JP5955656B2 - ズームレンズ系 - Google Patents

Description

本発明はスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に好適な撮影レンズのうち、ズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズ、大口径標準ズームレンズ、および広画角を含む標準ズームレンズに用いられるズームレンズ系に関し、特に防振機構とインナーフォーカス機構とを搭載しながら、十分な小型化を実現した、高性能なズームレンズ系に関する。

スチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズのうち、標準ズームレンズおよびズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズにおいては、ズームレンズ系の小型化を図ることが最大の課題である。

一般的に標準系のズームレンズにおいて広角端の画角を広くする場合には、入射側および射出側の光束の傾きが大きくなり、広角端において十分な周辺光量を確保するにはレンズ径を大きくする必要があるので、レンズ鏡筒の全長および外径が大きくなる傾向にある。

また標準系のズームレンズを大口径化する場合には、開口絞り前後の各レンズのレンズ径を大きくする必要があり、さらに十分な収差補正を行い周辺光量を確保するためには、入射側および射出側の各レンズのレンズ径も大きくする必要があるので、レンズ鏡筒の全長および外径が大きくなる傾向にある。

同様に最短撮影距離を短くするには、望遠端、広角端ともに近距離撮影時に焦点距離が短くなる傾向があり、画角が広くなることから、周辺光量を確保するためには、入射側および射出側の各レンズのレンズ径を大きくする必要があるので、レンズ鏡筒の全長および外径が大きくなる傾向にある。

ズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズにおいては、各レンズ群の移動量が増加し、さらに収差変動も増加することから、ズーム全域で適切な収差補正をする必要があるので、各レンズ群の移動量が増加する傾向にある。

さらに機構的には全長を小型化する観点から、広角端のレンズ全長に対して適切なズーム移動量を設定することで、カム筒の構成を簡略化して鏡筒の外径を小さくすることが課題になる。

また近年、スチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズのうち、標準ズームレンズおよびズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズにおいては、手ぶれ等によって生じた光学系の振動を補正して像ぶれを防止する機構、所謂防振機構の搭載が望まれている。しかしながら、防振機構はレンズ系の一部（防振レンズ群）をシフトさせて結像位置を移動するため、防振機構を搭載した撮影レンズは径方向に大きくならざるを得ない。また、防振レンズ群の重量が大きいほど、防振レンズ群を移動させるアクチュエータを大型のものとしなければならないため、撮影レンズの外径拡大に繋がる。さらに、防振レンズ群の径が大きいほど防振機構の径が大きくなり、これに伴って撮影レンズの外径拡大に繋がる。

さらに近年、スチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズのうち、標準ズームレンズおよびズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズにおいては、迅速なフォーカス駆動と最短撮影距離の短縮を実現するためにインナーフォーカス機構が採用されている。

特開２００５−３３１６９７号公報 特開２００６−１０６１９１号公報 特開２０１０−０４４１０３号公報 特開２００８−０２６５５８号公報 特開２０１１−１２８３６１号公報

前述のように防振機構を採用した標準系のズームレンズおよび、ズーム比が１０倍を超えるような高倍率ズームレンズにおいては、ズームレンズ系の小型化が課題となるが、小型化に伴う光学性能の低下や製造誤差に対する敏感度の増大を最小限に抑えることが重要である。さらに、レンズ鏡筒の外径を小さくするためには、各レンズ群において適切なレンズ径を設定をすること、広角端のレンズ全長に対して、各レンズ群で適切なズーム移動量を設定することが重要になる。

特許文献１には、ズーム比が１０倍を超えるコンパクトな高倍率ズームレンズが開示されている。特許文献１に示された高倍率ズームレンズは、広角端の全長および第１レンズ群のレンズ径が十分に小型化されていて、ズーム比に対してズーム移動量が小さく、ズームレンズ系の小型化を達成しているが、防振機構を備えていないという課題がある。さらに、第１レンズ群のレンズ径を小型化しているので、広角端での周辺光量の確保が不十分であるという課題がある。

また、特許文献２および特許文献３には防振機構を採用し、ズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズが開示されているが、これらは広角端のレンズ全長および第１レンズ群のレンズが大型化しているという課題がある。

また、特許文献４には防振機構を採用した標準系のズームレンズであって、第２レンズ群をフォーカスレンズ群とするインナーフォーカス機構を備え、広角端の画角が広い高倍率ズームレンズが開示されている。これにはレンズ全長の小型化が不十分であるという課題がある。また、第１レンズ群のレンズを小径化した影響から、広角端において第１レンズ群と第２レンズ群とのレンズ間隔が狭くなった。そのため、フォーカシングの際に第２レンズ群を動かすことができる間隔が小さく、最短撮影距離を小さくすることが出来ないので、標準系のズームレンズに適当な撮影倍率が得られないという課題がある。

さらに、特許文献５には広角端の開放Ｆ値が２．８の大口径ズームレンズが開示されているが、レンズ全長の小型化が不十分であるという課題がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、スチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に好適な撮影レンズのうち、ズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズ、大口径標準ズームレンズ、および広画角を含む標準ズームレンズに用いられるズームレンズ系であって、特に防振機構とインナーフォーカス機構とを搭載しながら、十分な小型化を実現した、高性能なズームレンズ系を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段である第１の発明は、物体側から像面側に順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、開口絞りと、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を持つ第３Ａレンズ群と負または正の屈折力を持つ第３Ｂレンズ群とからなり、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きく、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さく、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が小さくなり、前記開口絞りは各レンズ群とは独立して移動し、
防振に際して、前記第３Ｂレンズ群の全体、または、前記第３Ａレンズ群の像側に隣接して配置される一部を光軸と略垂直方向に移動させ、像を光軸に対して垂直方向に移動させることで防振を行い、
以下の条件式（１）乃至（４）を満足することを特徴とするズームレンズ系である。
（１） −２．０＜ｆ３Ａ／ｆ３Ｂ＜０．５
（２） Ｓｔ３＜Ｓｗ３＜４×Ｓｔ３
（３） ０．５＜φ（Ｓ）/（√（ｆｗ×ｆｔ）/Ｆ）＜２．５
（４） ０．５＜（ＥＮＰｔ／ｆｔ）＜２．５
ｆ３Ａ：前記第３Ａレンズ群の焦点距離
ｆ３Ｂ：前記第３Ｂレンズ群の焦点距離
Ｓｗ３：広角端における前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔
Ｓｔ３：望遠端における前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔
√(ｆｗ×ｆｔ)：中間ポジションにおける焦点距離
ｆｗ：ズームレンズ系の広角端における焦点距離
ｆｔ：ズームレンズ系の望遠端における焦点距離
φ（Ｓ）：開口絞り径
Ｆ：中間ポジションにおける焦点距離√(ｆｗ×ｆｔ)での開放Ｆ値
ＥＮＰｔ：望遠端における前記第１レンズ群の最も物体側の面と入射瞳位置との間隔

以上。

また第２の発明は、第１の発明であってさらに、以下の条件式（５）を満足することを特徴とするズームレンズ系である。
（５） ０．２＜ｆ１/ｆｔ＜１．５
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

また第３の発明は、第１または２の発明であってさらに、無限遠から近距離物体への合焦に際して、前記第２レンズ群を物体側に移動させ、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系である。
（６） ０．０３＜｜ｆ２/ｆｔ｜＜０．３０
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

また第４の発明は、第１乃至３いずれかの発明であってさらに、以下の条件式（７）を満足することを特徴とするズームレンズ系である。
（７） ０．３＜ｆ３／ｆ４＜３．０
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

また第５の発明は、第１乃至４いずれかの発明であってさらに、前記第３Ｂレンズ群は負の屈折力を持ち、両凹形状の負レンズと正レンズとの接合レンズであり、全体を光軸と略垂直方向に動かして防振を行う防振レンズ群であることを特徴とするズームレンズ系である。

また第６の発明は、第１乃至４いずれかの発明であってさらに、前記第３Ｂレンズ群は負の屈折力を持ち、前記第３Ｂレンズ群は第３Ｂ１レンズ群と第３Ｂ２レンズ群 とからなり、前記第３Ｂ１レンズ群は負の屈折力を持ち、 両凹形状の負レンズと正レンズとの接合レンズであり、光軸と略垂直方向に動かして防振を行う防振レンズ群であり、前記第３Ｂ２レンズ群 は正または負の屈折力を持つことを特徴とするズームレンズ系である。

