JP3729126B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に、高変倍比のズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラにおいて、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を並べた受光素子を用いて、受光素子面上に形成された被写体像を、各光電変換素子によって被写体像の光量を電気的出力に変換して、記録する方法が知られている。
【０００３】
近年の微細加工技術の進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が進展し、それまでは取り扱えなかったような大容量の画像データが高速処理できるようになってきた。また、受光素子においても高集積化や小型化が進められ、高集積化により、より高い空間周波数の記録が可能となり、かつ小型化により、カメラ全体の小型化が達成されている。
【０００４】
但し、上述の受光素子の高集積化や小型化により、個々の光電変換素子の受光面積が狭まり、電気出力の低下に伴ってノイズの影響が大きくなる問題があった。これを防ぐために、光学系の大口径比化により受光素子上に到達する光量を増大させた。さらに、各素子の直前に微小なレンズ素子（所謂、マイクロレンズアレイ）を配置した。このマイクロレンズアレイは、隣り合う光電変換素子の隙間に至る光束を光電変換素子上へ導く代わりに、レンズ系の射出瞳位置に制約を与えていた。これはレンズ系の射出瞳位置が受光素子に近づくと、受光素子に到達する主光線が光軸となす角度が大きくなるため、画面周辺部へ向かう軸外光束が光軸に対して大きな角度をなし、その結果軸外光束が受光素子上に到達しなくなり、光量不足を招いてしまうからである。
【０００５】
光電変換素子を受光素子に用いて被写体像を記録するカメラ、所謂、デジタルスチルカメラは現像作業が不要である、撮影結果を容易に確認できる等、データの取扱い易さがある反面、画質の面で銀塩カメラに劣っていたり、パーソナルコンピュータ等の機器との接続が必要だったりするため、普及率が向上しなかった。近年、デジタルスチルカメラの画質向上や低価格化に伴う機器の普及により、デジタルスチルカメラが一般的に使われるようになってきた。
画質向上については上述の受光素子の高集積化と併せて、光学系の高性能化が必要不可欠である。
また、変倍比を高めることは撮影者に撮影の自由度を高め、例えば、被写体により近づいた撮影ができたり、室内など被写体位置が近い時でも広い範囲が撮影できたり等の利点を生み出した。
【０００６】
具体的には例えば、特開平６−１９４５７２号公報や特開２００１−１３３６８７号公報、あるいは特開２００１−１９４５９０号公報などが開示されている。
【０００７】
特開平６−１９４５７２号公報及び特開２００１−１３３６８７号公報に開示されたズームレンズでは、物体側より順に正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群で構成され、レンズ位置状態によらず、第１レンズ群が光軸方向に固定され、第２レンズ群乃至第４レンズ群が光軸方向に移動することにより、焦点距離が変化していた。
【０００８】
特開２００１−１９４５９０号公報に開示されたズームレンズでは、物体側より順に正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群を配置して、これより像側に複数のレンズ群を配置し、高い変倍比を実現していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のズームレンズでは、高性能化と高変倍比化との両立ができても、光学系の小型化を実現することは難しく、光学系が大型化してしまい携帯性を損ねてしまう問題が生じていた。
【００１０】
特開平６−１９４５７２号公報に開示されたズームレンズでは、大口径比、高変倍比を実現しているが、像高に対するレンズ全長とレンズ径の小型化が難しかった。特開２００１−１３３６８７号公報に開示されたズームレンズでは、レンズ枚数を減らすことにより、レンズ系の小型化を実現しているが、高い変倍比が実現できなかった。
特開２００１−１９４５９０号公報に開示されたズームレンズでは、大口径比、高変倍比を実現しているが、第１レンズ群及び第２レンズ群のレンズ径が非常に大きく、小型化と高変倍比化との両立が困難であった。
【００１１】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、高性能化と高変倍比化と共に小型化をも実現するズームレンズを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群を有し、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群が物体側に移動して、
前記第２レンズ群は物体側より順に、像側に凹面を向けた第１負レンズ、物体側に凹面を向けた第２負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの３つのレンズを有し、
前記第３レンズ群は物体側より順に、第１正レンズ、第２正レンズ、負レンズの３枚のレンズで構成され、
前記第４レンズ群は，前記第４レンズ群中で最も像側から物体側へ向かって順に正レンズと負レンズとを有して、
以下の条件式（１）乃至（３）を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
（１）０．０２５≦Ｄ3P／ｆｔ＜０．１００
（２）０．１０＜Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＜０．２５ （Ｒlast＜０）
（３）０．４＜Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＜１．０
但し、
Ｄ3P：前記第３レンズ群中に配置される前記第２正レンズの中心厚、
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離、
Ｙｏ：画面対角長の半分、
Ｒlast：前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径、
Ｂｆｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの距離、
Δ４：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化した際の前記第４レンズ群の移動量で物体側への移動量をプラスとする、
ｆｗ：広角端状態における焦点距離である。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様では、
本発明のズームレンズは、以下の条件式（４）と（５）のうち、少なくともいずれか一方を満足することが望ましい。
（４）０．１＜|ｆ3N|／ｆｔ＜０．７
（５）０．２＜|ｒ31|／ｆ３＜２．０
但し、
ｆ3N：前記第３レンズ群中に配置される前記負レンズの焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離、
ｒ31：前記第３レンズ群中に配置される前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離である。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様では、
本発明のズームレンズは、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）−０．７＜（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＜０
但し、
ｒ21：前記第２レンズ群中に配置される前記第１負レンズの像側レンズ面の曲率半径、
ｒ22：前記第２レンズ群中に配置される前記第２負レンズの物体側レンズ面の曲率半径である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について詳述する。本発明のズームレンズは、従来から知られている正負正正の４つのレンズ群タイプと同様に、物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群で構成され、広角端状態（焦点距離が最も短い）から望遠端状態（焦点距離が最も長い）までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも第１レンズ群と第４レンズ群が物体側へ移動する。
高い変倍比のズームレンズではレンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正するために、開口絞りをレンズ系の中心付近に配置することが望ましく、本発明においては第３レンズ群近傍に配置しており、第３レンズ群と一緒に動く。
【００１６】
広角端状態では第２レンズ群を開口絞りから離れて配置することにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、開口絞りとの間隔を狭めることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づく。広角端状態で第１レンズ群と第２レンズ群とを近づけることにより、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸からできるだけ離れないようにし、望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を広げることにより、第１レンズ群を通過する軸外光束を光軸から離している。
【００１７】
また、広角端状態では第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を広げて配置して、望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を狭めることで、第４レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近づけている。
このように、第１レンズ群、第２レンズ群、第４レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることにより、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動を良好に補正している。
【００１８】
本発明においては、以下の条件（I）乃至（III）を満足するように構成している。
（I）第３レンズ群が物体側より順に、第１正レンズ、第２正レンズ、負レンズの３枚のレンズで構成される。
（II）第４レンズ群は最も像側に配置される正レンズと、その物体側に配置される負レンズとを有し、正レンズの像側レンズ面の曲率半径を適切に設定する
（III）広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第４レンズ群の移動量を適切に設定する
【００１９】
条件（I）望遠端状態におけるレンズ全長を短縮するための条件である。
