JP2014066945A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｆ値が明るく、高倍率化を図った光学系や、大型センサーを搭載した光学系の近距離被写体撮影時においても、全ズーム範囲に亘り高い光学性能を図る。
【解決手段】ズームレンズは、第１および第２のフォーカスレンズ群を備える。第１のフォーカスレンズ群は、負の屈折力を有し、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する。第２のフォーカスレンズ群は、正の屈折力を有し、第１のフォーカスレンズ群より像側に配置されて、フォーカシングの際に光軸に沿って移動する。第１および第２のフォーカスレンズ群は、互いに連動して移動する。
【選択図】図１

Description

本技術は、ズームレンズに関する。詳しくは、近距離被写体撮影時においても、全ズーム範囲に亘り高い光学性能を有する、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等に適したズームレンズ、および、そのズームレンズを使用した撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ユーザのデジタルスチルカメラに対する要望も多岐に亘っている。高画質化や小型化は言うまでもなく、さらに近年では撮影レンズの高倍率化やＦ値の明るさ、より近距離の被写体撮影が可能なマクロ仕様への要望も非常に大きくなってきている。一般に、小型化および高倍率化を図ったズームレンズにおいては、フォーカシングのために移動するレンズ群を１つだけ設定し、そのフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うタイプのものが多く採用されている。特に、合焦の速さやアクチュエータの負荷低減、さらにはフォーカスユニットの小型化が要求されるズームレンズの場合、駆動するレンズ群の重量を軽量化する必要がある。そのため、比較的フォーカスレンズの小型化および軽量化を行いやすい、いわゆるインナーフォーカスタイプや、リアフォーカスタイプの光学系がよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−３０１４７４号公報

上述のようなフォーカスタイプの光学系の場合、フォーカスレンズ群を光学系の像に近い位置に配置することにより、像面湾曲収差やコマ収差の補正を改善している。そのため、フォーカシング時における像面湾曲収差やコマ収差の発生が大きくなり、近距離被写体撮影時に画質劣化を伴うことが多い。特に、実焦点距離が長いことから光学系の像倍率が大きくなりやすいズームレンズの望遠側や、大型センサー搭載の光学系の場合、遠景から近接被写体への合焦時に必要なフォーカスレンズ移動量が大きくなるため、この傾向が極めて顕著になる。さらに、Ｆ値が明るく、焦点深度が浅い光学系においては、これによる画質劣化が著しく発生してしまう。

本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、Ｆ値が明るく、高倍率化を図った光学系や、大型センサーを搭載した光学系の近距離被写体撮影時においても、全ズーム範囲に亘り高い光学性能を図ることを目的とする。なお、ここでは大型センサーとして、例えば、１／１．７型、２／３型、１．０型、ＡＰＳ、３５ｍｍ版などを想定する。

本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する負の屈折力を有する第１のフォーカスレンズ群と、上記第１のフォーカスレンズ群より像側に配置されて、フォーカシングの際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２のフォーカスレンズ群とを備え、上記第１および第２のフォーカスレンズ群が互いに連動して移動するズームレンズである。これにより、第１のフォーカスレンズ群と第２のフォーカスレンズ群とを互いに連動させて収差補正させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記第２のフォーカスレンズ群が、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動するようにしてもよい。これにより、第１および第２のフォーカスレンズ群を光軸に沿って像側方向に移動させることにより、収差補正させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記第１および第２のフォーカスレンズ群が、以下の条件式（ａ）乃至（ｄ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ａ）： （１−β_AW ²）×（β_{Bihind_AW}）² ＜ ０
条件式（ｂ）： （１−β_AT ²）×（β_{Bihind_AT}）² ＜ ０
条件式（ｃ）： （１−β_BW ²）×（β_{Bihind_BW}）² ＞ ０
条件式（ｄ）： （１−β_BT ²）×（β_{Bihind_BT}）² ＞ ０
但し、β_AWは上記第１のフォーカスレンズ群の広角端における横倍率、β_{Bihind_AW}は上記第１のフォーカスレンズ群より像側光学系の広角端における横倍率、β_AT：上記第１のフォーカスレンズ群の望遠端における横倍率、β_{Bihind_AT}は上記第１のフォーカスレンズ群より像側光学系の望遠端における横倍率、β_BW：上記第２のフォーカスレンズ群の広角端における横倍率、β_{Bihind_BW}は上記第２のフォーカスレンズ群より像側光学系の広角端における横倍率、β_BT：上記第２のフォーカスレンズ群の望遠端における横倍率、β_{Bihind_BT}は上記第２のフォーカスレンズ群より像側光学系の望遠端における横倍率とする。

また、この第１の側面において、上記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係が、ズームポジション毎に変化するようにしてもよい。ズームポジションを変化させた際に、変動量の関係性が変化するため、これに応じてレンズ移動距離の相対関係を変化させることが効果的だからである。

また、この第１の側面において、上記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離が、互いに線形の関係となるようにしてもよい。これにより、フォーカスレンズ駆動のためのアクチュエータ制御や、フォーカスレンズ駆動に関連するレンズ鏡筒設計を簡素化させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離が、以下の条件式（ｅ）および（ｆ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｅ）： ０ ≦ Ｄ_BW／Ｄ_AW ＜ １．０
条件式（ｆ）： ０．５ ＜ Ｄ_BT／Ｄ_AT ＜ １．５
但し、Ｄ_AWは上記第１のフォーカスレンズ群の広角端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離、Ｄ_BWは上記第２のフォーカスレンズ群の広角端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離、Ｄ_ATは上記第１のフォーカスレンズ群の望遠端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離、Ｄ_BTは上記第２のフォーカスレンズ群の望遠端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離とする。