また第７の発明は、第１乃至６いずれかの発明であってさらに、前記第４レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズと１枚の負レンズとからなり、少なくとも１面に非球面形状を有することを特徴とするズームレンズ系である。

また第８の発明は、第１乃至７いずれかの発明であってさらに、以下の条件式（８）を満足することを特徴とするズームレンズ系である。
（８） ８.０＜ｆ２／β３４ｗ＜２０．０
β３４Ｗ：広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との合成倍率

本発明によれば、スチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に好適な撮影レンズのうち、ズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズ、大口径標準ズームレンズ、および広画角を含む標準ズームレンズに用いられるズームレンズ系であって、特に防振機構とインナーフォーカス機構とを搭載しながら、十分な小型化を実現した、高性能なズームレンズ系を提供することができる。

本発明のズームレンズ系の実施例１に係る無限遠におけるレンズ構成図である。 実施例１のズームレンズ系の広角端の無限遠における縦収差図である。 実施例１のズームレンズ系のｆ＝６７．１０ｍｍの無限遠における縦収差図である。 実施例１のズームレンズ系の望遠端の無限遠における縦収差図である。 実施例１のズームレンズ系の広角端の撮影距離４５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例１のズームレンズ系のｆ＝６７．１０ｍｍの撮影距離４５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例１のズームレンズ系の望遠端の撮影距離４５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例１のズームレンズ系の広角端の無限遠における横収差図である。 実施例１のズームレンズ系のｆ＝ｆ＝６７．１０ｍｍの無限遠における横収差図である。 実施例１のズームレンズ系の望遠端の無限遠における横収差図である。 本発明のズームレンズ系の実施例２に係る無限遠におけるレンズ構成図である。 実施例２のズームレンズ系の広角端の無限遠における縦収差図である。 実施例２のズームレンズ系のｆ＝３４．４７ｍｍの無限遠における縦収差図である。 実施例２のズームレンズ系の望遠端の無限遠における縦収差図である。 実施例２のズームレンズ系の広角端の撮影距離２２０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例２のズームレンズ系のｆ＝３４．４７ｍｍの撮影距離２２０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例２のズームレンズ系の望遠端の撮影距離２２０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例２のズームレンズ系の広角端の無限遠における横収差図である。 実施例２のズームレンズ系のｆ＝３４．４７ｍｍの無限遠における横収差図である。 実施例２のズームレンズ系の望遠端の無限遠における横収差図である。 本発明のズームレンズ系の実施例３に係る無限遠におけるレンズ構成図である。 実施例３のズームレンズ系の広角端の無限遠における縦収差図である。 実施例３のズームレンズ系のｆ＝４７．５３ｍｍの無限遠における縦収差図である。 実施例３のズームレンズ系の望遠端の無限遠における縦収差図である。 実施例３のズームレンズ系の広角端の撮影距離３５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例３のズームレンズ系のｆ＝４７．５３ｍｍの撮影距離３５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例３のズームレンズ系の望遠端の撮影距離３５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例３のズームレンズ系の広角端の無限遠における横収差図である。 実施例３のズームレンズ系のｆ＝４７．５３ｍｍの無限遠における横収差図である。 実施例３のズームレンズ系の望遠端の無限遠における横収差図である。 本発明のズームレンズ系の実施例４に係る無限遠におけるレンズ構成図である。 実施例４のズームレンズ系の広角端の無限遠における縦収差図である。 実施例４のズームレンズ系のｆ＝３６．８４ｍｍの無限遠における縦収差図である。 実施例４のズームレンズ系の望遠端の無限遠における縦収差図である。 実施例４のズームレンズ系の広角端の撮影距離３００ｍｍにおける縦収差図である。 実施例４のズームレンズ系のｆ＝３６．８４ｍｍの撮影距離３００ｍｍにおける縦収差図である。 実施例４のズームレンズ系の望遠端の撮影距離３００ｍｍにおける縦収差図である。 実施例４のズームレンズ系の広角端の無限遠における横収差図である。 実施例４のズームレンズ系のｆ＝３６．８４ｍｍの無限遠における横収差図である。 実施例４のズームレンズ系の望遠端の無限遠における横収差図である。 本発明のズームレンズ系の実施例５に係る無限遠におけるレンズ構成図である。 実施例５のズームレンズ系の広角端の無限遠における縦収差図である。 実施例５のズームレンズ系のｆ＝５９．９６ｍｍの無限遠における縦収差図である。 実施例５のズームレンズ系の望遠端の無限遠における縦収差図である。 実施例５のズームレンズ系の広角端の撮影距離４５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例５のズームレンズ系のｆ＝５９．９６ｍｍの撮影距離４５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例５のズームレンズ系の望遠端の撮影距離４５０ｍｍにおける縦収差図である。 実施例５のズームレンズ系の広角端の無限遠における横収差図である。 実施例５のズームレンズ系のｆ＝５９．９６ｍｍ無限遠における横収差図である。 実施例５のズームレンズ系の望遠端の無限遠における横収差図である。

第１の発明であるズームレンズ系は、図１、図１１、図２１、図３１、及び図４１に示すレンズ構成図からわかるように、物体側から像面側に順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、開口絞りと、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群は、正の屈折力を持つ第３Ａレンズ群と負または正の屈折力を持つ第３Ｂレンズ群とからなり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きく、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さく、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が小さくなり、前記開口絞りは各レンズ群とは独立して移動し、防振に際して、前記第３Ｂレンズ群の全体または一部を光軸と略垂直方向に動かして防振を行うことを特徴とする構成を備えている。

防振機構を備えたレンズ系において、鏡筒外径を小型化するために最も重要なのは、防振レンズ群のレンズ径およびレンズ重量の削減である。防振レンズ群のレンズ径を小さくすると、防振レンズの軽量化が可能であり、さらにアクチュエータ等を含めた防振ユニットの小型化と軽量化が出来るので、レンズ鏡筒の小型化に最も寄与することが出来る。

さらにズームレンズ系をバランス良く小型化するには、開口絞り径を小さくすること、第１レンズ群のレンズ径を小さくすること、ズーミング時のズーム移動量を抑えながら広角端におけるズームレンズ系の全長を短縮することを適切なバランスで実現する必要がある。

また、正の屈折力を持つ第３レンズ群に防振レンズ群を配置することで、防振レンズ群のレンズ径を小さくすることが出来るため、防振ユニットの小径化が実現できる。また、防振ユニットや電子基板等の電装部品を広角端における開口絞りユニットの位置よりも像面側に配置することができるため、機構的な制約が少なく、レンズ鏡筒の外径を小さくするのに適している。

さらに第３レンズ群は、フォーカシングに用いる第２レンズ群による強い負の屈折力により射出される発散光束を効果的に収斂させる役割を担うので、強い正の屈折力に設定する必要がある。また、防振ユニットを小型化するためには、防振レンズ群である第３Ｂレンズ群のレンズ径の小さくしなくてはならないため、第３Ａレンズ群と第３Ｂレンズ群の屈折力比も適切に設定する必要がある。このような第３レンズ群の構成とすることで、適切な屈折力配分となり、本ズームレンズ系におい防振レンズ群の小型化を実現した。さらに、第３Ｂレンズ群の屈折力を適切に設定することで、防振レンズ群を小型化しながら、防振レンズ群を光軸と略垂直方向に移動させて防振を行ったときにも、結像性能の低下を抑えたズームレンズ系が実現できた。

また本発明は、小型化のために、開口絞りユニットを各レンズ群とは独立して移動する構成としている。開口絞り径に対して適切な開放Ｆ値を得るためには、各レンズ群のパワー配置とズーミング時のレンズ移動量を適切にコントロールする必要がある。正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群より構成されるズームレンズ系においては、開口絞りユニットは第３レンズ群の物体側に固定して配置するのが一般的である。しかしながら、第３レンズ群に固定して絞りを配置すると、開口絞り径に対して適切な開放Ｆ値を得るためにはズーミング時の第３レンズ群のズーム移動量に制約が必要となる。