本発明においては、第１レンズ群により収斂された光束を第２レンズ群により発散させるために、レンズ全長の短縮化が難しい。そこで、第３レンズ群を正負構造とすることで、第３レンズ群の主点位置を物体側に移動させ、レンズ全長の短縮化を実現している。本発明においては、第３レンズ群を条件（I）に示すレンズ構成として、第２正レンズのレンズ厚を適切に設定し、第１正レンズから第２正レンズの物体側レンズ面までを正部分群、第２正レンズの像側レンズ面から負レンズまでを負部分群として機能させることで、第３レンズ群の屈折力が強くても負の球面収差が良好に補正できる。
【００２０】
条件（II）は広角端状態での射出瞳位置を規定する条件である。
第４レンズ群の最も像側に負レンズ、正レンズを並べることで、負レンズにより一旦発散させてから正レンズにより収斂させることにより、第４レンズ群と像面位置が近くても第４レンズ群を射出する主光線が光軸に対してなす角度を小さくしている。
【００２１】
条件（III）は広角端状態から望遠端状態までの射出瞳位置の変化を規定する、すなわち、受光素子に到達する主光線が光軸に対してなす角度の変化を規定するための条件である。
本発明では広角端状態から望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に第４レンズ群が物体側へ移動するため、第４レンズ群の移動に従って、受光素子に到達する主光線が光軸に対してなす角度が小さくなる（この小さくなるとは、受光素子に到達する主光線が光軸から離れる方向に進んでいたのが、徐々に光軸に近づく方向に変化するということである）。この受光素子に到達する主光線が光軸に対してなす角度の変化が大きくなると、画面周辺部における光量不足が発生しやすくなる。逆に、この変化を小さくする、すなわち、第４レンズ群の移動量を小さく抑えようとすると、所定の変倍比を確保する時に、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動が大きくなってしまう。
【００２２】
本発明のズームレンズは、上述のように構成することにより、高変倍比と小型化とを達成している。
【００２３】
以下、各条件式について説明する。
条件式（１）は第３レンズ群を構成するレンズのうち、第２正レンズの中心厚を規定する条件式である。
条件式（１）の上限値を上回った場合、広角端状態において第４レンズ群に入射する軸外光束が光軸から大きく離れてしまうので、画面周辺部において発生するコマ収差を良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、第３レンズ群を構成する正部分群と負部分群とのそれぞれの屈折力が強まるため、製造時に発生する微小な相互偏心によっても著しく光学性能が劣化してしまう。
【００２４】
条件式（２）は広角端状態における射出瞳位置を規定する条件式で、条件（II）を具体的な数値範囲として表したものである。
条件式（２）の上限値を上回った場合、望遠端状態において第４レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れる。第４レンズ群を通過する光束の高さが光軸から離れると、像高は一定であるため、軸外光束は第４レンズ群を射出すると光軸に近づくように強く屈折される。従って、軸外光束が光軸に対してなす角度が光軸に近づく方向に大きくなる。このため、望遠端状態において受光素子に対する射出瞳位置が近づいてしまい、マイクロレンズアレイによる光線ケラレや赤外カットフィルタやローパスフィルタに入射する際の入射角度が大きくなり、画面中心部と画面周辺部との間で、カラーバランスや画質等に違いが生じてしまう。
条件式（２）の下限値を下回った場合、広角端状態において第４レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づく。第４レンズ群を通過する軸外光束の高さが光軸に近づくと、像高が一定であるため、第４レンズ群を射出する軸外光束は光軸から離れるように射出する。この時、軸外光束が光軸に対してなす角度が光軸から離れる方向に大きくなる。このため、広角端状態において受光素子に対する射出瞳位置が近づいてしまい、マイクロレンズアレイによる光線ケラレや赤外カットフィルタやローパスフィルタに入射する際の入射角度が大きくなって、画面中心部と画面周辺部との間で、カラーバランスや画質等に違いが生じてしまう。
【００２５】
条件式（３）は条件（III）を具体的な数値で規定する条件式である。
条件式（３）の上限値を上回った場合、受光素子に到達する主光線が光軸に対してなす角度の変化が大きくなると、画面周辺部における光量不足が発生しやすくなってしまう。逆に、条件式（３）の下限値を下回った場合、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動が大きくなって、所定の光学性能が得られない。
【００２６】
また、本発明では、上記構成の基で、以下の条件式（４）と（５）のうち、少なくともいずれか一方を満足することにより、より高い光学性能が得られる。
（４）０．１＜|ｆ3N|／ｆｔ＜０．７
（５）０．２＜|ｒ31|／ｆ３＜２．０
但し、
ｆ3N：第３レンズ群中に配置される負レンズの焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離、
ｒ31：第３レンズ群中に配置される負レンズの物体側レンズ面の曲率半径、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離である。
【００２７】
条件式（４）は第３レンズ群中に配置される負レンズの焦点距離を規定する条件式である。
条件式（４）の上限値を上回った場合、望遠端状態において発生する負の球面収差を良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（４）の下限値を下回った場合、製造時に発生する微小な偏心によっても画面中心部における光学性能が著しく劣化してしまい、安定した光学品質が確保できなくなってしまう。
【００２８】
条件式（５）は第３レンズ群中に配置される負レンズの形状を規定する条件式である。
条件式（５）の上限値を上回った場合、第３レンズ群で発生する負の球面収差を良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合、望遠端状態で第３レンズ群において発生する高次の球面収差が大きくなってしまい、所定の光学性能が得られない。
【００２９】
なお、本発明では、条件式（４）と（５）とを同時に満足することにより、より高い光学性能が得られる。
【００３０】
また、本発明では、第２レンズ群が物体側より順に、像側に凹面を向けた第１負レンズ、物体側に凹面を向けた第２負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの３つのレンズを配置して、以下の条件式（６）を満足するように構成することにより、広角端状態において画角の変化に伴って発生するコマ収差の変動を良好に補正できる。
（６）−０．７＜（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＜０
但し、
ｒ21：第２レンズ群中に配置された第１負レンズの像側レンズ面の曲率半径、
ｒ22：第２レンズ群中に配置された第２負レンズの物体側レンズ面の曲率半径である。
【００３１】
条件式（６）は第２レンズ群中に配置される第１負レンズと第２負レンズとの間に形成される空気間隔の形状を規定する条件式である。
条件式（６）の上限値を上回った場合、広角端状態において画角によるコマ収差の変動が良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（６）の下限値を下回った場合、広角端状態において発生する高次の像面湾曲が良好に補正できなくなってしまう。
【００３２】
また、本発明では、非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能が実現できる。特に、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面として構成することにより、広角端状態で発生する軸外収差をより良く補正することが可能である。また、第４レンズ群に非球面レンズを導入することにより、広角端状態の画面周縁部で発生するコマ収差を良好に補正することが可能である。
さらに、好ましくは複数の非球面を１つの光学系に用いることでより高い光学性能が得られるのは言うまでもない。
【００３３】
また、本発明では、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群、あるいは１つのレンズ群の一部を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより、像をシフトさせることも可能であり、カメラのブレを検出する検出系、上記レンズ群をシフトさせる駆動系、検出系の出力に従って駆動系にシフト量を与える制御系とを組合せることにより、防振光学系として機能させることが可能である。
【００３４】
なお、本発明においては近距離合焦時に第２レンズ群を光軸方向に移動させることが諸収差の変動を抑えるのに適している。
また、以下の実施例に示されるように、第４レンズ群の像側にレンズ位置状態が変化する際に固定の第５レンズ群を配置して、フォーカシングに際して移動させることにより、合焦を行うことも可能である。
【００３５】
また、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためにローパスフィルタを配置したり、受光素子の周波数特性に応じて赤外カットフィルタを配置したりすることも勿論、可能である。
【００３６】
また、本発明による変倍光学系は、ズームレンズだけでなく、焦点距離状態が連続的に存在しないバリフォーカルズームレンズに適用できることは言うまでもない。
【００３７】
続いて、本発明の第１実施例乃至第５実施例について以下に説明する。ここで各実施例における非球面は以下の式で表される。
【００３８】
【数１】
ｘ＝ｃｙ2／｛１＋（１−κｃ2ｙ2）1/2｝＋Ｃ4ｙ4＋Ｃ6ｙ6＋…
なお、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、κは円錐定数、Ｃ4，Ｃ6，…は非球面係数である。
【００３９】
図１は、本発明の第１実施例乃至第３実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１，負屈折力の第２レンズ群Ｇ２，正屈折力の第３レンズ群Ｇ３，正屈折力の第４レンズ群Ｇ４により構成され、広角端状態Ｗより望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は減少するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動している。
【００４０】
図２は、本発明の第４実施例乃至第５実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１，負屈折力の第２レンズ群Ｇ２，正屈折力の第３レンズ群Ｇ３，正屈折力の第４レンズ群Ｇ４，正屈折力の第５レンズ群Ｇ５により構成され、広角端状態Ｗより望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔は増大するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動するとともに、第５レンズ群Ｇ５はレンズ位置状態によらず光軸方向に固定される。