また、この第１の側面において、上記第１のフォーカスレンズ群が、１枚の負レンズのみから構成されるようにしてもよい。これにより、駆動するレンズ群を小型化および軽量化させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記第２のフォーカスレンズ群が、１枚の正レンズのみから構成されるようにしてもよい。これにより、駆動するレンズ群を小型化および軽量化させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記第１および第２のフォーカスレンズ群が、光学系の最も像側に順に並んで配置されるようにしてもよい。これにより、レンズ鏡筒を小型化させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第４ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、上記第１のフォーカスレンズ群は、上記第３ズームレンズ群の最も像側に配置される負レンズであり、上記第２のフォーカスレンズ群は、上記第４ズームレンズ群を構成する正レンズであるように構成してもよい。

一方、この第１の側面において、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第４ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第５ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、上記第１のフォーカスレンズ群は、上記第４ズームレンズ群を構成する負レンズであり、上記第２のフォーカスレンズ群は、上記第５ズームレンズ群を構成する正レンズであるように構成してもよい。

また、本技術の第２の側面は、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する負の屈折力を有する第１のフォーカスレンズ群と、上記第１のフォーカスレンズ群より像側に配置されて、フォーカシングの際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２のフォーカスレンズ群とを備えて、上記第１および第２のフォーカスレンズ群が互いに連動して移動するズームレンズと、上記ズームレンズにより形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを具備する撮像装置である。これにより、撮像装置のズームレンズにおいて、第１のフォーカスレンズ群と第２のフォーカスレンズ群とを互いに連動させて収差補正させるという作用をもたらす。

本技術によれば、Ｆ値が明るく、高倍率化を図った光学系や、大型センサーを搭載した光学系の近距離被写体撮影時においても、全ズーム範囲に亘り高い光学性能を図ることができるという優れた効果を奏し得る。

本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第１の実施の形態のズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第１の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第１の実施の形態のズームレンズの広角端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第１の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第２の実施の形態のズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第２の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第２の実施の形態のズームレンズの広角端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第２の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第３の実施の形態のズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第３の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第３の実施の形態のズームレンズの広角端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第３の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第４の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第４の実施の形態のズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第４の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第４の実施の形態のズームレンズの広角端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第４の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第５の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第５の実施の形態のズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第５の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 本技術の第５の実施の形態のズームレンズの広角端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第５の実施の形態のズームレンズの望遠端状態における至近合焦時の諸収差図である。 本技術の第１乃至第５の実施の形態によるズームレンズを撮像装置１００に適用した例を示す図である。

本開示のズームレンズは、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する負の屈折力を有するフォーカスレンズ群Ａを有している。また、このフォーカスレンズ群Ａは、以下の条件式（ａ）および（ｂ）を満たす。
条件式（ａ）： （１−β_AW ²）×（β_{Bihind_AW}）² ＜ ０
条件式（ｂ）： （１−β_AT ²）×（β_{Bihind_AT}）² ＜ ０
但し、
β_AW：フォーカスレンズ群Ａの広角端における横倍率
β_{Bihind_AW}：フォーカスレンズ群Ａより像側光学系の広角端における横倍率
β_AT：フォーカスレンズ群Ａの望遠端における横倍率
β_{Bihind_AT}：フォーカスレンズ群Ａより像側光学系の望遠端における横倍率
とする。

本開示のズームレンズをこのようなフォーカス構成にすることにより、フォーカシングの際に移動するためのスペースを光学系内に確保しやすくなるという利点がある。

また、条件式（ａ）および（ｂ）は、それぞれ広角端および望遠端における、フォーカスレンズ群Ａのフォーカス敏感度を示す式である。この式は、フォーカスレンズ群Ａが像側に移動することによって遠距離から近距離に合焦する役割を有することを示している。条件式（ａ）および（ｂ）の上限を超えてゼロ以上の数値になった場合、フォーカスレンズ群Ａを像側に移動することによって遠距離から近距離にフォーカシングすることが困難になってしまう。

また、本開示のズームレンズにおいては、以下の条件式（ａ'）および（ｂ'）をさらに満足することがより好ましい。
条件式（ａ'）： −０．５＜（１−β_AW ²）×（β_{Bihind_AW}）² ＜ −０．３
条件式（ｂ'）： −１．５＜（１−β_AT ²）×（β_{Bihind_AT}）² ＜ −０．５

条件式（ａ'）および（ｂ'）を満足する場合、上述のレンズ構成によるメリットを最大限に引き出すことが可能となる。もし、条件式（ａ'）および（ｂ'）の上限を超えて大きくなり過ぎると、フォーカスレンズ群Ａのフォーカシングのために必要な移動ストロークが長くなり過ぎてしまう。そのため、光学系が大型化し、または、カメラとしての最短撮影距離を十分に近くまで寄せることが困難になる。一方、下限を超えて小さくなり過ぎると、フォーカスレンズ群Ａの屈折力が強くなり、収差の発生が大きくなり過ぎるため画質劣化を招くおそれがある。

本開示のズームレンズは、フォーカスレンズ群Ａよりも像側の位置に、フォーカシングの際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有するフォーカスレンズ群Ｂを備える。そして、このズームレンズは、フォーカスレンズ群ＡおよびＢが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。

このような構成にすることにより、フォーカスレンズ群Ａのフォーカシング時における発生諸収差（例えば、球面収差、像面湾曲収差、コマ収差）を、フォーカスレンズ群Ｂにより補正することが可能となる。そのため、近距離被写体合焦時における高画質を図ることができる。