そこで、防振レンズ群のレンズ径を小さくするには、望遠端での開口絞り径が小さくなるようなパワー配置に設定すればよい。また同時に開口絞り径を小さくすることも、開口絞りユニットの小型化につながるため、レンズ鏡筒の外径を小さくするのに有効である。

望遠端での開口絞り径を小さくするためには、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を大きくして第２レンズ群の結像倍率を大きくすればよい。しかし、第２レンズ群の結像倍率を過度に大きくすると、第２レンズ群の結像倍率が等倍に近付くため、フォーカシングに伴うレンズ移動量が増大し、入射瞳位置が第１レンズ群から離れる。そのため、第１レンズ群のレンズ径を小さくすると周辺光量の低下をまねく。そこで、光学性能の低下を防ぎながら、各レンズ群のパワーを強くして望遠端における周辺光量の低下を防ぐために、入射瞳位置を第１レンズ群に近付けながら望遠端の焦点距離を得るような構成とした。

このように各レンズ群の屈折力を適切に設定して、ズーミングに伴うレンズ移動量、特に第３レンズ群のレンズ移動量を小さくし、望遠端における開口絞り径を小さくすることができた。

本発明のように、広角端においてレトロフォーカス構成のパワー配置を設定するズームレンズ系において、広角端におけるレンズ全長を小さくするには、第１レンズ群と第２レンズ群とで構成される負の屈折力を有する前群と、第３レンズ群と第４レンズ群とで構成される正の屈折力を有する後群とのいずれにおいても、屈折力を強く設定しておかなくてはならない。しかしながら、各群の屈折力を強く設定すると、レンズ全長の短縮を図ろうとすると広角端でのバックフォーカスが小さくなる傾向にあり、本発明のズームレンズ系をミラーアップ機構を採用する一眼レフシステムの交換レンズとするために適切なバックフォーカスを確保するのが難しくなるという課題がある。

また、本発明のようにレトロフォーカスのパワー配置を持つ広角レンズを小型化するには、先述の後群の屈折力を強く設定するのが一般的であり、後群の屈折力を強く設定することで全長の小型化が図れる。しかし後群のレンズ全長を短縮すると、後群に配置される開口絞りおよび防振レンズ群を像面側に近付ける必要が生じ、絞りユニット、防振ユニット、並びに電子基板等の電装部品など、広角端において開口絞りよりも像面側に配置することが機構的に有利となる各パーツの配置スペースが不足するといった問題が生じる。即ち、広角端においては、ズームレンズ系の全長に対して開口絞りを適切な位置に配置しなくてはならないため、レンズ鏡筒の全長をさらに小さくするためには、先述の前群の全長を小さくする必要がある。

先述の前群の全長を小さくするにあたって、第１レンズ群の最も物体側の面から開口絞りまでの長さを小さくするには、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を小さくすればよい。しかし、広角端において開口絞りおよび防振レンズ群を像面側に近付けないようにすると、後群の焦点距離が長くなるので、後群のレンズ径が大きくなる。後群のレンズ径が大きくなると、後群の最も物体側に配置した開口絞り径も同様に大きくなる傾向にあるので、広角端での開口絞り径は大きくなる。結果として望遠端に対して相対的に広角端における開口絞り径を大きくする必要が生じる。

一方、広角端における開口絞り径を小さくするには、後群に対して開口絞り位置を物体側に移動する必要があるので、特に望遠端においては開口絞りユニット前後のズームスペースを過剰に必要とする。このように、開口絞り径が可変しないズームレンズにおいて、焦点距離と開放F値の仕様に対して適切な絞り径を設定することはレンズ鏡筒の小型化の大きな制約になる。

さらに広角端の鏡筒全長を過度に小さくすると、広角端での性能低下が顕著になることや、ズーミング時に各群のズーム移動量が大きくなるので、レンズ鏡筒の内部機構が複雑化し、レンズ鏡筒の外径のが拡大する等の問題が生じる。そのため、広角端におけるレンズ全長は、ズーミング時の移動量と共に、適切な長さに設定することが望ましい。

また、前述のように広角端の開放Ｆ値を維持するためには、望遠端に対して広角端の開口絞り径を大きくするのが有利となるので、ズーミングに伴って開口絞り径が変化する、可変絞り機構を採用することが有効である。しかしながら、機械的な連動によって動作する可変絞り機構を採用すれば、開口絞りユニットのパーツ点数の増加や、開口絞りユニットの大型化によるレンズ鏡筒内でのスペース確保が課題となる。

そこで、本発明では、開口絞りユニットを各レンズ群と独立して移動させる構成とした。開口絞りユニットと第３レンズ群との間隔を広角端では広く、望遠端では狭くすることで、焦点距離と開放F値の仕様に対して、開放F値の開口径が変化する影響を受けずに、広角端におけるレンズ全長と、第３レンズ群のズーム移動量を適切に設定することが出来る。

特に、望遠端の焦点距離が長い高倍率ズームレンズにおいては、望遠端で開口絞りユニットと第３レンズ群との間隔を狭くすることで望遠端の焦点距離を長くする効果がある、そのため、第２レンズ群の望遠端での結像倍率が過度に大きくならない範囲内で、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を最小に設定するし、ズーミングに伴う第３レンズ群の移動量を小さくすることが出来る。

なお、機構的には、ズーミング時に開口絞りユニットをズーム移動するための機構を追加する必要があるが、パーツ点数の増加は少なく、第３レンズ群の移動量に近い形状なので、レンズ鏡筒の外径に影響を与えない程度のスペースで配置することが可能である。

また第１の発明であるズームレンズ系は以下の条件式（１）乃至（４）を満足する。
（１） −２．０＜ｆ３Ａ／ｆ３Ｂ＜０．５
（２） Ｓｔ３＜Ｓｗ３＜４×Ｓｔ３
（３） ０．５＜φ（Ｓ）/（√（ｆｗ×ｆｔ）/Ｆ）＜２．５
（４） ０．５＜（ＥＮＰｔ／ｆｔ）＜２．５
ｆ３Ａ：前記第３Ａレンズ群の焦点距離
ｆ３Ｂ：前記第３Ｂレンズ群の焦点距離
Ｓｗ３：広角端における前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔
Ｓｔ３：望遠端における前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔
√(ｆｗ×ｆｔ)：中間ポジションにおける焦点距離
ｆｗ：ズームレンズ系の広角端における焦点距離
ｆｔ：ズームレンズ系の望遠端における焦点距離
φ（Ｓ）：開口絞り径
Ｆ：中間ポジションにおける焦点距離√(ｆｗ×ｆｔ)での開放Ｆ値
ＥＮＰｔ：望遠端における前記第１レンズ群の最も物体側の面と入射瞳位置との間隔

条件式（１）は、第３Ａレンズ群と第３Ｂレンズ群の焦点距離の比を規定する式であり、第２レンズ群から射出される発散光束を第３Ａレンズにより収斂させる作用と、防振機構を有する第３Ｂレンズ群の屈折力のバランスさせる条件を示している。

条件式（１）の下限を超え第３Ａレンズ群の屈折力が小さくなると、第３Ａレンズ群による収斂作用が低減されるので、第３Ｂレンズ群に配置される防振レンズ群のレンズ径が大きくなる。さらに第３Ｂレンズ群のの負屈折力も強くなる傾向があるので、防振時の偏芯コマ収差或いは、色収差の収差補正が困難になる。

条件式（１）の上限を超え第３Ｂレンズ群の正の屈折力が強くなると、第３レンズ群全体の正の屈折力が強くなり、第３レンズ群全体の偏芯による製造誤差敏感度が大きくなり製造時の光学性能が低下する畏れがある。

なお、上述した条件式（１）について、その下限値をさらに―１．２０に、また、上限値をさらに０．２０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

条件式（２）は、望遠端の第３レンズ群と開口絞りの間隔に対して、広角端の第３レンズ群と開口絞りとの間隔との関係を規定する式であり、望遠端の開口絞り径に対して広角端の開口絞り径を変えずに、広角端の開口光束径に最適な絞り位置の条件を示す式である。

条件式（２）の下限を超えると広角端では絞り径が小さくなる傾向にあるので、望遠端に対して適切な絞り径を設定出来ず、ズーミング時のズーム移動量を削減するのには不十分であるのと同時に、ズームレンズの望遠端での絞り径削減効果も不十分であり、防振レンズ群のレンズ径削減効果も同時に不十分となる。