【００４１】
次に、本発明の各実施例を以下に示す。
（第１実施例）
図３は、本発明の第１実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２２，両凸形状の正レンズＬ２３，両凹形状の負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１，両凹形状の負レンズＬ４２，両凸形状の正レンズＬ４３で構成される。
【００４２】
本第１実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、メニスカス形状の負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
また、像面はＩで示し、他の実施例も同様とする。
【００４３】
以下の表１に、本発明の第１実施例の諸元値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角の最大値（単位：度）を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。なお、表１中で曲率半径０とは平面を示す。
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径、間隔その他の長さには、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とする。
【００４４】
【表１】
【００４５】
第６面，第２２面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数を表２に示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表３に示す。
【００４８】
【表３】
（可変間隔表）
ｆ 9.2400 27.8466 69.0818
D5 1.6640 12.6396 23.3546
D14 14.9508 5.2294 1.2000
D21 4.1931 1.1370 0.5000
BF 19.0092 31.8223 36.5596
【００４９】
以下の表４に第１実施例の条件式対応値を示す。
【００５０】
【表４】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝５．７
ｆ3N＝-31.049
ｆ３＝+22.648
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０２５
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１８５
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．６９５
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．４４９
（５）|ｒ31|／ｆ３＝１．５９３
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．３６１
【００５１】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は本発明の第１実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.24）、中間焦点距離状態（ｆ＝27.85）、望遠端状態（ｆ＝69.08）における諸収差図を示す。
【００５２】
図４（ａ）〜図４（ｃ）の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンディションを示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示し、ＦＮＯはＦナンバーを示し球面収差図ではその最大値を示し、Ｙは像高を示し、非点収差図、歪曲収差図ではその最大値を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．４２５，２．８５，３．９９，５．７０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
なお、上記の説明は、他の実施例の各収差図においても同様である。
【００５３】
各収差図から、本第１の実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００５４】
（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２２，両凸形状の正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凹形状の負レンズＬ４１，両凸形状の正レンズＬ４２で構成される。
【００５５】
本第２実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。
【００５６】
以下の表５に、本発明の第２実施例の諸元値を掲げる。
【００５７】
【表５】
【００５８】
第６面，第２１面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数を表６に示す。
【００５９】
【表６】
【００６０】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表７に示す。
【００６１】
【表７】
（可変間隔表）
ｆ 9.2500 26.9999 68.9997
D5 1.8289 14.2396 24.8464
D11 27.6563 10.3330 1.3000
D18 3.0203 1.3078 0.8819
BF 20.3805 29.6301 35.2213
【００６２】
以下の表８に第２実施例の条件式対応値を示す。
【００６３】
【表８】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝６．０
ｆ3N＝-18.172
ｆ３＝+31.748
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０２８
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１８３
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．５８７
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．２６３
（５）|ｒ31|／ｆ３＝０．６９０
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．３８３
【００６４】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は本発明の第２実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.25）、中間焦点距離状態（ｆ＝27.00）、望遠端状態（ｆ＝69.00）における諸収差図を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．５、３．０，４．２，６．０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
【００６５】
各収差図から、本第２の実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００６６】
（第３実施例）
図７は、本発明の第３実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２２，両凸形状の正レンズＬ２３，両凹形状の負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１，像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４２，両凸形状の正レンズＬ４３で構成される。
【００６７】
本第３実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【００６８】
以下の表９に、本発明の第３実施例の諸元値を掲げる。
【００６９】
【表９】
【００７０】
第６面，第２２面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数を表１０に示す。
【００７１】
【表１０】
【００７２】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表１１に示す。
【００７３】
【表１１】
（可変間隔表）
ｆ 9.2394 26.9953 69.0998
D5 1.4000 11.6216 23.5678
D14 17.4652 6.6875 2.0000
D21 2.5670 0.9209 0.5000
BF 19.0095 31.4212 36.6600
【００７４】
以下の表１２に第３実施例の条件式対応値を示す。
【００７５】
【表１２】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝５．７
ｆ3N＝-35.384
ｆ３＝+26.597
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０５８
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１４５
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．６９９
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．５１２
（５）|ｒ31|／ｆ３＝１．４３２
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．４４８
【００７６】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は本発明の第３実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.24）、中間焦点距離状態（ｆ＝27.00）、望遠端状態（ｆ＝69.10）における諸収差図を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．４２５，２．８５，３．９９，５．７０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
【００７７】
各収差図から、本第３の実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００７８】
（第４実施例）