また、フォーカスレンズ群Ｂは、以下の条件式（ｃ）および（ｄ）を満たす。
条件式（ｃ）： （１−β_BW ²）×（β_{Bihind_BW}）² ＞ ０
条件式（ｄ）： （１−β_BT ²）×（β_{Bihind_BT}）² ＞ ０
但し、
β_BW：フォーカスレンズ群Ｂの広角端における横倍率
β_{Bihind_BW}：フォーカスレンズ群Ｂより像側光学系の広角端における横倍率
β_BT：フォーカスレンズ群Ｂの望遠端における横倍率
β_{Bihind_BT}：フォーカスレンズ群Ｂより像側光学系の望遠端における横倍率
とする。

これら条件式（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ広角端および望遠端における、フォーカスレンズ群Ｂのフォーカス敏感度を示す式である。フォーカスレンズ群Ｂ自体は本来、前方に向けて至近に合焦するが、それを敢えて後ろに下げるというレンズの動かし方をこの式は規定している。条件式（ｃ）および（ｄ）の下限を超えてゼロ以下の数値になった場合、フォーカスレンズ群Ａとフォーカス敏感度の符号が等しくなってしまう。そのため、フォーカスレンズ群Ａのフォーカシング時において発生する諸収差をフォーカスレンズ群Ｂで良好に補正することが困難になってしまう。

また、本開示のズームレンズにおいては、以下の条件式（ｃ'）および（ｄ'）をさらに満足するとともに、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動するように構成することがより好ましい。
条件式（ｃ'）： ０．２５ ＜（１−β_BW ²）×（β_{Bihind_BW}）² ＜ ０．５
条件式（ｄ'）： ０．２５ ＜（１−β_BT ²）×（β_{Bihind_BT}）² ＜ ０．５

フォーカシング時に、フォーカスレンズ群Ｂを上述のようにフォーカスレンズ群Ａと同方向に移動させることにより、フォーカスレンズ群Ａのフォーカシング時に発生する諸収差（特に、像面湾曲収差とコマ収差）を、発生とは逆方向に補正することができる。そのため、近距離被写体撮影時においても良好な画質を得ることが可能となる。

また、条件式（ｃ'）および（ｄ'）を同時に満足させることにより、上述のレンズ構成によるメリットを最大限に引き出すことが可能となる。もし、条件式（ｃ'）および（ｄ'）の下限を超えて小さくなり過ぎると、フォーカスレンズ群Ｂのフォーカシングのために必要な移動ストロークが長くなり過ぎてしまう。そのため、光学系が大型化し、または、カメラとしての最短撮影距離を十分に近くまで寄せることが困難になる。一方、上限を超えて小さくなり過ぎると、フォーカスレンズ群Ｂの屈折力が強くなり、収差の発生が大きくなり過ぎるため画質劣化を招くおそれがある。

本開示のズームレンズは、フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係が、ズームポジション毎に変化する。そして、フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離が、各ズームポジションにおいて互いに線形の関係であり、以下の条件式（ｅ）および（ｆ）を満足するように構成される。
条件式（ｅ）： ０ ≦ Ｄ_BW／Ｄ_AW ＜ １．０
条件式（ｆ）： ０．５ ＜ Ｄ_BT／Ｄ_AT ＜ １．５
但し、
Ｄ_AW：フォーカスレンズ群Ａの広角端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
Ｄ_BW：フォーカスレンズ群Ｂの広角端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
Ｄ_AT：フォーカスレンズ群Ａの望遠端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
Ｄ_BT：フォーカスレンズ群Ｂの望遠端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
とする。

フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時における移動量の相対関係をズームポジション毎に変化させることにより、フローティングフォーカスによる収差補正効果がズームポジション毎に最適化される。これにより、結果として、全ズーム域と全フォーカス距離に対して高画質を図ることが可能となる。

さらに、フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離が、各ズームポジションにおいて互いに線形の関係になるよう設定することにより、フォーカスレンズ駆動を行うためのアクチュエータ制御やレンズ鏡筒設計が簡素となる。そのため、カメラの量産時に発生する性能のバラつきを低減することが可能となる。

また、条件式（ｅ）および（ｆ）は、それぞれ広角端と望遠端における、フォーカスレンズ群Ａに対するフォーカスレンズ群Ｂの移動距離比を示す式である。もし、条件式（ｅ）および（ｆ）の上限を超えて大きくなり過ぎる場合、フォーカスレンズ群Ｂのフォーカスレンズ群Ａに対する移動量が大きくなり過ぎる。そのため、移動ストロークを確保するために光学系が大型化し、または、移動ストロークが足りなくなってカメラとしての最短撮影距離を十分に近くまで寄せることが困難になる。一方、条件式（ｅ）の下限を超えてマイナスの数値になる場合、フォーカスレンズ群Ａとフォーカスレンズ群Ｂの移動方向がそれぞれ逆向きになるため、上述のようにフローティングフォーカスによるフォーカシング時の収差補正を適切に行うことが困難になる。また、条件式（ｆ）の下限を超えて小さくなり過ぎる場合は、フローティングフォーカスにおけるフォーカスレンズ群Ｂによる収差補正効果を十分に引き出せなくなるおそれがある。

また、本開示のズームレンズにおいては、以下の条件式（ｅ'）および（ｆ'）をさらに満足することがより好ましい。
条件式（ｅ'）： ０ ≦ Ｄ_BW／Ｄ_AW ＜ ０．７５
条件式（ｆ'）： ０．８５ ＜ Ｄ_BT／Ｄ_AT ＜ １．３５