条件式（２）の上限を超えると、広角端における開口絞りと第３レンズ群との間隔が望遠端におけるそれに対して広がり過ぎる。その際、広角端における第３レンズ群の焦点距離が長くなり、広角端で第３レンズ群に入射する中心光束径が大きくなるという問題が起きる。広角端での中心光束径が大きくなると、第２レンズ群から射出される発散光束により第３レンズ群のレンズ径が大きくなるので、十分な収斂効果を得るためには、第３Ａレンズ群の屈折力を強くする必要があるので、第３レンズ群で球面収差補正が不十分となる等の問題が生じる。

条件式（３）は、ズームレンズの中間ポジションにおける焦点距離の開放F値に対する開口絞り径を規定する式である。開口絞り径はズーム比、開放Ｆ値の仕様に対して適切な大きさに設定する必要がある。そこで、中間ポジションにおける焦点距離の開放Ｆ値に対して適切な絞り径となる条件を規定することで、開口絞り径はズーム比、開放Ｆ値の仕様に対して適切な絞り径を設定することが出来る。

条件式（３）の下限を超えると、中間ポジションにおける焦点距離の開放Ｆ値に対して開口絞り径が小さくなり、相対的に望遠端でのレンズ全長は小さくなるが、各レンズ群の屈折力を極端に強くする必要があるので、十分な光学性能を得られない。

条件式（３）の上限を超えると、中間ポジションにおける焦点距離の開放Ｆ値に対して絞り径が小さくなるので、製品全長を小型化するために、広角端のレンズ全長を小さくすると、ズーミング時の各レンズ群のズーム移動量が大きくなるので、相対的に望遠端でのレンズ全長は大きくなり、レンズ鏡筒の内部機構が複雑化するため、鏡筒外径の拡大につながる。

なお、上述した条件式（３）について、その下限値をさらに１．００に、また、上限値をさらに１．７０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

条件式（４）は、入射瞳位置を設定することで望遠端の周辺光量をコントロールするために、望遠端における第１レンズ群の最も物体側の面（第１面）と入射瞳位置との間隔と焦点距離との比を規定する式である。

条件式（４）の下限を超えると、入射瞳位置が第１面に近づくので、望遠端での周辺光量は改善するが、特に望遠端での周辺性能低下が顕著になる。

条件式（４）の上限を超えると、入射瞳位置が第１面から離れるので、望遠端において第１レンズ群へ入射する周辺光束における主光線の光線高が大きくなる傾向があるので、特に望遠端での防振時の周辺光量低下が顕著になる。

なお、上述した条件式（４）について、その下限値をさらに１．００に、また、上限値をさらに１．７０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

また、第２の発明であるズームレンズ系は、第１の発明であってさらに、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） ０．２＜ｆ１/ｆｔ＜１．５
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

条件式（５）は、第１レンズ群の焦点距離とズームレンズ系の望遠端における焦点距離との比を規定する式であり、望遠端で十分な結像性能を得るために、望遠端の焦点距離に適した第１レンズ群の焦点距離を規定する。

条件式（５）の下限を超えると、第１レンズ群の屈折力が強くなるので、第１レンズ群内の各面で曲率が強くなる傾向にあり、球面収差、コマ収差の補正が不十分になる。さらに、望遠端での軸上色収差、倍率色収差の補正が困難になり、２次スペクトルが増加する。

条件式（５）の上限を超えると、第１レンズ群の屈折力が緩くなり、収差補正には有利になる傾向であるが、ズーミング時に第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が大きくなるので、望遠端での軸外光束の主光線の光線高が大きくなり、第１レンズ群のレンズ外径を小さくすると、特に防振時に十分な周辺光量の確保が出来ないという問題がある。

なお、上述した条件式（５）について、その下限値をさらに０．２０に、また、上限値をさらに１．５０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

また第３の発明であるズームレンズ系は、第１または２の発明であってさらに、無限遠から近距離物体への合焦に際して、前記第２レンズ群を物体側に移動させ、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６） ０．０３＜｜ｆ２/ｆｔ｜＜０．３０
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

条件式（６）は、望遠端でのレンズ全長を小型化するため、負の屈折力を持つ第２レンズ群の焦点距離を適切に設定し、第２レンズ群の焦点距離とズームレンズ系の望遠端における焦点距離との比を規定する条件式である。

条件式（６）の下限を超えると、望遠端の焦点距離に対して第２レンズ群の焦点距離が短くなるので、第２レンズ群内の負レンズの曲率が強くなる傾向にあり、球面収差、非点収差の補正が困難になる。さらにズーミング時の各レンズ群の移動量が小さくなり、望遠端の開放絞り径はより小径化することが可能となるが、望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を広くする必要があるので、望遠端において、特に防振時に周辺光量の低下が顕著になるという問題が生じる。さらに、望遠端での第２レンズ群の結像倍率が過度に大きくなることから、第２レンズ群をフォーカスレンズ群とする構成が採れなくなる。

条件式（６）の上限を超えると、ズームレンズ系の望遠端の焦点距離に対して第２レンズ群の焦点距離が長くなるので、望遠端での第２レンズ群の結像倍率が小さくなる。そして望遠端での第３レンズ群と第４レンズ群の合成した結像倍率が大きくなるので、各レンズ群でズーミング時の移動量が大きくなり、望遠端における開放絞り径が大きくなるので、ズームレンズ系の小型化が十分に実現出来ない。さらに、望遠端で大きく発生する負の球面収差が顕著になるので、望遠端で十分な光学性能が得られないという問題が生じる。

なお、上述した条件式（６）について、その下限値をさらに０．０４に、また、上限値をさらに０．２０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

各レンズ群の屈折力が強いズームレンズ系においては、非点収差、及びコマ収差の補正が重要になる。前述のズームレンズ系における各焦点距離において、第３レンズ群と第４レンズ群のレンズ間隔を適切にコントロールすることで、非点収差の補正が可能である。しかしながら、このようなレンズタイプではコマ収差の補正が困難であるという課題がある。これは、第３Ａレンズ群の屈折力と防振レンズ群である第３Ｂレンズ群の屈折力とを適切な防振効果が得られるように設定すると、第３レンズ群においてコマ収差が発生するためである。

また本発明は、ズーミングにより開放Ｆ値が変化するズーム比が１０倍を超える高倍率ズームレンズ、広画角を含む高倍率ズームレンズ、開放Ｆ値が小さい大口径標準ズームレンズ等の様々な焦点距離と開放Ｆ値の仕様を満たすズームレンズに適用することを可能とするために、コマ収差の適切な補正が課題であった。

そこで、第３レンズ群は、正の屈折力を持つ第３Ａレンズ群、負の屈折力を持つ第３Ｂ１レンズ群、任意の屈折力を持つ第３Ｂ２レンズ群を有する構成とした。第３Ｂ２レンズ群を正の屈折力を持つ正メニスカスレンズとすることで、任意に正のコマ収差を発生させ、第３Ｂ２レンズ群を負の屈折力を持つ負メニスカスレンズと設定することで、任意に負のコマ収差を発生させることが可能となった。勿論、第３Ｂ２レンズ群を設定しないことで、第３レンズ群において、過剰にコマ収差を発生させないことも可能である。第３Ｂ２レンズ群を正の屈折力に設定するには、第４レンズ群の焦点距離に対して、第３レンズ群の焦点距離を短く設定すればよく、第３Ｂ２レンズ群を負の屈折力に設定するのには、第４レンズ群の焦点距離に対して、第３レンズ群の焦点距離を長く設定すればよいので、第４レンズ群の焦点距離に対して第３レンズ群の焦点距離を適切に設定することが重要である。

そこで第４の発明であるズームレンズ系は、第１乃至３いずれかの発明であってさらに、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７） ０．３＜ｆ３／ｆ４＜３．０
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

条件式（７）は、第４レンズ群の焦点距離に対する第３レンズ群の焦点距離を規定する式である。先述の通り、第３Ｂ２レンズ群を負の屈折力に設定するためには、第４レンズ群の焦点距離に対する第３レンズ群の焦点距離を長く設定すれば良く、第３Ｂ２レンズ群を正の屈折力に設定するためには第４レンズ群の焦点距離に対する第３レンズ群の焦点距離を短く設定すればよい。