図９は、本発明の第４実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合負レンズＬ２２，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ４で構成され、第５レンズ群Ｇ５が両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合正レンズＬ５で構成される。
【００７９】
本第４実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。
第５レンズ群Ｇ５の像側にはローパスフィルタＬＦと保護ガラスＧＦとが配置される。
【００８０】
以下の表１３に、本発明の第４実施例の諸元値を掲げる。
【００８１】
【表１３】
【００８２】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表１４に示す。
【００８３】
【表１４】
（可変間隔表）
ｆ 9.1668 26.9807 69.0681
D5 1.6978 17.4661 30.9448
D12 27.1095 11.2260 2.5720
D19 6.2411 1.3151 1.4085
D22 2.3722 17.3760 24.4561
BF 1.0326 1.0326 1.0326
【００８４】
以下の表１５に第４実施例の条件式対応値を示す。
【００８５】
【表１５】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝５．７
ｆ3N＝-14.044
ｆ３＝+25.445
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０７１
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１４３
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．８７８
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．２０３
（５）|ｒ31|／ｆ３＝１．０６７
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．１０８
【００８６】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は本発明の第４実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.17）、中間焦点距離状態（ｆ＝26.98）、望遠端状態（ｆ＝69.07）における諸収差図を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．４２５，２．８５，３．９９，５．７０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
【００８７】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００８８】
（第５実施例）
図１１は、本発明の第５実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２２，両凸形状の正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凹形状の負レンズＬ４１，両凸形状の正レンズＬ４２で構成され、第５レンズ群が物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ５で構成される。
【００８９】
本第５実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。
第５レンズ群Ｇ５の像側にはローパスフィルタＬＦと保護ガラスＧＦとが配置される。
【００９０】
以下の表１６に、本発明の第５実施例の諸元値を掲げる。
【００９１】
【表１６】
【００９２】
第６面，第２１面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数を表１７に示す。
【００９３】
【表１７】
【００９４】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表１８に示す。
【００９５】
【表１８】
（可変間隔表）
ｆ 9.3600 27.0000 69.0005
D5 2.0541 14.0490 25.1345
D11 28.6709 11.4789 0.3000
D18 4.0976 1.2027 1.0056
D22 5.7348 17.9430 21.8822
BF 1.0000 1.0000 1.0000
【００９６】
以下の表１９に第５実施例の条件式対応値を示す。
【００９７】
【表１９】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝５．７
ｆ3N＝-12.004
ｆ３＝+35.986
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０５１
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１７２
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．６３５
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．１７４
（５）|ｒ31|／ｆ３＝０．４７２
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．５１０
【００９８】
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は本発明の第５実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.36）、中間焦点距離状態（ｆ＝27.00）、望遠端状態（ｆ＝69.00）における諸収差図を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．４２５，２．８５，３．９９，５．７０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
【００９９】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【０１００】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、広角端状態でのレンズ全長が比較的短くレンズ全長の変化が少ないズームレンズが達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例乃至第３実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配置図。
【図２】本発明の第４実施例乃至第５実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配置図。
【図３】本発明の第１実施例によるズームレンズの構成を示す断面図。
【図４】（ａ）第１実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第１実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第１実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【図５】本発明の第２実施例によるズームレンズの構成を示す断面図
【図６】（ａ）第２実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第２実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第２実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【図７】本発明の第３実施例によるズームレンズの構成を示す断面図
【図８】（ａ）第３実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第３実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第３実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【図９】本発明の第４実施例によるズームレンズの構成を示す断面図
【図１０】（ａ）第４実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第４実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第４実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【図１１】本発明の第５実施例によるズームレンズの構成を示す断面図
【図１２】（ａ）第５実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第５実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第５実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【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
Ｓ 開口絞り
ＬＦ ローパスフィルタ
ＧＦ 保護ガラス
Ｉ 像面
Ｗ 広角端状態
Ｔ 望遠端状態
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に、高変倍比のズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラにおいて、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を並べた受光素子を用いて、受光素子面上に形成された被写体像を、各光電変換素子によって被写体像の光量を電気的出力に変換して、記録する方法が知られている。
【０００３】
近年の微細加工技術の進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が進展し、それまでは取り扱えなかったような大容量の画像データが高速処理できるようになってきた。また、受光素子においても高集積化や小型化が進められ、高集積化により、より高い空間周波数の記録が可能となり、かつ小型化により、カメラ全体の小型化が達成されている。
【０００４】
但し、上述の受光素子の高集積化や小型化により、個々の光電変換素子の受光面積が狭まり、電気出力の低下に伴ってノイズの影響が大きくなる問題があった。これを防ぐために、光学系の大口径比化により受光素子上に到達する光量を増大させた。さらに、各素子の直前に微小なレンズ素子（所謂、マイクロレンズアレイ）を配置した。このマイクロレンズアレイは、隣り合う光電変換素子の隙間に至る光束を光電変換素子上へ導く代わりに、レンズ系の射出瞳位置に制約を与えていた。これはレンズ系の射出瞳位置が受光素子に近づくと、受光素子に到達する主光線が光軸となす角度が大きくなるため、画面周辺部へ向かう軸外光束が光軸に対して大きな角度をなし、その結果軸外光束が受光素子上に到達しなくなり、光量不足を招いてしまうからである。