条件式（ｅ'）および（ｆ'）を満足することにより、上述のようなフローティングフォーカスの相対移動量の関係がより適正化され、結果として収差補正効果を最大限に引き出すことが可能となる。

本開示のズームレンズは、光学系内のフォーカスレンズ群ＡおよびＢが、それぞれ１枚のレンズで構成される。これにより、駆動するレンズ群の小型化や軽量化が実現できるため、アクチュエータへの負荷を低減することが可能となる上、フォーカススピードやフォーカス精度の向上を図ることが可能となる。

本開示のズームレンズは、光学系内のフォーカスレンズ群ＡおよびＢが、光学系の最も像側に順に並んで配置される。これにより、例えば、Ｆ値決定部材（絞り）よりも物体側に配置されたレンズでフォーカシングする光学系等に比べて、フォーカシングに使用するレンズを光学設計的に小型化しやすくなる。そのため、フォーカスレンズ群の構成を可能な限り簡素にして、小型化および軽量化することが可能となり、また、それを駆動するアクチュエータやレンズ鏡筒構造も同時に小型化させることが可能となる。したがって、結果としてレンズ鏡筒の小型化を図ることが可能となる。

本開示のズームレンズは、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第４ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成される。この場合、フォーカスレンズ群Ａは第３ズームレンズ群の最も像側に配置される負レンズであり、フォーカスレンズ群Ｂは第４ズームレンズ群を構成する正レンズである。

本開示のズームレンズは、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第４ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第５ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成される。この場合、フォーカスレンズ群Ａは第４ズームレンズ群を構成する負レンズであり、フォーカスレンズ群Ｂは第５ズームレンズ群を構成する正レンズである。

このようなズーム構成およびフォーカス構成にすることにより、小型化および高倍率化、さらには十分に明るいＦ値を実現する。さらに、上述のフローティングフォーカスの効果を十分に発揮させることによって、全ズーム域、および、遠景から近距離撮影に亘る全フォーカス域において、良好な収差補正が行われた、高画質なズームレンズを得ることが可能となる。

以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（数値実施例１）
２．第２の実施の形態（数値実施例２）
３．第３の実施の形態（数値実施例３）
４．第４の実施の形態（数値実施例４）
５．第５の実施の形態（数値実施例５）
６．適用例（撮像装置）

なお、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。すなわち、「ｓｉ」は物体側から数えてｉ番目の面を意味する面番号を示す。「ｒｉ」は物体側から数えて第ｉ番目の面の曲率半径を示す。「ｄｉ」は物体側から数えて第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を示す。「ｎｉ」は物体側に第ｉ面を有する硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示す。「νｉ」は物体側に第ｉ面を有する硝材のｄ線に対するアッベ数を示す。そして、曲率半径に関し「ＩＮＦＩＮＩＴＹ」は、当該面が平面であることを示す。また、面番号に付された「ＡＳＰ」は、当該面が非球面形状で構成されていることを示す。また、面番号における「ＳＴＯ」は、当該面が開口絞りになっていることを示す。また、「ｆ」は焦点距離を示す。「Ｆｎｏ」はＦ値（Ｆナンバー）を示す。「ω」は半画角を示す。

また、各実施の形態において用いられるズームレンズには、上述のようにレンズ面が非球面によって構成されるものがある。レンズ面の頂点から光軸方向の距離（サグ量）を「ｘ」、光軸と垂直な方向の高さを「ｙ」、レンズ頂点での近軸曲率を「ｃ」、円錐（コーニック）定数を「к」とすると、
ｘ＝ｃｙ²／（１＋（１−（１＋к）ｃ²ｙ²）^1/2）
＋Ａ４ｙ⁴＋Ａ６ｙ⁶＋Ａ８ｙ⁸＋Ａ１０ｙ¹⁰
によって定義されるものとする。なお、Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０は、それぞれ第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数である。

＜１．第１の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第１の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４ズームレンズ群ＧＲ４とから構成される。

第１ズームレンズ群ＧＲ１は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２が接合されてなる接合レンズから構成される。

第２ズームレンズ群ＧＲ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３は、正レンズＬ３１と、正レンズＬ３２および負レンズＬ３３の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３４と、正レンズＬ３５と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３６とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第４ズームレンズ群ＧＲ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１から構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３の物体側には、開口絞りＳＴＯが配置される。また、第４ズームレンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間には、フィルタＳＧが配置される。

このズームレンズでは、負レンズＬ３６をフォーカスレンズ群Ａとし、正レンズＬ４１をフォーカスレンズ群Ｂとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群ＡおよびＢが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群ＡおよびＢは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。

［ズームレンズの緒元］
表１に、第１の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。

この第１の実施の形態におけるズームレンズでは、第２ズームレンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の両面（第４面、第５面）、正レンズＬ２３の両面（第８面、第９面）、第３ズームレンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３１の両面（第１１面、第１２面）、正レンズＬ３４の両面（第１６面、第１７面）、第４ズームレンズ群ＧＲ４の正レンズＬ４１の両面（第２２面、第２３面）は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０を、表２に示す。なお、表２および以下の非球面係数を示す表において「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０^-i」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０^-5」を表している。

表３に、この数値実施例１の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離ｆ、Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ωを示す。

この第１の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第１ズームレンズ群ＧＲ１と第２ズームレンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ３、第２ズームレンズ群ＧＲ２と第３ズームレンズ群ＧＲ３との間の面間隔ｄ９、正レンズＬ３５と負レンズＬ３６との間の面間隔ｄ１９、第３ズームレンズ群ＧＲ３と第４ズームレンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ２１、第４ズームレンズ群ＧＲ４とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２３が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表４に示す。

