 =   498.1384            ｄ5 = 0.1000
ｒ6 =    51.4092            ｄ6 = 4.2300    ｎd4 =1.43875 νd4 =94.97
ｒ7 =   132.3773            ｄ7 =(可変)
ｒ8 =    66.7529            ｄ8 = 1.2000    ｎd5 =1.69680 νd5 =55.52
ｒ9 =    16.0594            ｄ9 = 5.3649
ｒ10=   -41.9645            ｄ10= 1.0000    ｎd6 =1.61800 νd6 =63.38
ｒ11=    93.3191            ｄ11= 0.1000
ｒ12=    30.3487            ｄ12= 2.3000    ｎd7 =1.83350 νd7 =21.00
ｒ13=   243.7892            ｄ13= 1.6437
ｒ14=   -32.4908            ｄ14= 1.0000    ｎd8 =1.72916 νd8 =54.68
ｒ15=     ∞                ｄ15=(可変)
ｒ16=   -19.0018            ｄ16= 1.2000    ｎd9 =1.48749 νd9 =70.20
ｒ17=   267.3031            ｄ17= 0.1000
ｒ18=    25.7142            ｄ18= 5.3023    ｎd10=1.78590 νd10=44.18
ｒ19=   -47.5733            ｄ19= 1.2000    ｎd11=1.72916 νd11=54.68
ｒ20=    24.9853            ｄ20=(可変)
ｒ21=     ∞（絞り）        ｄ21= 1.5000
ｒ22=   242.0915            ｄ22= 3.6544    ｎd12=1.60311 νd12=60.70
ｒ23=   -19.3814            ｄ23= 0.1000
ｒ24=    29.3715            ｄ24= 2.9821    ｎd13=1.60311 νd13=60.70
ｒ25= -1456.1020            ｄ25= 1.6402
ｒ26=   -19.3088            ｄ26= 1.0000    ｎd14=1.80518 νd14=25.43
ｒ27=   -47.7151            ｄ27=10.7574
ｒ28=  -142.1109            ｄ28= 6.0592    ｎd15=1.60311 νd15=60.70
ｒ29=   -24.9286            ｄ29= 0.1000
ｒ30=    29.8304            ｄ30= 1.0000    ｎd16=1.87400 νd16=35.26
ｒ31=    14.9246            ｄ31= 4.3524    ｎd17=1.56907 νd17=71.30
ｒ32=  -163.9926
ズーム間隔
0003733355.tif 000006
ｆ1/ｆW   ＝ 8.1905   ｆ2/ｆW   ＝-1.8921   ｆ3/ｆW     ＝-4.4614
ｆ4-1/ｆW ＝ 3.2068   ｆ4-2/ｆW ＝ 3.3069   ｆ4-1/ｆ4-2 ＝ 0.9697
ｆ4C /ｆW ＝ 8.7237   ｆ3-1/ｆW ＝-3.9675   1/ＳＦ3-2   ＝ 0.0144   。
【００８７】
実施例６
ｆ  ＝ 9.003  〜25.492  〜71.972
ＦNO＝ 2.0    〜 2.0    〜 2.0
２ω＝49.949°〜17.642°〜 6.253°
ｒ1 =   214.6492            ｄ1 = 2.0000    ｎd1 =1.83350 νd1 =21.00
ｒ2 =   113.0438            ｄ2 = 5.3000    ｎd2 =1.49700 νd2 =81.61
ｒ3 =  -292.9631            ｄ3 = 0.1000
ｒ4 =    69.7853            ｄ4 = 5.0000    ｎd3 =1.43875 νd3 =94.97
ｒ5 =   708.8696            ｄ5 = 0.1000
ｒ6 =    50.0471            ｄ6 = 4.2300    ｎd4 =1.43875 νd4 =94.97
ｒ7 =   122.1518            ｄ7 =(可変)
ｒ8 =    58.2294            ｄ8 = 1.2000    ｎd5 =1.69680 νd5 =55.52
ｒ9 =    15.4000            ｄ9 = 5.2784
ｒ10=   -40.5987            ｄ10= 1.0000    ｎd6 =1.61800 νd6 =63.38
ｒ11=    98.4973            ｄ11= 0.1000
ｒ12=    28.7904            ｄ12= 2.3000    ｎd7 =1.83350 νd7 =21.00
ｒ13=   195.0991            ｄ13= 1.6170
ｒ14=   -32.0483            ｄ14= 1.0000    ｎd8 =1.72916 νd8 =54.68
ｒ15=  1284.2129            ｄ15=(可変)
ｒ16=   -17.9064            ｄ16= 1.2000    ｎd9 =1.48749 νd9 =70.20
ｒ17=  1249.1440            ｄ17= 0.1000
ｒ18=    22.5533            ｄ18= 4.2041    ｎd10=1.78590 νd10=44.18
ｒ19=   -46.4740            ｄ19= 1.2000    ｎd11=1.72916 νd11=54.68
ｒ20=    21.2975            ｄ20=(可変)