【０００５】
光電変換素子を受光素子に用いて被写体像を記録するカメラ、所謂、デジタルスチルカメラは現像作業が不要である、撮影結果を容易に確認できる等、データの取扱い易さがある反面、画質の面で銀塩カメラに劣っていたり、パーソナルコンピュータ等の機器との接続が必要だったりするため、普及率が向上しなかった。近年、デジタルスチルカメラの画質向上や低価格化に伴う機器の普及により、デジタルスチルカメラが一般的に使われるようになってきた。
画質向上については上述の受光素子の高集積化と併せて、光学系の高性能化が必要不可欠である。
また、変倍比を高めることは撮影者に撮影の自由度を高め、例えば、被写体により近づいた撮影ができたり、室内など被写体位置が近い時でも広い範囲が撮影できたり等の利点を生み出した。
【０００６】
具体的には例えば、特開平６−１９４５７２号公報や特開２００１−１３３６８７号公報、あるいは特開２００１−１９４５９０号公報などが開示されている。
【０００７】
特開平６−１９４５７２号公報及び特開２００１−１３３６８７号公報に開示されたズームレンズでは、物体側より順に正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力の第４レンズ群の４つのレンズ群で構成され、レンズ位置状態によらず、第１レンズ群が光軸方向に固定され、第２レンズ群乃至第４レンズ群が光軸方向に移動することにより、焦点距離が変化していた。
【０００８】
特開２００１−１９４５９０号公報に開示されたズームレンズでは、物体側より順に正屈折力の第１レンズ群、負屈折力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群を配置して、これより像側に複数のレンズ群を配置し、高い変倍比を実現していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のズームレンズでは、高性能化と高変倍比化との両立ができても、光学系の小型化を実現することは難しく、光学系が大型化してしまい携帯性を損ねてしまう問題が生じていた。
【００１０】
特開平６−１９４５７２号公報に開示されたズームレンズでは、大口径比、高変倍比を実現しているが、像高に対するレンズ全長とレンズ径の小型化が難しかった。特開２００１−１３３６８７号公報に開示されたズームレンズでは、レンズ枚数を減らすことにより、レンズ系の小型化を実現しているが、高い変倍比が実現できなかった。
特開２００１−１９４５９０号公報に開示されたズームレンズでは、大口径比、高変倍比を実現しているが、第１レンズ群及び第２レンズ群のレンズ径が非常に大きく、小型化と高変倍比化との両立が困難であった。
【００１１】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、高性能化と高変倍比化と共に小型化をも実現するズームレンズを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群を有し、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群が物体側に移動して、
前記第２レンズ群は物体側より順に、像側に凹面を向けた第１負レンズ、物体側に凹面を向けた第２負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの３つのレンズを有し、
前記第３レンズ群は物体側より順に、第１正レンズ、第２正レンズ、負レンズの３枚のレンズで構成され、
前記第４レンズ群は，前記第４レンズ群中で最も像側から物体側へ向かって順に正レンズと負レンズとを有して、
以下の条件式（１）乃至（３）を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
（１）０．０２５≦Ｄ3P／ｆｔ＜０．１００
（２）０．１０＜Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＜０．２５ （Ｒlast＜０）
（３）０．４＜Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＜１．０
但し、
Ｄ3P：前記第３レンズ群中に配置される前記第２正レンズの中心厚、
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離、
Ｙｏ：画面対角長の半分、
Ｒlast：前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径、
Ｂｆｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの距離、
Δ４：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化した際の前記第４レンズ群の移動量で物体側への移動量をプラスとする、
ｆｗ：広角端状態における焦点距離である。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様では、
本発明のズームレンズは、以下の条件式（４）と（５）のうち、少なくともいずれか一方を満足することが望ましい。
（４）０．１＜|ｆ3N|／ｆｔ＜０．７
（５）０．２＜|ｒ31|／ｆ３＜２．０
但し、
ｆ3N：前記第３レンズ群中に配置される前記負レンズの焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離、
ｒ31：前記第３レンズ群中に配置される前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離である。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様では、
本発明のズームレンズは、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）−０．７＜（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＜０
但し、
ｒ21：前記第２レンズ群中に配置される前記第１負レンズの像側レンズ面の曲率半径、
ｒ22：前記第２レンズ群中に配置される前記第２負レンズの物体側レンズ面の曲率半径である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について詳述する。本発明のズームレンズは、従来から知られている正負正正の４つのレンズ群タイプと同様に、物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群で構成され、広角端状態（焦点距離が最も短い）から望遠端状態（焦点距離が最も長い）までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも第１レンズ群と第４レンズ群が物体側へ移動する。
高い変倍比のズームレンズではレンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正するために、開口絞りをレンズ系の中心付近に配置することが望ましく、本発明においては第３レンズ群近傍に配置しており、第３レンズ群と一緒に動く。
【００１６】
広角端状態では第２レンズ群を開口絞りから離れて配置することにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、開口絞りとの間隔を狭めることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づく。広角端状態で第１レンズ群と第２レンズ群とを近づけることにより、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸からできるだけ離れないようにし、望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を広げることにより、第１レンズ群を通過する軸外光束を光軸から離している。
【００１７】
また、広角端状態では第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を広げて配置して、望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を狭めることで、第４レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近づけている。
このように、第１レンズ群、第２レンズ群、第４レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることにより、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動を良好に補正している。
【００１８】
本発明においては、以下の条件（I）乃至（III）を満足するように構成している。
（I）第３レンズ群が物体側より順に、第１正レンズ、第２正レンズ、負レンズの３枚のレンズで構成される。
（II）第４レンズ群は最も像側に配置される正レンズと、その物体側に配置される負レンズとを有し、正レンズの像側レンズ面の曲率半径を適切に設定する
（III）広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第４レンズ群の移動量を適切に設定する
【００１９】
条件（I）望遠端状態におけるレンズ全長を短縮するための条件である。
本発明においては、第１レンズ群により収斂された光束を第２レンズ群により発散させるために、レンズ全長の短縮化が難しい。そこで、第３レンズ群を正負構造とすることで、第３レンズ群の主点位置を物体側に移動させ、レンズ全長の短縮化を実現している。本発明においては、第３レンズ群を条件（I）に示すレンズ構成として、第２正レンズのレンズ厚を適切に設定し、第１正レンズから第２正レンズの物体側レンズ面までを正部分群、第２正レンズの像側レンズ面から負レンズまでを負部分群として機能させることで、第３レンズ群の屈折力が強くても負の球面収差が良好に補正できる。
【００２０】
条件（II）は広角端状態での射出瞳位置を規定する条件である。
第４レンズ群の最も像側に負レンズ、正レンズを並べることで、負レンズにより一旦発散させてから正レンズにより収斂させることにより、第４レンズ群と像面位置が近くても第４レンズ群を射出する主光線が光軸に対してなす角度を小さくしている。
【００２１】
条件（III）は広角端状態から望遠端状態までの射出瞳位置の変化を規定する、すなわち、受光素子に到達する主光線が光軸に対してなす角度の変化を規定するための条件である。
本発明では広角端状態から望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に第４レンズ群が物体側へ移動するため、第４レンズ群の移動に従って、受光素子に到達する主光線が光軸に対してなす角度が小さくなる（この小さくなるとは、受光素子に到達する主光線が光軸から離れる方向に進んでいたのが、徐々に光軸に近づく方向に変化するということである）。この受光素子に到達する主光線が光軸に対してなす角度の変化が大きくなると、画面周辺部における光量不足が発生しやすくなる。逆に、この変化を小さくする、すなわち、第４レンズ群の移動量を小さく抑えようとすると、所定の変倍比を確保する時に、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動が大きくなってしまう。