また、この第１の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズＬ３５と負レンズＬ３６との間の面間隔ｄ１９、第３ズームレンズ群ＧＲ３と第４ズームレンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ２１、第４ズームレンズ群ＧＲ４とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２３が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表５に示す。

［ズームレンズの収差］
図２および３は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図である。図２は広角端状態、図３は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

図４および５は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの至近合焦時の諸収差図である。図４は広角端状態、図５は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、同様に、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

なお、これら球面収差図および以下の球面収差図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、破線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における値を示す。また、これら非点収差図および以下の非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示す。

各収差図から、数値実施例１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が明らかである。

＜２．第２の実施の形態＞
［レンズ構成］
図６は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第２の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４ズームレンズ群ＧＲ４とから構成される。

第１ズームレンズ群ＧＲ１は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２が接合されてなる接合レンズから構成される。

第２ズームレンズ群ＧＲ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３は、正レンズＬ３１と、正レンズＬ３２および負レンズＬ３３の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３４と、正レンズＬ３５と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３６とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第４ズームレンズ群ＧＲ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１から構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３の物体側には、開口絞りＳＴＯが配置される。また、第４ズームレンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間には、フィルタＳＧが配置される。

このズームレンズでは、負レンズＬ３６をフォーカスレンズ群Ａとし、正レンズＬ４１をフォーカスレンズ群Ｂとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群ＡおよびＢが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群ＡおよびＢは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。

［ズームレンズの緒元］
表６に、第２の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。

この第２の実施の形態におけるズームレンズでは、第２ズームレンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の両面（第４面、第５面）、正レンズＬ２３の両面（第８面、第９面）、第３ズームレンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３１の両面（第１１面、第１２面）、正レンズＬ３４の両面（第１６面、第１７面）、第４ズームレンズ群ＧＲ４の正レンズＬ４１の両面（第２２面、第２３面）は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０を、表７に示す。

表８に、この数値実施例２の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離ｆ、Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ωを示す。

この第２の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第１ズームレンズ群ＧＲ１と第２ズームレンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ３、第２ズームレンズ群ＧＲ２と第３ズームレンズ群ＧＲ３との間の面間隔ｄ９、正レンズＬ３５と負レンズＬ３６との間の面間隔ｄ１９、第３ズームレンズ群ＧＲ３と第４ズームレンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ２１、第４ズームレンズ群ＧＲ４とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２３が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表９に示す。

また、この第２の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズＬ３５と負レンズＬ３６との間の面間隔ｄ１９、第３ズームレンズ群ＧＲ３と第４ズームレンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ２１、第４ズームレンズ群ＧＲ４とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２３が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表１０に示す。

［ズームレンズの収差］
図７および８は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図である。図７は広角端状態、図８は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

図９および１０は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの至近合焦時の諸収差図である。図９は広角端状態、図１０は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、同様に、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

各収差図から、数値実施例２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が明らかである。

＜３．第３の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１１は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第３の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４ズームレンズ群ＧＲ４とから構成される。

第１ズームレンズ群ＧＲ１は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２が接合されてなる接合レンズから構成される。

第２ズームレンズ群ＧＲ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３は、正レンズＬ３１と、正レンズＬ３２および負レンズＬ３３の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３４と、正レンズＬ３５と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３６とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第４ズームレンズ群ＧＲ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１から構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３の物体側には、開口絞りＳＴＯが配置される。また、第４ズームレンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間には、フィルタＳＧが配置される。

このズームレンズでは、負レンズＬ３６をフォーカスレンズ群Ａとし、正レンズＬ４１をフォーカスレンズ群Ｂとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群ＡおよびＢが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群ＡおよびＢは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。

［ズームレンズの緒元］
表１１に、第３の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデータを示す。

この第３の実施の形態におけるズームレンズでは、第２ズームレンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の両面（第４面、第５面）、正レンズＬ２３の両面（第８面、第９面）、第３ズームレンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３１の両面（第１１面、第１２面）、正レンズＬ３４の両面（第１６面、第１７面）、第４ズームレンズ群ＧＲ４の正レンズＬ４１の両面（第２２面、第２３面）は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０を、表１２に示す。

表１３に、この数値実施例３の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離ｆ、Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ωを示す。

この第３の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第１ズームレンズ群ＧＲ１と第２ズームレンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ３、第２ズームレンズ群ＧＲ２と第３ズームレンズ群ＧＲ３との間の面間隔ｄ９、正レンズＬ３５と負レンズＬ３６との間の面間隔ｄ１９、第３ズームレンズ群ＧＲ３と第４ズームレンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ２１、第４ズームレンズ群ＧＲ４とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２３が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表１４に示す。

また、この第３の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズＬ３５と負レンズＬ３６との間の面間隔ｄ１９、第３ズームレンズ群ＧＲ３と第４ズームレンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ２１、第４ズームレンズ群ＧＲ４とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２３が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表１５に示す。

［ズームレンズの収差］
図１２および１３は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図である。図１２は広角端状態、図１３は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

図１４および１５は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの至近合焦時の諸収差図である。図１４は広角端状態、図１５は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、同様に、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

各収差図から、数値実施例３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が明らかである。

＜４．第４の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１６は、本技術の第４の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第４の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４ズームレンズ群ＧＲ４とから構成される。

第１ズームレンズ群ＧＲ１は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２が接合されてなる接合レンズから構成される。