ｒ21=     ∞（絞り）        ｄ21= 1.5000
ｒ22=   208.7578            ｄ22= 3.1994    ｎd12=1.60311 νd12=60.70
ｒ23=   -19.6135            ｄ23= 0.1000
ｒ24=    26.3003            ｄ24= 2.9996    ｎd13=1.60311 νd13=60.70
ｒ25= -1108.9644            ｄ25= 1.4438
ｒ26=   -19.4039            ｄ26= 1.0000    ｎd14=1.80518 νd14=25.43
ｒ27=   -51.1011            ｄ27=10.5712
ｒ28=  -116.8701            ｄ28= 2.6008    ｎd15=1.60311 νd15=60.70
ｒ29=   -23.0163            ｄ29= 0.1000
ｒ30=    26.6785            ｄ30= 1.0000    ｎd16=1.87400 νd16=35.26
ｒ31=    13.4925            ｄ31= 3.8121    ｎd17=1.56907 νd17=71.30
ｒ32=  -374.3053
ズーム間隔
0003733355.tif 000007
ｆ1/ｆW   ＝ 8.2930   ｆ2/ｆW   ＝-1.9015   ｆ3/ｆW     ＝-4.4611
ｆ4-1/ｆW ＝ 3.1052   ｆ4-2/ｆW ＝ 3.3149   ｆ4-1/ｆ4-2 ＝ 0.9367
ｆ4C /ｆW ＝ 9.2481   ｆ3-1/ｆW ＝-4.0210   1/ＳＦ3-2   ＝ 0.0286   。
【００８８】
以上の本発明のズームレンズは、以下のように構成することができる。
〔１〕物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群のズーミング移動に伴って変動する像面を光軸に沿って移動して一定に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定で結像作用を持つ第４レンズ群からなり、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を持つ第４−１サブレンズ群と、それから比較的間隔を空けて配置された正の屈折力を持つ第４−２サブレンズ群から構成され、前記第４−１サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズからなり、前記第４−２サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも１枚の正レンズと接合面が負の屈折力である少なくとも１枚の接合レンズからなることを特徴とするズームレンズ。
〔２〕前記第４−１サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも２枚の正レンズと、物体側に凹面を向けた少なくとも１枚の負メニスカスレンズから構成されることを特徴とする上記〔１〕記載のズームレンズ。
〔３〕物体側から順に、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定の第１レンズ群、負の屈折力を持ちズーミングに際して光軸に沿って移動して変倍作用を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持ち、第２レンズ群のズーミング移動に伴って変動する像面を光軸に沿って移動して一定に保つ作用の第３レンズ群、正の屈折力を持ちズーミングに際して固定で結像作用を持つ第４レンズ群からなり、前記第３レンズ群は、物体側から順に、物体側に負の屈折力の強い方の面を向けた負レンズの第３−１サブレンズ群と、正の屈折力を持ち凹面を像側に向けた接合ダブレットレンズの第３−２サブレンズ群から構成されることを特徴とするズームレンズ。
〔４〕前記第４−２サブレンズ群は、物体側から順に、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと正レンズの接合レンズから構成されることを特徴とする上記〔１〕記載のズームレンズ。
〔５〕以下の条件を満足することを特徴とする上記〔１〕記載のズームレンズ：
（１）  ２．５＜ｆ4-1 ／ｆW ＜４．５
ただし、ｆ4-1 は第４−１サブレンズ群の焦点距離、ｆW は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。
〔６〕以下の条件を満足することを特徴とする上記〔１〕記載のズームレンズ：
（２）  ２．２＜ｆ4-2 ／ｆW ＜４．２
ただし、ｆ4-2 は第４−２サブレンズ群の焦点距離、ｆW は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。
〔７〕以下の条件を満足することを特徴とする上記〔１〕記載のズームレンズ：
（３）  ０．８＜ｆ4-1 ／ｆ4-2 ＜１．２
ただし、ｆ4-1 、ｆ4-2 はそれぞれ第４−１サブレンズ群、第４−２サブレンズ群の焦点距離である。
〔８〕以下の条件を満足することを特徴とする上記〔１〕記載のズームレンズ：
（４）  ６．０＜ｆ4C／ｆW ＜１１．０
ただし、ｆ4Cは第４−２サブレンズ群の構成要素である接合レンズの焦点距離、ｆW は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。
〔９〕前記第３レンズ群を物体側に繰り出すことによりフォーカシングを行うことを特徴とする上記〔３〕記載のズームレンズ。
〔１０〕前記第３−２サブレンズ群の接合面は正の屈折力であることを特徴とする上記〔３〕記載のズームレンズ。
〔１１〕前記第３−２サブレンズ群の接合ダブレットレンズは、両凸レンズと両凹レンズからなることを特徴とする上記〔３〕記載のズームレンズ。
〔１２〕以下の条件を満足することを特徴とする上記〔３〕記載のズームレンズ：
（５）  −５．０＜ｆ3-1 ／ｆW ＜−３．０
ただし、ｆ3-1 は第３−１サブレンズ群の焦点距離、ｆW は広角端におけるレンズ全系の焦点距離である。
〔１３〕以下の条件を満足することを特徴とする上記〔３〕記載のズームレンズ：
（６）  ０．０＜１／ＳＦ3-2 ＜０．１