条件式（７）の下限を超えると、第４レンズ群の焦点距離に対して第３レンズ群の焦点距離が短くなるので、第３レンズ群の正の屈折力が強くなる。第３Ａレンズ群と第３Ｂ１レンズ群の屈折力を適切に設定するには、第３Ｂ２レンズ群の正の屈折力を強く設定する必要が生じるので、正成分のコマ収差が過剰に発生してしまう。

条件式（７）の上限を超えると、第４レンズ群の焦点距離対して第３レンズ群の焦点距離が長くなるので、第３レンズ群の正の屈折力が弱くなる。第３Ａレンズ群と第３Ｂ１レンズ群の屈折力を適切に設定するには、第３Ｂ２レンズ群の負屈折力を強く設定する必要が生じるので、負成分のコマ収差が過剰に発生する。

なお、上述した条件式（７）について、その下限値をさらに０．５に、また、上限値をさらに２．２に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

また第５の発明であるズームレンズ系は、第１乃至４いずれかの発明であってさらに、前記第３Ｂレンズ群は負の屈折力を持ち、両凹形状の負レンズと正レンズとの接合レンズであり、全体を光軸と略垂直方向に動かして防振を行う防振レンズ群であることが望ましい。

また第６の発明であるズームレンズ系は、第１乃至４いずれかの発明であってさらに、前記第３Ｂレンズ群は負の屈折力を持ち、前記第３Ｂレンズ群は第３Ｂ１レンズ群と第３Ｂ２レンズ群とからなり、前記第３Ｂ１レンズ群は負の屈折力を持ち、両凹形状の負レンズと正レンズとの接合レンズであり、全体を光軸と略垂直方向に動かして防振を行う防振レンズ群であり、前記第３Ｂ２レンズ群は正または負の屈折力を持つことが望ましい。

また第７の発明であるズームレンズ系は、第１乃至６いずれかの発明であってさらに、正の屈折力を持つ第４レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズと１枚の負レンズとからなり、少なくとも１面に非球面形状を有することを特徴とする。

第４レンズ群は、正レンズと負レンズとを適切に組み合わせることにより、広角端および望遠端で問題になる倍率色収差を適切に補正する。第４レンズ群は、さらに少なくとも１面に非球面レンズを有することで、特に望遠端で問題になる球面収差、並びにズーム全域で問題になる非点収差の補正をする。

一般的に、ズームレンズ系の各レンズ群を鏡筒内で適切に移動させるには、複数のカム軌跡の組み合わせによる合成量で移動する必要がある。またズーミングの際のズームトルクの変動を抑えるためには、各レンズ群のズーム移動を行うカムについて、それらの軌跡の合成量を適切に設定しなくてはならない。

前述のようなズームレンズ系において、ズーム移動量が大きな第１レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群のズーム移動をスムーズにするためには、第２レンズ群に適切な像面補正効果を持たせることが重要となる。しかしながら、第２レンズ群はフォーカシングにも利用するので、第２レンズ群のズーム移動も同時にスムーズに設定する必要がある。特に、ズーム比が１０倍を超えるような高倍率ズームレンズにおいては、ズーム移動量が大きくなる傾向にあるので、第２レンズ群のズーム移動をスムーズにするためには、第２レンズ群の焦点距離の設定および、第３レンズ群と第４レンズ群の合成倍率の設定が重要になる。さらに、ズーミング時には各ズーム域において、第１レンズ群と第２レンズ群のレンズ間隔を適切に設定し、周辺光量の低下が顕著にならないようにしなくてはならない。

そこで、ズーミングに伴う第２レンズ群の移動の態様について述べる。ズーミングの際、第２レンズ群は、像面側から物体側に向かって単調増加傾向に近い軌跡で移動するのが理想的である。しかし、広角端から望遠端にズーミングに際して、広角端近傍での第２レンズ群は像面側に移動する。これは、第３レンズ群と第４レンズ群との合成倍率が小さくなる程、ズーミング時に第２レンズ群が像面側に大きく移動して適切な像面補正を行うためである。

続いて、広角端近傍から中間ポジションまでのズーミングに伴う第２レンズ群の移動の態様について述べる。広角端近傍から中間ポジションまでズーミングすると、第２レンズ群は像面側に凸の軌跡を描いてＵターンし、物体側に移動する。即ち、第２レンズ群の広角端近傍から中間焦点距離までのズーム軌跡はひとつの変曲点を持つ。

広角端近傍においては、特に無限遠時における防振時の周辺光量の低下を防ぐために、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を狭く設定する必要がある。しかし、このようにすると第２レンズ群のＵターン傾向がより顕著になるので、第３レンズ群と第４レンズ群との合成倍率を適切に設定する必要がある。

続いて、中間ポジションから望遠端までのズーミングに伴う第２レンズ群の移動の態様について述べる。中間ポジションから望遠端までのズーミングに際し、第２レンズ群は物体側に移動する。一般的に、望遠端における第３レンズ群と第４レンズ群との合成倍率が小さくなると、望遠端での第２レンズ群の倍率が大きくなるので、望遠端近傍での第２レンズ群のズーム移動量が小さくなる傾向にある。

中間域から望遠端近傍においては、第２レンズ群の物体側への移動量は大きくなる。これは、特に近距離撮影時の防振時の周辺光量低下を防ぐために、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を狭く設定する必要があるためである。

望遠端近傍から望遠端においては、第２レンズ群がＵターンして像面側に移動する。即ち、第２レンズ群のズーム軌跡はもうひとつの変曲点を持つ。これは、先述の通り、望遠端における第３レンズ群と第４レンズ群との合成倍率が小さくなると、望遠端での第２レンズ群の倍率が大きくなるので、第２レンズ群のズーム移動量が小さくなるためである。即ち、第３レンズ群と第４レンズ群との合成倍率を大きく設定する、或いは第２レンズ群の倍率を小さく設定すると、第２レンズ群の望遠端での移動量は大きくなり、Ｕターン傾向が改善する。

このような、第２レンズ群のレンズ移動の軌跡が顕著なＳ字傾向となる課題に対して、ズーミング時のトルク変動を小さくし、フォーカス時のピント移動を改善するためには、第２レンズ群のズーム軌跡のＳ字傾向を小さくすることが重要なので、第２レンズ群の焦点距離および、第３レンズ群と第４レンズ群の合成倍率を適切な条件に設定する必要がある。

そこで第８の発明であるズームレンズ系は、第１乃至７いずれかの発明であってさらに、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８） ８.０＜ｆ２／β３４ｗ＜２０．０
β３４Ｗ：広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との合成倍率

条件式（８）は、先述の事情を鑑み、第２レンズ群の焦点距離と広角端での第３レンズ群と第４レンズ群との合成倍率との比を規定する条件式である。

条件式（８）の下限を超えると、第２レンズ群の焦点距離が短くなるか、広角端での第３レンズ群と第４レンズ群との合成倍率が大きくなるかの何れかとなる。第
２レンズ群の焦点距離が短くなると、広角端での非点収差の補正が困難になること、フォーカシングによる非点収差の収差補正が困難になることが課題となる。また、第２レンズ群にはより高屈折率な硝材を用いる必要が生じるので、広角端における倍率色収差の補正が不十分となることが課題となる。一方、広角端での第３レンズ群と第４レンズ群との合成倍率が大きくなると、第１レンズ群と第２レンズ群の合成で負の屈折力を強くしなくてはならないので、レトロフォーカス傾向がより強まるパワー配置となるので、広角端における歪曲収差の補正が課題となる。

条件式（８）の上限を超えると、第２レンズ群の焦点距離が長くなるか、広角端での第３レンズ群と第４レンズ群の合成倍率が小さくなるかの何れかとなる。第２レンズ群の焦点距離が長くなると、第２レンズ群のフォーカス移動量が大きくなるので、広角端での第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が狭くなることが課題となる。また、広角端における第３レンズ群と第４レンズ群の合成の結像倍率が小さくなると、ズーム移動時に第２レンズ群がスムーズに移動する軌跡を描くことが出来ないという課題が生じる。