第２ズームレンズ群ＧＲ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３は、正レンズＬ３１と、正レンズＬ３２および負レンズＬ３３の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３４と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３５とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。すなわち、他の実施の形態と異なり、この第４の実施の形態におけるズームレンズでは、第３ズームレンズ群ＧＲ３は５枚のレンズ構成となっている。

第４ズームレンズ群ＧＲ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ４１から構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３の物体側には、開口絞りＳＴＯが配置される。また、第４ズームレンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間には、フィルタＳＧが配置される。

このズームレンズでは、負レンズＬ３５をフォーカスレンズ群Ａとし、正レンズＬ４１をフォーカスレンズ群Ｂとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群ＡおよびＢが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群ＡおよびＢは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。

［ズームレンズの緒元］
表１６に、第４の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデータを示す。

この第４の実施の形態におけるズームレンズでは、第２ズームレンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の両面（第４面、第５面）、正レンズＬ２３の両面（第８面、第９面）、第３ズームレンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３１の両面（第１１面、第１２面）、正レンズＬ３４の両面（第１６面、第１７面）、第４ズームレンズ群ＧＲ４の正レンズＬ４１の両面（第２０面、第２１面）は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０を、表１７に示す。

表１８に、この数値実施例４の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離ｆ、Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ωを示す。

この第４の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第１ズームレンズ群ＧＲ１と第２ズームレンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ３、第２ズームレンズ群ＧＲ２と第３ズームレンズ群ＧＲ３との間の面間隔ｄ９、正レンズＬ３４と負レンズＬ３５との間の面間隔ｄ１７、第３ズームレンズ群ＧＲ３と第４ズームレンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１９、第４ズームレンズ群ＧＲ４とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２１が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表１９に示す。

また、この第４の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズＬ３４と負レンズＬ３５との間の面間隔ｄ１７、第３ズームレンズ群ＧＲ３と第４ズームレンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１９、第４ズームレンズ群ＧＲ４とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２１が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表２０に示す。

［ズームレンズの収差］
図１７および１８は、本技術の第４の実施の形態におけるズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図である。図１７は広角端状態、図１８は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

図１９および２０は、本技術の第４の実施の形態におけるズームレンズの至近合焦時の諸収差図である。図１９は広角端状態、図２０は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、同様に、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

各収差図から、数値実施例４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が明らかである。

＜５．第５の実施の形態＞
［レンズ構成］
図２１は、本技術の第５の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第５の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１ズームレンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群ＧＲ３と、負の屈折力を有する第４ズームレンズ群ＧＲ４と、正の屈折力を有する第５ズームレンズ群ＧＲ５とから構成される。

第１ズームレンズ群ＧＲ１は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２が接合されてなる接合レンズから構成される。

第２ズームレンズ群ＧＲ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３は、正レンズＬ３１と、正レンズＬ３２および負レンズＬ３３の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３４と、正レンズＬ３５とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。

第４ズームレンズ群ＧＲ４は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４１から構成される。

第５ズームレンズ群ＧＲ５は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ５１から構成される。

第３ズームレンズ群ＧＲ３の物体側には、開口絞りＳＴＯが配置される。また、第５ズームレンズ群ＧＲ５と像面ＩＭＧとの間には、フィルタＳＧが配置される。

このズームレンズでは、負レンズＬ４１をフォーカスレンズ群Ａとし、正レンズＬ５１をフォーカスレンズ群Ｂとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群ＡおよびＢが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。すなわち、他の実施の形態と異なり、フォーカスレンズ群Ａを第３ズームレンズ群ＧＲ３から独立させた形式になっている。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群ＡおよびＢは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群ＡおよびＢのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。

［ズームレンズの緒元］
表２１に、第５の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例５のレンズデータを示す。

この第５の実施の形態におけるズームレンズでは、第２ズームレンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の両面（第４面、第５面）、正レンズＬ２３の両面（第８面、第９面）、第３ズームレンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３１の両面（第１１面、第１２面）、正レンズＬ３４の両面（第１６面、第１７面）、第５ズームレンズ群ＧＲ５の正レンズＬ５１の両面（第２２面、第２３面）は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０を、表２２に示す。

表２３に、この数値実施例５の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離ｆ、Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ωを示す。

この第５の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第１ズームレンズ群ＧＲ１と第２ズームレンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ３、第２ズームレンズ群ＧＲ２と第３ズームレンズ群ＧＲ３との間の面間隔ｄ９、正レンズＬ３５と負レンズＬ４１との間の面間隔ｄ１９、第４ズームレンズ群ＧＲ４と第５ズームレンズ群ＧＲ５との間の面間隔ｄ２１、第５ズームレンズ群ＧＲ５とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２３が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表２４に示す。

また、この第５の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズＬ３５と負レンズＬ４１との間の面間隔ｄ１９、第４ズームレンズ群ＧＲ４と第５ズームレンズ群ＧＲ５との間の面間隔ｄ２１、第５ズームレンズ群ＧＲ５とフィルタＳＧとの間の面間隔ｄ２３が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表２５に示す。

［ズームレンズの収差］
図２２および２３は、本技術の第５の実施の形態におけるズームレンズの無限遠合焦時の諸収差図である。図２２は広角端状態、図２３は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

図２４および２５は、本技術の第５の実施の形態におけるズームレンズの至近合焦時の諸収差図である。図２４は広角端状態、図２５は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、同様に、ａは球面収差図、ｂは非点収差図（像面湾曲図）、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。