【００２２】
本発明のズームレンズは、上述のように構成することにより、高変倍比と小型化とを達成している。
【００２３】
以下、各条件式について説明する。
条件式（１）は第３レンズ群を構成するレンズのうち、第２正レンズの中心厚を規定する条件式である。
条件式（１）の上限値を上回った場合、広角端状態において第４レンズ群に入射する軸外光束が光軸から大きく離れてしまうので、画面周辺部において発生するコマ収差を良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、第３レンズ群を構成する正部分群と負部分群とのそれぞれの屈折力が強まるため、製造時に発生する微小な相互偏心によっても著しく光学性能が劣化してしまう。
【００２４】
条件式（２）は広角端状態における射出瞳位置を規定する条件式で、条件（II）を具体的な数値範囲として表したものである。
条件式（２）の上限値を上回った場合、望遠端状態において第４レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れる。第４レンズ群を通過する光束の高さが光軸から離れると、像高は一定であるため、軸外光束は第４レンズ群を射出すると光軸に近づくように強く屈折される。従って、軸外光束が光軸に対してなす角度が光軸に近づく方向に大きくなる。このため、望遠端状態において受光素子に対する射出瞳位置が近づいてしまい、マイクロレンズアレイによる光線ケラレや赤外カットフィルタやローパスフィルタに入射する際の入射角度が大きくなり、画面中心部と画面周辺部との間で、カラーバランスや画質等に違いが生じてしまう。
条件式（２）の下限値を下回った場合、広角端状態において第４レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づく。第４レンズ群を通過する軸外光束の高さが光軸に近づくと、像高が一定であるため、第４レンズ群を射出する軸外光束は光軸から離れるように射出する。この時、軸外光束が光軸に対してなす角度が光軸から離れる方向に大きくなる。このため、広角端状態において受光素子に対する射出瞳位置が近づいてしまい、マイクロレンズアレイによる光線ケラレや赤外カットフィルタやローパスフィルタに入射する際の入射角度が大きくなって、画面中心部と画面周辺部との間で、カラーバランスや画質等に違いが生じてしまう。
【００２５】
条件式（３）は条件（III）を具体的な数値で規定する条件式である。
条件式（３）の上限値を上回った場合、受光素子に到達する主光線が光軸に対してなす角度の変化が大きくなると、画面周辺部における光量不足が発生しやすくなってしまう。逆に、条件式（３）の下限値を下回った場合、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動が大きくなって、所定の光学性能が得られない。
【００２６】
また、本発明では、上記構成の基で、以下の条件式（４）と（５）のうち、少なくともいずれか一方を満足することにより、より高い光学性能が得られる。
（４）０．１＜|ｆ3N|／ｆｔ＜０．７
（５）０．２＜|ｒ31|／ｆ３＜２．０
但し、
ｆ3N：第３レンズ群中に配置される負レンズの焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離、
ｒ31：第３レンズ群中に配置される負レンズの物体側レンズ面の曲率半径、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離である。
【００２７】
条件式（４）は第３レンズ群中に配置される負レンズの焦点距離を規定する条件式である。
条件式（４）の上限値を上回った場合、望遠端状態において発生する負の球面収差を良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（４）の下限値を下回った場合、製造時に発生する微小な偏心によっても画面中心部における光学性能が著しく劣化してしまい、安定した光学品質が確保できなくなってしまう。
【００２８】
条件式（５）は第３レンズ群中に配置される負レンズの形状を規定する条件式である。
条件式（５）の上限値を上回った場合、第３レンズ群で発生する負の球面収差を良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合、望遠端状態で第３レンズ群において発生する高次の球面収差が大きくなってしまい、所定の光学性能が得られない。
【００２９】
なお、本発明では、条件式（４）と（５）とを同時に満足することにより、より高い光学性能が得られる。
【００３０】
また、本発明では、第２レンズ群が物体側より順に、像側に凹面を向けた第１負レンズ、物体側に凹面を向けた第２負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの３つのレンズを配置して、以下の条件式（６）を満足するように構成することにより、広角端状態において画角の変化に伴って発生するコマ収差の変動を良好に補正できる。
（６）−０．７＜（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＜０
但し、
ｒ21：第２レンズ群中に配置された第１負レンズの像側レンズ面の曲率半径、
ｒ22：第２レンズ群中に配置された第２負レンズの物体側レンズ面の曲率半径である。
【００３１】
条件式（６）は第２レンズ群中に配置される第１負レンズと第２負レンズとの間に形成される空気間隔の形状を規定する条件式である。
条件式（６）の上限値を上回った場合、広角端状態において画角によるコマ収差の変動が良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（６）の下限値を下回った場合、広角端状態において発生する高次の像面湾曲が良好に補正できなくなってしまう。
【００３２】
また、本発明では、非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能が実現できる。特に、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面として構成することにより、広角端状態で発生する軸外収差をより良く補正することが可能である。また、第４レンズ群に非球面レンズを導入することにより、広角端状態の画面周縁部で発生するコマ収差を良好に補正することが可能である。
さらに、好ましくは複数の非球面を１つの光学系に用いることでより高い光学性能が得られるのは言うまでもない。
【００３３】
また、本発明では、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群、あるいは１つのレンズ群の一部を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより、像をシフトさせることも可能であり、カメラのブレを検出する検出系、上記レンズ群をシフトさせる駆動系、検出系の出力に従って駆動系にシフト量を与える制御系とを組合せることにより、防振光学系として機能させることが可能である。
【００３４】
なお、本発明においては近距離合焦時に第２レンズ群を光軸方向に移動させることが諸収差の変動を抑えるのに適している。
また、以下の実施例に示されるように、第４レンズ群の像側にレンズ位置状態が変化する際に固定の第５レンズ群を配置して、フォーカシングに際して移動させることにより、合焦を行うことも可能である。
【００３５】
また、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためにローパスフィルタを配置したり、受光素子の周波数特性に応じて赤外カットフィルタを配置したりすることも勿論、可能である。
【００３６】
また、本発明による変倍光学系は、ズームレンズだけでなく、焦点距離状態が連続的に存在しないバリフォーカルズームレンズに適用できることは言うまでもない。
【００３７】
続いて、本発明の第１実施例乃至第５実施例について以下に説明する。ここで各実施例における非球面は以下の式で表される。
【００３８】
【数１】
ｘ＝ｃｙ2／｛１＋（１−κｃ2ｙ2）1/2｝＋Ｃ4ｙ4＋Ｃ6ｙ6＋…
なお、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、κは円錐定数、Ｃ4，Ｃ6，…は非球面係数である。
【００３９】
図１は、本発明の第１実施例乃至第３実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１，負屈折力の第２レンズ群Ｇ２，正屈折力の第３レンズ群Ｇ３，正屈折力の第４レンズ群Ｇ４により構成され、広角端状態Ｗより望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は減少するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動している。
【００４０】
図２は、本発明の第４実施例乃至第５実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１，負屈折力の第２レンズ群Ｇ２，正屈折力の第３レンズ群Ｇ３，正屈折力の第４レンズ群Ｇ４，正屈折力の第５レンズ群Ｇ５により構成され、広角端状態Ｗより望遠端状態Ｔへの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔は増大するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４が物体側に移動するとともに、第５レンズ群Ｇ５はレンズ位置状態によらず光軸方向に固定される。
【００４１】
次に、本発明の各実施例を以下に示す。
（第１実施例）
図３は、本発明の第１実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２２，両凸形状の正レンズＬ２３，両凹形状の負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１，両凹形状の負レンズＬ４２，両凸形状の正レンズＬ４３で構成される。
【００４２】
本第１実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、メニスカス形状の負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
また、像面はＩで示し、他の実施例も同様とする。
【００４３】
以下の表１に、本発明の第１実施例の諸元値を掲げる。実施例の諸元表中のｆは焦点距離、ＦNOはＦナンバー、２ωは画角の最大値（単位：度）を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対する値である。なお、表１中で曲率半径０とは平面を示す。
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径、間隔その他の長さには、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とする。