ただし、ＳＦ3-2 は第３−２サブレンズ群のシェイピングファクターであり、ここで、シェイピングファクターＳＦは、レンズの物体側の面、像側の面の曲率半径をそれぞれｒF 、ｒR とするとき、以下の式で定義される。
【００８９】
ＳＦ＝（ｒF ＋ｒR ）／（ｒF −ｒR ）                            。
【００９０】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、また各実施例からも明らかなように、本発明によれば、比較的簡単なズームレンズ構成でありながら、撮像管や固体撮像素子等を用いた電子カメラ、特に、近年の高精細画像を取り込む用途に適した画素数の多い撮像素子を用いた電子カメラに最適な高い光学性能を有し、各種フィルタ類等の光学部材や光路分割用のプリズム等の光学素子をレンズと撮像素子の間に挿入可能な大きなバックフォーカスを有する、小型のズームレンズを実現することができる。
【００９１】
また、本発明の別の発明によれば、無限遠物点から近距離物点に至るまで、安定した高い光学性能を有する、バックフォーカスの大きな、小型のズームレンズを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端から標準状態を経て望遠端に至る各レンズ群の様子を示す図である。
【図２】実施例２の広角端でのレンズ断面図である。
【図３】実施例３の広角端でのレンズ断面図である。
【図４】実施例５の広角端でのレンズ断面図である。
【図５】実施例６の広角端でのレンズ断面図である。
【図６】実施例１の広角端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図７】実施例１の標準状態での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図８】実施例１の望遠端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図９】実施例１の望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を示す収差図である。
【図１０】実施例２の広角端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図１１】実施例２の標準状態での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図１２】実施例２の望遠端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図１３】実施例２の望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を示す収差図である。
【図１４】実施例３の広角端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図１５】実施例３の標準状態での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図１６】実施例３の望遠端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図１７】実施例３の望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を示す収差図である。
【図１８】実施例４の広角端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図１９】実施例４の標準状態での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図２０】実施例４の望遠端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図２１】実施例４の望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を示す収差図である。
【図２２】実施例５の広角端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図２３】実施例５の標準状態での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図２４】実施例５の望遠端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図２５】実施例５の望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を示す収差図である。
【図２６】実施例６の広角端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図２７】実施例６の標準状態での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図２８】実施例６の望遠端での無限遠物点に対する収差状況を示す収差図である。
【図２９】実施例６の望遠端における物点距離１ｍの場合の収差状況を示す収差図である。
【符号の説明】
Ｉ  …第１レンズ群
II  …第２レンズ群
III …第３レンズ群
III-1 …第３−１サブレンズ群
III-2 …第３−２サブレンズ群
IV  …第４レンズ群
IV-1…第４−１サブレンズ群
IV-2…第４−２サブレンズ群
Ｐ  …光路分割用プリズム
【図１】
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【図２】
0003733355.tif 000009
【図３】
0003733355.tif 000010
【図４】
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【図５】
0003733355.tif 000012
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003733355.tif 000023
【図１７】
0003733355.tif 000024
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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