各収差図から、数値実施例５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が明らかである。

［条件式のまとめ］
表２６に第１乃至５の実施の形態の数値実施例１乃至５における各値を示す。この値からも明らかなように、条件式（ａ）乃至（ｆ）を満足することがわかる。また、各収差図に示すように、広角端および望遠端において、各種収差もバランスよく補正されていることがわかる。

＜６．適用例＞
［撮像装置の構成］
図２６は、本技術の第１乃至５の実施の形態によるズームレンズを撮像装置１００に適用した例を示す図である。この撮像装置１００は、カメラブロック１１０と、カメラ信号処理部１２０と、画像処理部１３０と、表示部１４０と、リーダライタ１５０と、プロセッサ１６０と、操作受付部１７０と、レンズ駆動制御部１８０とを備えている。

カメラブロック１１０は、撮像機能を担うものであり、第１乃至５の実施の形態によるズームレンズ１１１と、そのズームレンズ１１１により形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子１１２とを備える。撮像素子１１２としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を利用することができる。ズームレンズ１１１としては、ここでは、第１乃至第５の実施の形態のレンズ群を単レンズに簡略化して示している。

カメラ信号処理部１２０は、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うものである。このカメラ信号処理部１２０は、撮像素子１１２からの出力信号に対してデジタル信号への変換を行う。また、このカメラ信号処理部１２０は、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。

画像処理部１３０は、画像信号の記録再生処理を行うものである。この画像処理部１３０は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。

表示部１４０は、撮影された画像等を表示するものである。この表示部１４０は、操作受付部１７０における操作状態や、撮影した画像等の各種のデータを、表示する機能を有している。この表示部１４０は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）により構成することができる。

リーダライタ１５０は、メモリカード１９０に対して画像信号の書込みおよび読出しのアクセスを行うものである。このリーダライタ１５０は、画像処理部１３０によって符号化された画像データをメモリカード１９０に対して書き込み、また、メモリカード１９０に記録された画像データを読み出す。メモリカード１９０は、例えば、リーダライタ１５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリである。

プロセッサ１６０は、撮像装置の全体を制御するものである。このプロセッサ１６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、操作受付部１７０からの操作指示信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。

操作受付部１７０は、ユーザからの操作を受け付けるものである。この操作受付部１７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって実現することができる。この操作受付部１７０によって受け付けられた操作指示信号は、プロセッサ１６０に供給される。

レンズ駆動制御部１８０は、カメラブロック１１０に配置されたレンズの駆動を制御するものである。このレンズ駆動制御部１８０は、ズームレンズ１１１の各レンズを駆動するための（図示しない）モータ等を、プロセッサ１６０からの制御信号に基づいて制御する。

この撮像装置１００では、撮影の待機状態においては、プロセッサ１６０による制御下でカメラブロック１１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部１２０を介して表示部１４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、操作受付部１７０においてズーミングのための操作指示信号が受け付けられると、プロセッサ１６０はレンズ駆動制御部１８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部１８０の制御に基づいてズームレンズ１１１の所定のレンズが移動される。

操作受付部１７０においてシャッター操作が受け付けられると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部１２０から画像処理部１３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはリーダライタ１５０に出力され、メモリカード１９０に書き込まれる。

フォーカシングは、例えば、操作受付部１７０においてシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や、記録（撮影）のために全押しされた場合等に行われる。この場合、プロセッサ１６０からの制御信号に基づいて、レンズ駆動制御部１８０がズームレンズ１１１の所定のレンズを移動させる。

メモリカード１９０に記録された画像データを再生する場合には、操作受付部１７０において受け付けられた操作に応じて、リーダライタ１５０によってメモリカード１９０から所定の画像データが読み出される。そして、画像処理部１３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号が表示部１４０に出力されて、再生画像が表示される。

なお、上述の実施の形態においては撮像装置１００をデジタルスチルカメラと想定した例を示したが、撮像装置１００はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器として広く適用することができる。

このように、本技術の実施の形態によれば、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、フォーカスレンズ群ＡおよびＢを光軸に沿って像側方向に移動させることにより、収差補正を効率よく行うことができる。これにより、全ズーム域および全フォーカス域において、高画質なズームレンズを実現することができる。