【００４４】
【表１】
第６面，第２２面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数を表２に示す。
【００４６】
【表２】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表３に示す。
【００４８】
【表３】
（可変間隔表）
ｆ 9.2400 27.8466 69.0818
D5 1.6640 12.6396 23.3546
D14 14.9508 5.2294 1.2000
D21 4.1931 1.1370 0.5000
BF 19.0092 31.8223 36.5596
【００４９】
以下の表４に第１実施例の条件式対応値を示す。
【００５０】
【表４】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝５．７
ｆ3N＝-31.049
ｆ３＝+22.648
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０２５
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１８５
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．６９５
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．４４９
（５）|ｒ31|／ｆ３＝１．５９３
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．３６１
【００５１】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は本発明の第１実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.24）、中間焦点距離状態（ｆ＝27.85）、望遠端状態（ｆ＝69.08）における諸収差図を示す。
【００５２】
図４（ａ）〜図４（ｃ）の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンディションを示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示し、ＦＮＯはＦナンバーを示し球面収差図ではその最大値を示し、Ｙは像高を示し、非点収差図、歪曲収差図ではその最大値を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．４２５，２．８５，３．９９，５．７０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
なお、上記の説明は、他の実施例の各収差図においても同様である。
【００５３】
各収差図から、本第１の実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００５４】
（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２２，両凸形状の正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凹形状の負レンズＬ４１，両凸形状の正レンズＬ４２で構成される。
【００５５】
本第２実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。
【００５６】
以下の表５に、本発明の第２実施例の諸元値を掲げる。
【００５７】
【表５】
第６面，第２１面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数を表６に示す。
【００５９】
【表６】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表７に示す。
【００６１】
【表７】
（可変間隔表）
ｆ 9.2500 26.9999 68.9997
D5 1.8289 14.2396 24.8464
D11 27.6563 10.3330 1.3000
D18 3.0203 1.3078 0.8819
BF 20.3805 29.6301 35.2213
【００６２】
以下の表８に第２実施例の条件式対応値を示す。
【００６３】
【表８】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝６．０
ｆ3N＝-18.172
ｆ３＝+31.748
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０２８
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１８３
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．５８７
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．２６３
（５）|ｒ31|／ｆ３＝０．６９０
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．３８３
【００６４】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は本発明の第２実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.25）、中間焦点距離状態（ｆ＝27.00）、望遠端状態（ｆ＝69.00）における諸収差図を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．５、３．０，４．２，６．０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
【００６５】
各収差図から、本第２の実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００６６】
（第３実施例）
図７は、本発明の第３実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２２，両凸形状の正レンズＬ２３，両凹形状の負レンズＬ２４で構成され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１，像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４２，両凸形状の正レンズＬ４３で構成される。
【００６７】
本第３実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。また、負レンズＬ２１は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【００６８】
以下の表９に、本発明の第３実施例の諸元値を掲げる。
【００６９】
【表９】
第６面，第２２面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数を表１０に示す。
【００７１】
【表１０】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表１１に示す。
【００７３】
【表１１】
（可変間隔表）
ｆ 9.2394 26.9953 69.0998
D5 1.4000 11.6216 23.5678
D14 17.4652 6.6875 2.0000
D21 2.5670 0.9209 0.5000
BF 19.0095 31.4212 36.6600
【００７４】
以下の表１２に第３実施例の条件式対応値を示す。
【００７５】
【表１２】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝５．７
ｆ3N＝-35.384
ｆ３＝+26.597
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０５８
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１４５
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．６９９
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．５１２
（５）|ｒ31|／ｆ３＝１．４３２
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．４４８
【００７６】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は本発明の第３実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.24）、中間焦点距離状態（ｆ＝27.00）、望遠端状態（ｆ＝69.10）における諸収差図を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．４２５，２．８５，３．９９，５．７０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
【００７７】
各収差図から、本第３の実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００７８】
（第４実施例）
図９は、本発明の第４実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合負レンズＬ２２，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ４で構成され、第５レンズ群Ｇ５が両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合正レンズＬ５で構成される。
【００７９】
本第４実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。
第５レンズ群Ｇ５の像側にはローパスフィルタＬＦと保護ガラスＧＦとが配置される。
【００８０】
以下の表１３に、本発明の第４実施例の諸元値を掲げる。
【００８１】
【表１３】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表１４に示す。
【００８３】
【表１４】
（可変間隔表）
ｆ 9.1668 26.9807 69.0681
D5 1.6978 17.4661 30.9448
D12 27.1095 11.2260 2.5720
D19 6.2411 1.3151 1.4085
D22 2.3722 17.3760 24.4561
BF 1.0326 1.0326 1.0326
【００８４】
以下の表１５に第４実施例の条件式対応値を示す。
【００８５】
【表１５】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝５．７
ｆ3N＝-14.044
ｆ３＝+25.445
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０７１