なお、上述した条件式（８）について、その下限値をさらに１０．０に、また、上限値をさらに１６．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

なお、本発明は、開口絞りＳを第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に配置し、ズーミングの際、各レンズ群とは独立して移動させているが、さらに開口絞り径をズーム時に可変すれば、本件発明の効果が増大することは云うまでもない。

次に、本発明のズームレンズ系に係る実施例のレンズ構成について説明する。なお、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像面側の順番で記載する。

図１は、本発明の実施例１のズームレンズ系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２から成る正の屈折力を持つ接合レンズおよび、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第２レンズ群Ｇ２は、非球面樹脂を接合し物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４、両凹レンズＬ５、両凸レンズＬ６、両凹レンズＬ７で構成され、全体として負の屈折力を持つ。開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置しする。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ８、両凸レンズＬ９と物体側に凹面を持つ負メニスカスレンズＬ１０による正の屈折力を持つ接合レンズから成る第３Ａレンズ群Ｇ３Ａと、物体側の面に非球面を用いた両凹レンズＬ１１と物体側に凸面を持つ正メニスカスレンズＬ１２から成る負の屈折力を持つ接合レンズＧ３Ｂ１と、物体側に凸面を持つ正メニスカスレンズＬ１３で構成されるＧ３Ｂ２から成る正の屈折力を持つ第３Ｂレンズ群Ｇ３Ｂで構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第４レンズ群Ｇ４は、両面に非球面を用いた両凸レンズＬ１４、両凹レンズＬ１５、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１６で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

図１１は、本発明の実施例２のズームレンズ系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２から成る正の屈折力を持つ接合レンズおよび、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第２レンズ群Ｇ２は、非球面樹脂を接合し物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４、両凹レンズＬ５、両凸レンズＬ６、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７で構成され、全体として負の屈折力を持つ。開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置する。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ８、両凸レンズＬ９と物体側に凹面を持つ負メニスカスレンズＬ１０による正の屈折力を持つ接合レンズから成る第３Ａレンズ群Ｇ３Ａと、物体側の面に非球面を用いた両凹レンズＬ１１と像面側に平面を持つ凸レンズＬ１２から成る負の屈折力を持つ接合レンズＧ３Ｂ１と、物体側に凸面を持つ正メニスカスレンズＬ１３で構成されるＧ３Ｂ２から成る正の屈折力を持つ第３Ｂレンズ群Ｇ３Ｂで構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第４レンズ群Ｇ４は、両面に非球面を用いた両凸レンズＬ１４、両凹レンズＬ１５、両凸レンズＬ１６で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

図２１は、本発明の実施例３のズームレンズ系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２から成る正の屈折力を持つ接合レンズおよび、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第２レンズ群Ｇ２は、非球面樹脂を接合し物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４、両凹レンズＬ５、両凸レンズＬ６、両凹レンズＬ７で構成され、全体として負の屈折力を持つ。開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置する。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ８、両凸レンズＬ９と両凹レンズＬ１０による正の屈折力を持つ接合レンズから成る第３Ａレンズ群Ｇ３Ａと、両凹レンズＬ１１と物体側に凸面を持つ正メニスカスレンズＬ１２から成る負の屈折力を持つ接合レンズＧ３Ｂ１、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＧ３Ｂ２から成る負の屈折力を持つ第３Ｂレンズ群Ｇ３Ｂが構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第４レンズ群Ｇ４は、両面に非球面を用いた両凸レンズＬ１４、両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６から成る正の屈折力を持つ接合レンズで構成され、全体として正の屈折力を持つ。

図３１は、本発明の実施例４のズームレンズ系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２から成る正の屈折力を持つ接合レンズおよび、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第２レンズ群Ｇ２は、非球面樹脂を接合し物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４、両凹レンズＬ５、両凸レンズＬ６、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７で構成され、全体として負の屈折力を持つ。開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置する。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ８、両凸レンズＬ９と両凹レンズＬ１０による正の屈折力を持つ接合レンズから成る第３Ａレンズ群Ｇ３Ａと、物体側の面に非球面を用いた両凹レンズＬ１１と物体側に凸面を持つ正メニスカスレンズＬ１２から成る第３Ｂレンズ群Ｇ３Ｂで構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第４レンズ群Ｇ４は、両面に非球面を用いた両凸レンズＬ１４、両凹レンズＬ１５、両凸レンズＬ１６で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

図４１は、本発明の実施例５のズームレンズ系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２から成る正の屈折力を持つ接合レンズおよび、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第２レンズ群Ｇ２は、非球面樹脂を接合し物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４、両凹レンズＬ５、両凸レンズＬ６、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７で構成され、全体として負の屈折力を持つ。開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置する。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ８、両凸レンズＬ９と両凹レンズＬ１０による正の屈折力を持つ接合レンズから成る第３Ａレンズ群Ｇ３Ａと、物体側の面に非球面を用いた両凹レンズＬ１１と物体側に凸面を持つ正メニスカスレンズＬ１２から成る第３Ｂレンズ群Ｇ３Ｂが構成され、全体として正の屈折力を持つ。

第４レンズ群Ｇ４は、両面に非球面を用いた両凸レンズＬ１４、物体側に平面を向けた凹レンズＬ１５、両凸レンズＬ１６で構成され、全体として正の屈折力を持つ。

続いて、以下に前述した各実施例に係るズームレンズ系の諸元値（数値実施例）を示す。

［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面又は開口絞りの番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示している。また、ＢＦはバックフォーカスを表している。なお、面番号に付した（絞り）は、その位置に開口絞りが位置していることを示している。平面又は開口絞りに対する曲率半径には∞（無限大）を記入している。

［非球面データ］には、［面データ］において＊を付したレンズ面の非球面形状を与える各係数値を示している。非球面の形状は、光軸に直行する方向への光軸からの変位をｙ、非球面と光軸の交点から光軸方向への変位（サグ量）をｚ、基準球面の曲率半径をｒ、コーニック係数をＫ、４、６、８、１０次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０と置くとき、非球面の座標が以下の式で表されるものとする。

［各種データ］には、ズーム比及び各焦点距離状態における焦点距離等の値を示している。

［可変間隔データ］には、［面データ］において変数とした各焦点距離状態における可変間隔及びＢＦの値を示している。

［レンズ群データ］には、各レンズ群を構成する最も物体側の面番号及び群全体の合成焦点距離を示している。

なお、以下の全ての諸元の値において、記載している焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、レンズ面間隔ｄ、その他の長さの単位は特記のない限りミリメートル（ｍｍ）を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおい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。

数値実施例1
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 122.0060 1.5000 1.903658 31.31
2 64.0920 7.2310 1.496997 81.60
3 -257.1760 0.1500
4 56.4280 5.2430 1.593493 67.00
5 241.2030 （d5）
6* 200.0530 0.1000 1.518400 52.10
7 147.4640 0.9500 1.883000 40.80
8 14.5200 5.1630
9 -28.2730 0.8000 1.772500 49.62
10 117.3210 0.1500
11 33.9150 4.3690 1.846664 23.78
12 -29.3070 0.5170
13 -22.7590 0.8000 1.772500 49.62
14 303.9650 (d14)
15(絞り) ∞ (d15)
16 26.9130 4.1410 1.487490 70.44
17 -29.7050 0.1500
18 27.2310 4.7230 1.496997 81.60
19 -21.4270 0.8000 1.910823 35.25
20 -306.2190 2.6960
21* -43.7350 1.0000 1.772502 49.46
22 28.1230 1.7730 1.846664 23.78
23 78.8430 0.9620
24 22.1860 1.6550 1.487490 70.44
25 31.9410 (d25)
26* 30.6330 4.4970 1.592014 67.02
27* -28.8950 0.5870
28 -195.1350 0.8000 1.910823 35.25
29 28.8600 1.8220
30 -356.7160 2.6490 1.567320 42.84
31 -34.3570 38.3000
像面 ∞

[非球面データ]
6面 21面 26面 27面
K 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
A4 8.85010E-06 4.37960E-06 -2.54270E-05 2.14090E-05
A6 2.81130E-09 3.82667E-08 -1.05480E-07 -8.39800E-08
A8 -1.03190E-10 -1.66030E-10 1.45630E-09 1.09550E-09
A10 3.54550E-13 1.33190E-12 1.66570E-12 4.56050E-12