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１４３
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．８７８
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．２０３
（５）|ｒ31|／ｆ３＝１．０６７
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．１０８
【００８６】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は本発明の第４実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.17）、中間焦点距離状態（ｆ＝26.98）、望遠端状態（ｆ＝69.07）における諸収差図を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．４２５，２．８５，３．９９，５．７０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
【００８７】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【００８８】
（第５実施例）
図１１は、本発明の第５実施例によるズームレンズ構成図を示しており、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの接合正レンズＬ１１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２１，物体側に凹面を向けた両凹形状の負レンズＬ２２，両凸形状の正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正レンズＬ３１，物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２，両凹形状の負レンズＬ３３で構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凹形状の負レンズＬ４１，両凸形状の正レンズＬ４２で構成され、第５レンズ群が物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ５で構成される。
【００８９】
本第５実施例では、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一緒に移動する。
第５レンズ群Ｇ５の像側にはローパスフィルタＬＦと保護ガラスＧＦとが配置される。
【００９０】
以下の表１６に、本発明の第５実施例の諸元値を掲げる。
【００９１】
【表１６】
第６面，第２１面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数を表１７に示す。
【００９３】
【表１７】
レンズ位置状態が変化する際の可変間隔を以下の表１８に示す。
【００９５】
【表１８】
（可変間隔表）
ｆ 9.3600 27.0000 69.0005
D5 2.0541 14.0490 25.1345
D11 28.6709 11.4789 0.3000
D18 4.0976 1.2027 1.0056
D22 5.7348 17.9430 21.8822
BF 1.0000 1.0000 1.0000
【００９６】
以下の表１９に第５実施例の条件式対応値を示す。
【００９７】
【表１９】
（条件式対応値）
Ｙｏ＝５．７
ｆ3N＝-12.004
ｆ３＝+35.986
（１）Ｄ3P／ｆｔ＝０．０５１
（２）Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＝０．１７２
（３）Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＝０．６３５
（４）|ｆ3N|／ｆｔ＝０．１７４
（５）|ｒ31|／ｆ３＝０．４７２
（６）（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＝−０．５１０
【００９８】
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は本発明の第５実施例の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、それぞれ広角端状態（ｆ＝9.36）、中間焦点距離状態（ｆ＝27.00）、望遠端状態（ｆ＝69.00）における諸収差図を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０，１．４２５，２．８５，３．９９，５．７０でのコマ収差を表し、Ａは各々の半画角をそれぞれ示す。
【００９９】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【０１００】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、広角端状態でのレンズ全長が比較的短くレンズ全長の変化が少ないズームレンズが達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例乃至第３実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配置図。
【図２】本発明の第４実施例乃至第５実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配置図。
【図３】本発明の第１実施例によるズームレンズの構成を示す断面図。
【図４】（ａ）第１実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第１実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第１実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【図５】本発明の第２実施例によるズームレンズの構成を示す断面図
【図６】（ａ）第２実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第２実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第２実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【図７】本発明の第３実施例によるズームレンズの構成を示す断面図
【図８】（ａ）第３実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第３実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第３実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【図９】本発明の第４実施例によるズームレンズの構成を示す断面図
【図１０】（ａ）第４実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第４実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第４実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【図１１】本発明の第５実施例によるズームレンズの構成を示す断面図
【図１２】（ａ）第５実施例の広角端状態における収差図を、（ｂ）第５実施例の中間焦点距離状態における収差図を、（ｃ）第５実施例の望遠端状態における収差図をそれぞれ示す。
【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
Ｓ 開口絞り
ＬＦ ローパスフィルタ
ＧＦ 保護ガラス
Ｉ 像面
Ｗ 広角端状態
Ｔ 望遠端状態
Claims (3)
- 物体側より順に、正屈折力を有する第１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、正屈折力を有する第３レンズ群、正屈折力を有する第４レンズ群とを有し、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群が物体側に移動して、
前記第２レンズ群は物体側より順に、像側に凹面を向けた第１負レンズ、物体側に凹面を向けた第２負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの３つのレンズを有し、
前記第３レンズ群は物体側より順に、第１正レンズ、第２正レンズ、負レンズの３枚のレンズで構成され、
前記第４レンズ群は，前記第４レンズ群中で最も像側から物体側へ向かって順に正レンズと負レンズとを有して、
以下の条件式（１）乃至（３）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（１）０．０２５≦Ｄ3P／ｆｔ＜０．１００
（２）０．１０＜Ｙｏ／（Ｂｆｗ−Ｒlast）＜０．２５ （Ｒlast＜０）
（３）０．４＜Δ４／（ｆｔ・ｆｗ）1/2＜１．０
但し、
Ｄ3P：前記第３レンズ群中に配置される前記第２正レンズの中心厚、
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離、
Ｙｏ：画面対角長の半分、
Ｒlast：前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径、
Ｂｆｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの距離、
Δ４：広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化した際の前記第４レンズ群の移動量で物体側への移動量をプラスとする、
ｆｗ：広角端状態における焦点距離。 - 請求項１に記載のズームレンズにおいて、
以下の条件式（４）と（５）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とするズームレンズ。
（４）０．１＜|ｆ3N|／ｆｔ＜０．７
（５）０．２＜|ｒ31|／ｆ３＜２．０
但し、
ｆ3N：前記第３レンズ群中に配置される前記負レンズの焦点距離、
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離、
ｒ31：前記第３レンズ群中に配置される前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離。 - 請求項１または請求項２に記載のズームレンズにおいて、
以下の条件式（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（６）−０．７＜（ｒ21＋ｒ22）／（ｒ21−ｒ22）＜０
但し、
ｒ21：前記第２レンズ群中に配置される前記第１負レンズの像側レンズ面の曲率半径、
ｒ22：前記第２レンズ群中に配置される前記第２負レンズの物体側レンズ面の曲率半径。
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