[各種データ]
ズーム比 12.90
焦点距離 18.68 67.10 241.00
Fナンバー 3.63 5.24 6.53
全画角2ω 76.06 22.84 6.6
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 132.51 173.29 204.20

[可変間隔データ]
焦点距離 18.68 67.10 241.00
d0 ∞ ∞ ∞
d5 2.4500 33.4700 56.5024
d14 26.8130 11.9525 1.9531
d15 2.0000 1.5007 0.8000
d25 7.7170 2.1000 0.4500
BF 38.3000 69.0349 89.2686

d0 317.4921 276.8007 245.8015
d5 1.6060 31.0015 46.7633
d14 27.6570 14.4210 11.6922
d15 2.0000 1.5007 0.8000
d25 7.7170 2.1000 0.4500
BF 38.3000 69.0349 89.2686

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 90.24
G2 6 -12.85
G3 16 38.51
G4 26 52.63
G3A 16 26.26
G3B 21 -52.61

数値実施例2
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 158.4340 1.6000 1.846664 23.78
2 64.2470 6.4610 1.729160 54.67
3 575.5230 0.1500
4 54.9110 5.1850 1.772500 49.62
5 160.5000 （d5）
6* 200.0000 0.0900 1.518400 52.10
7 85.5700 0.9000 1.883000 40.80
8 13.3940 5.8380
9 -33.1020 0.8500 1.772500 49.62
10 42.5710 0.6920
11 32.6200 4.2480 1.846664 23.78
12 -32.9560 0.6620
13 -22.1940 0.8500 1.772500 49.62
14 -108.7210 (d14)
15(絞り) ∞ (d15)
16 35.2650 3.1690 1.540720 47.20
17 -37.0350 0.1500
18 52.9450 3.5440 1.496997 81.60
19 -25.5950 0.9000 2.001003 29.13
20* -611.7360 1.9310
21 -30.8750 1.0000 1.592014 67.02
22 61.4680 1.5990 1.728250 28.32
23 ∞ 1.5000
24 28.6140 2.4160 1.701543 41.15
25 105.8490 (d25)
26* 28.5820 4.1700 1.592014 67.02
27* -29.5800 1.5000
28 -60.1650 0.9000 1.910823 35.25
29 30.9330 1.2960
30 523.9500 4.6630 1.437001 95.10
31 -17.6190 38.5000
像面 ∞

[非球面データ]
6面 21面 26面 27面
K 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
A4 2.44750E-05 1.55180E-06 -1.69292E-05 4.52875E-05
A6 -4.78740E-08 1.91120E-08 -2.78940E-08 -7.84730E-08
A8 1.43080E-11 1.71400E-10 3.73700E-10 6.42310E-12
A10 2.44010E-13 -4.36580E-12 -6.23520E-12 -4.02420E-12

[各種データ]
ズーム比 3.83
焦点距離 17.60 34.47 67.50
Fナンバー 2.91 3.45 4.13
全画角2ω 79.75 43.70 23.2
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 120.93 137.71 159.36

[可変間隔データ]
焦点距離 17.60 34.47 67.50
d0 ∞ ∞ ∞
d5 3.8000 19.0310 33.6080
d14 15.3880 6.6112 1.5000
d15 2.2000 1.6922 1.0000
d25 4.7750 2.1000 0.7000
BF 38.5000 52.0116 66.2853

d0 99.0730 82.2900 60.6427
d5 1.6321 15.7707 28.4107
d14 17.5559 9.8715 6.6973
d15 2.2000 1.6922 1.0000
d25 4.7750 2.1000 0.7000
BF 38.5000 52.0116 66.2854

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 86.26
G2 6 -12.36
G3 16 42.91
G4 26 43.90
G3A 16 43.96
G3B 21 502.03

数値実施例3
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 97.4240 1.5500 1.805181 25.46
2 54.0840 6.6530 1.496997 81.60
3 1693.7890 0.1500
4 53.4330 5.0600 1.729160 54.67
5 200.0000 （D5）
6* 200.0000 0.1000 1.518400 52.10
7 150.0490 0.9000 1.883000 40.80
8 13.2130 5.0760
9 -41.5540 0.8000 1.729160 54.67
10 49.0470 0.2040
11 25.2830 4.2380 1.846664 23.78
12 -43.8590 0.2800
13 -33.9060 0.8000 1.729160 54.67
14 76.1780 (d14)
15(絞り) ∞ (d15)
16 22.9610 3.5820 1.487490 70.44
17 -27.3210 0.1500
18 25.4430 3.2190 1.729160 54.67
19 -30.2970 0.7000 2.001003 29.13
20 86.2040 1.8690
21 -89.3680 0.7000 1.772500 49.62
22 26.4620 1.4000 1.846664 23.78
23 69.0930 3.0750
24 -16.8750 0.7000 1.772500 49.62
25 -50.2330 (d25)
26* 44.5040 4.6300 1.592014 67.02
27* -22.4320 0.6180
28 -90.7400 0.8000 1.834806 42.72
29 39.8080 6.4280 1.437001 95.10
30 -22.0090 38.6000
像面 ∞

[非球面データ]
6面 26面 27面
K 0.0000 0.0000 0.0000
A4 1.1149E-05 -3.2338E-05 1.8998E-05
A6 -3.2033E-08 6.1674E-08 -5.8112E-09
A8 -1.5223E-11 -3.8843E-10 4.2451E-10
A10 1.4793E-13 -4.7066E-12 -8.5043E-12

[各種データ]
ズーム比 6.49
焦点距離 18.66 47.53 121.07
Fナンバー 3.60 4.81 5.92
全画角2ω 76.12 32.28 13.1
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 121.94 147.40 172.62

[可変間隔データ]
焦点距離 18.66 47.53 121.07
d0 ∞ ∞ ∞
d5 2.8000 22.4300 41.2400
d14 17.5440 7.5352 1.5000
d15 2.5000 1.5103 0.9000
d25 6.8120 3.5321 1.9411
BF 38.6000 58.6654 73.3610

d0 228.0620 202.6479 177.3759
d5 1.5449 19.8860 34.6838
d14 18.7991 10.0792 8.0562
d15 2.5000 1.5103 0.9000
d25 6.8120 3.5321 1.9411
BF 38.6000 58.6654 73.3612

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 81.32
G2 6 -12.98
G3 16 51.41
G4 26 26.80
G3A 16 20.61
G3B 21 -19.96

数値実施例4
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 138.2450 1.6000 1.846664 23.78
2 60.1770 5.6050 1.729160 54.67
3 348.2480 0.1500
4 53.3700 4.5110 1.772500 49.62
5 160.5000 （d5）
6* 200.0000 0.0900 1.518400 52.10
7 88.9150 0.9000 1.883000 40.80
8 11.9790 6.2900
9 -26.5260 0.8500 1.772500 49.62
10 47.3790 0.6380
11 33.7400 4.2430 1.805181 25.46
12 -31.6870 0.2500
13 -27.2740 0.8500 1.772500 49.62
14 -57.5580 (d14)
15(絞り) ∞ (d15)
16 24.7270 3.5200 1.517420 52.15
17 -26.0540 0.1500
18 25.3250 3.7120 1.496997 81.60
19 -18.7610 0.9000 1.883000 40.80
20 185.1400 1.6790
21* -27.5100 1.0000 1.592014 67.02
22 27.9320 1.4820 1.672700 32.17
23 73.1270 (d23)
24* 32.7780 5.1170 1.553319 71.68
25* -21.1770 0.5460
26 -41.7030 0.9000 1.910823 35.25
27 52.7150 0.7040
28 718.0540 5.0590 1.437001 95.10
29 -15.5110 38.4988
像面 ∞

[非球面データ]
6面 21面 24面 25面
K 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
A4 2.8072E-05 2.3185E-05 -3.8607E-05 4.4532E-05
A6 -7.7714E-08 -2.8226E-07 3.2120E-08 -1.0533E-07
A8 2.9613E-11 7.2534E-09 1.6072E-09 2.1594E-09
A10 1.1548E-13 -7.7645E-11 -2.7012E-11 -2.4660E-11

[各種データ]
ズーム比 10.30
焦点距離 18.68 59.96 192.45
Fナンバー 3.62 5.28 6.50
全画角2ω 76.10 25.53 8.2
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 122.98 156.04 183.49

[可変間隔データ]
焦点距離 18.68 59.96 192.45
d0 ∞ ∞ ∞
d5 2.4500 29.3350 52.1040
d14 26.3090 11.8952 1.7000
d15 2.5000 1.4341 0.8000
ｄ23 5.0000 1.9000 0.9700
BF 38.3007 63.0491 79.4939

d0 327.0163 293.9626 266.5081
d5 1.4427 26.7463 42.5407
d14 27.3163 14.4839 11.2633
d15 2.5000 1.4341 0.8000
ｄ23 5.0000 1.9000 0.9700
BF 38.3007 63.0491 79.4942

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 84.72
G2 6 -13.19
G3 16 53.98
G4 24 32.07
G3A 16 26.19
G3B 21 -35.63

数値実施例5
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 145.0000 1.5000 1.903658 31.31
2 59.2820 6.6360 1.496997 81.60
3 -335.4900 0.1500
4 57.2290 4.8820 1.729160 54.67
5 327.8920 （d5）
6* 188.3340 0.1000 1.518400 52.10
7 101.5760 0.9500 1.883000 40.80
8 14.4530 5.4670
9 -29.0680 0.8000 1.772500 49.62
10 56.6680 0.5830
11 36.2170 4.3840 1.846664 23.78
12 -27.7680 0.6570
13 -19.9860 0.8000 1.883000 40.80
14 -54.7890 （d14）
15(絞り) ∞ （d15）
16 24.8670 3.4610 1.593493 67.00
17 -54.7760 0.1500
18 24.4790 3.9210 1.487490 70.44
19 -28.1550 0.8000 1.910823 35.25
20 514.6980 2.7720
21* -42.4250 1.0000 1.693500 53.20
22 36.4100 1.3860 1.784719 25.72
23 78.6330 （d23）
24* 27.4700 4.0740 1.592014 67.02
25* -23.9840 0.1500
26 ∞ 0.8000 1.910823 35.25
27 20.8990 0.6570
28 33.4310 2.3440 1.567320 42.84
29 -1000.0000 38.3007
像面 ∞

[非球面データ]
6面 21面 24面 25面
K 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
A4 1.8640E-05 1.0731E-05 -3.3067E-05 3.1941E-05
A6 -6.7996E-09 2.9612E-08 -9.7984E-08 -1.4796E-07
A8 -2.1703E-10 -8.6485E-10 2.8947E-09 3.0497E-09
A10 1.2825E-12 9.0390E-12 -4.0868E-12 -2.7760E-12

[各種データ]
ズーム比 10.30
焦点距離 18.68 59.95 192.45
Fナンバー 3.62 5.28 6.50
全画角2ω 76.10 25.51 8.2
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 122.98 156.03 183.49

[可変間隔データ]
焦点距離 18.68 59.95 192.45
d0 ∞ ∞ ∞
d5 2.4500 29.3284 52.1040
d14 26.3090 11.8952 1.7000
d15 2.5000 1.4341 0.8000
d23 5.0000 1.9000 0.9700
BF 38.3007 63.0523 79.4939

d0 327.0163 293.9661 266.5081
d5 1.4427 26.7404 42.5407
d14 27.3163 14.4832 11.2633
d15 2.5000 1.4341 0.8000
d23 5.0000 1.9000 0.9700
BF 38.3007 63.0522 79.4942

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 87.25
G2 6 -14.19
G3 16 42.24
G4 24 47.95
G3A 16 25.35
G3B 21 -41.67

また、これらの各実施例における条件式の対応値の一覧を示す。

[条件式対応値]
式番号 1 2 3
条件式 -2.0＜f3A/f3B＜0.5 St3＜Sw3＜4×St3 0.5＜φ(S)/(√(fw×ft)/F)＜2.5
St3 Sw3 4×St3
実施例1 -0.50 0.80 2.00 3.20 1.16
実施例2 0.09 1.00 2.20 4.00 1.40
実施例3 -1.03 0.90 2.50 3.60 1.19
実施例4 -0.74 1.00 2.90 4.00 1.48
実施例5 -0.61 0.80 2.50 3.20 1.28

式番号 4 5
条件式 0.5＜(ENPt/ft)＜2.5 0.2＜f1/ft＜1.5
実施例1 1.22 0.37
実施例2 1.53 1.28
実施例3 1.31 0.67
実施例4 1.39 1.03
実施例5 1.21 0.45

式番号 6 7 8
条件式 0.03＜|f2/ft|＜0.30 0.3＜f3/f4＜3.0 8.0＜f2/β34w＜20.0
実施例1 0.05 0.73 11.75
実施例2 0.18 0.98 11.95
実施例3 0.11 1.92 12.53
実施例4 0.16 1.68 14.19
実施例5 0.07 0.88 14.31

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
Ｇ３Ａ 第３Ａレンズ群
Ｇ３Ｂ 第３Ｂレンズ群
Ｇ３Ｂ１ 第３Ｂ１レンズ群
Ｇ３Ｂ２ 第３Ｂ２レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面

Claims (8)

1. 物体側から像面側に順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、開口絞りと、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群とからなり、
   前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を持つ第３Ａレンズ群と負または正の屈折力を持つ第３Ｂレンズ群とからなり、
   広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が大きく、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が小さく、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が小さくなり、前記開口絞りは各レンズ群とは独立して移動し、
   防振に際して、前記第３Ｂレンズ群の全体、または、前記第３Ａレンズ群の像側に隣接して配置される一部を光軸と略垂直方向に移動させ、像を光軸に対して垂直方向に移動させることで防振を行い、
   以下の条件式（１）乃至（４）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
   （１） −２．０＜ｆ３Ａ／ｆ３Ｂ＜０．５
   （２） Ｓｔ３＜Ｓｗ３＜４×Ｓｔ３
   （３） ０．５＜φ（Ｓ）/（√（ｆｗ×ｆｔ）/Ｆ）＜２．５
   （４） ０．５＜（ＥＮＰｔ／ｆｔ）＜２．５
   ｆ３Ａ：前記第３Ａレンズ群の焦点距離
   ｆ３Ｂ：前記第３Ｂレンズ群の焦点距離
   Ｓｗ３：広角端における前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔
   Ｓｔ３：望遠端における前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔
   √(ｆｗ×ｆｔ)：中間ポジションにおける焦点距離
   ｆｗ：ズームレンズ系の広角端における焦点距離
   ｆｔ：ズームレンズ系の望遠端における焦点距離
   φ（Ｓ）：開口絞り径
   Ｆ：中間ポジションにおける焦点距離√(ｆｗ×ｆｔ)での開放Ｆ値
   ＥＮＰｔ：望遠端における前記第１レンズ群の最も物体側の面と入射瞳位置との間隔
   
2. 以下の条件式（５）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系。
   （５） ０．２＜ｆ１/ｆｔ＜１．５
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
3. 無限遠から近距離物体への合焦に際して、前記第２レンズ群を物体側に移動させ、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ系。
   （６） ０．０３＜｜ｆ２/ｆｔ｜＜０．３０
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
4. 以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のズームレンズ系。
   （７） ０．３＜ｆ３／ｆ４＜３．０
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
   ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
5. 前記第３Ｂレンズ群は負の屈折力を持ち、両凹形状の負レンズと正レンズとの接合レンズであり、全体を光軸と略垂直方向に動かして防振を行う防振レンズ群であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のズームレンズ系。
6. 前記第３Ｂレンズ群は負の屈折力を持ち、前記第３Ｂレンズ群は第３Ｂ１レンズ群と第３Ｂ２レンズ群とからなり、前記第３Ｂ１レンズ群は負の屈折力を持ち、両凹形状の負レンズと正レンズとの接合レンズであり、全体を光軸と略垂直方向に動かして防振を行う防振レンズ群であり、前記第３Ｂ２レンズ群は正または負の屈折力を持つことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のズームレンズ系。
7. 前記第４レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズと１枚の負レンズとからなり、少なくとも１面に非球面形状を有することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載のズームレンズ系。
8. 以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載のズームレンズ系。
   （８） ８.０＜ｆ２／β３４ｗ＜２０．０
   β３４Ｗ：広角端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との合成倍率

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