また、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する負の屈折力を有する第１のフォーカスレンズ群と、前記第１のフォーカスレンズ群より像側に配置されて、フォーカシングの際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２のフォーカスレンズ群とを備え、前記第１および第２のフォーカスレンズ群が互いに連動して移動するズームレンズ。
（２）前記第２のフォーカスレンズ群が、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する前記（１）に記載のズームレンズ。
（３）前記第１および第２のフォーカスレンズ群が、以下の条件式（ａ）乃至（ｄ）を満たす前記（１）または（２）に記載のズームレンズ。
条件式（ａ）： （１−β_AW ²）×（β_{Bihind_AW}）² ＜ ０
条件式（ｂ）： （１−β_AT ²）×（β_{Bihind_AT}）² ＜ ０
条件式（ｃ）： （１−β_BW ²）×（β_{Bihind_BW}）² ＞ ０
条件式（ｄ）： （１−β_BT ²）×（β_{Bihind_BT}）² ＞ ０
但し、
β_AW：前記第１のフォーカスレンズ群の広角端における横倍率
β_{Bihind_AW}：前記第１のフォーカスレンズ群より像側光学系の広角端における横倍率
β_AT：前記第１のフォーカスレンズ群の望遠端における横倍率
β_{Bihind_AT}：前記第１のフォーカスレンズ群より像側光学系の望遠端における横倍率
β_BW：前記第２のフォーカスレンズ群の広角端における横倍率
β_{Bihind_BW}：前記第２のフォーカスレンズ群より像側光学系の広角端における横倍率
β_BT：前記第２のフォーカスレンズ群の望遠端における横倍率
β_{Bihind_BT}：前記第２のフォーカスレンズ群より像側光学系の望遠端における横倍率
とする。
（４）前記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係が、ズームポジション毎に変化する前記（１）から（３）のいずれかに記載のズームレンズ。
（５）前記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離が、互いに線形の関係である前記（１）から（４）のいずれかに記載のズームレンズ。
（６）前記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離が、以下の条件式（ｅ）および（ｆ）を満たす前記（５）に記載のズームレンズ。
条件式（ｅ）： ０ ≦ Ｄ_BW／Ｄ_AW ＜ １．０
条件式（ｆ）： ０．５ ＜ Ｄ_BT／Ｄ_AT ＜ １．５
但し、
Ｄ_AW：前記第１のフォーカスレンズ群の広角端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
Ｄ_BW：前記第２のフォーカスレンズ群の広角端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
Ｄ_AT：前記第１のフォーカスレンズ群の望遠端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
Ｄ_BT：前記第２のフォーカスレンズ群の望遠端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
とする。
（７）前記第１のフォーカスレンズ群が、１枚の負レンズのみから構成される前記（１）から（６）のいずれかに記載のズームレンズ。
（８）前記第２のフォーカスレンズ群が、１枚の正レンズのみから構成される前記（１）から（７）のいずれかに記載のズームレンズ。
（９）前記第１および第２のフォーカスレンズ群が、光学系の最も像側に順に並んで配置される前記（１）から（８）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１０）正の屈折力を有する第１ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第４ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、
前記第１のフォーカスレンズ群は、前記第３ズームレンズ群の最も像側に配置される負レンズであり、
前記第２のフォーカスレンズ群は、前記第４ズームレンズ群を構成する正レンズである
前記（１）から（９）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１１）正の屈折力を有する第１ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第４ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第５ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、
前記第１のフォーカスレンズ群は、前記第４ズームレンズ群を構成する負レンズであり、
前記第２のフォーカスレンズ群は、前記第５ズームレンズ群を構成する正レンズである
前記（１）から（１０）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１２）実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記（１）から（１１）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１３）遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する負の屈折力を有する第１のフォーカスレンズ群と、前記第１のフォーカスレンズ群より像側に配置されて、フォーカシングの際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２のフォーカスレンズ群とを備えて、前記第１および第２のフォーカスレンズ群が互いに連動して移動するズームレンズと、
前記ズームレンズにより形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と
を具備する撮像装置。
（１４）前記ズームレンズにおいて実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに具備する前記（１３）に記載の撮像装置。

１００ 撮像装置
１１０ カメラブロック
１１１ ズームレンズ
１１２ 撮像素子
１２０ カメラ信号処理部
１３０ 画像処理部
１４０ 表示部
１５０ リーダライタ
１６０ プロセッサ
１７０ 操作受付部
１８０ レンズ駆動制御部
１９０ メモリカード

Claims (12)

1. 遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する負の屈折力を有する第１のフォーカスレンズ群と、前記第１のフォーカスレンズ群より像側に配置されて、フォーカシングの際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２のフォーカスレンズ群とを備え、前記第１および第２のフォーカスレンズ群が互いに連動して移動するズームレンズ。
2. 前記第２のフォーカスレンズ群が、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する請求項１記載のズームレンズ。
3. 前記第１および第２のフォーカスレンズ群が、以下の条件式（ａ）乃至（ｄ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ａ）： （１−β_AW ²）×（β_{Bihind_AW}）² ＜ ０
   条件式（ｂ）： （１−β_AT ²）×（β_{Bihind_AT}）² ＜ ０
   条件式（ｃ）： （１−β_BW ²）×（β_{Bihind_BW}）² ＞ ０
   条件式（ｄ）： （１−β_BT ²）×（β_{Bihind_BT}）² ＞ ０
   但し、
   β_AW：前記第１のフォーカスレンズ群の広角端における横倍率
   β_{Bihind_AW}：前記第１のフォーカスレンズ群より像側光学系の広角端における横倍率
   β_AT：前記第１のフォーカスレンズ群の望遠端における横倍率
   β_{Bihind_AT}：前記第１のフォーカスレンズ群より像側光学系の望遠端における横倍率
   β_BW：前記第２のフォーカスレンズ群の広角端における横倍率
   β_{Bihind_BW}：前記第２のフォーカスレンズ群より像側光学系の広角端における横倍率
   β_BT：前記第２のフォーカスレンズ群の望遠端における横倍率
   β_{Bihind_BT}：前記第２のフォーカスレンズ群より像側光学系の望遠端における横倍率
   とする。
4. 前記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係が、ズームポジション毎に変化する請求項１記載のズームレンズ。
5. 前記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離が、互いに線形の関係である請求項１記載のズームレンズ。
6. 前記第１および第２のフォーカスレンズ群のフォーカシング時におけるレンズ移動距離が、以下の条件式（ｅ）および（ｆ）を満たす請求項５記載のズームレンズ。
   条件式（ｅ）： ０ ≦ Ｄ_BW／Ｄ_AW ＜ １．０
   条件式（ｆ）： ０．５ ＜ Ｄ_BT／Ｄ_AT ＜ １．５
   但し、
   Ｄ_AW：前記第１のフォーカスレンズ群の広角端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
   Ｄ_BW：前記第２のフォーカスレンズ群の広角端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
   Ｄ_AT：前記第１のフォーカスレンズ群の望遠端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
   Ｄ_BT：前記第２のフォーカスレンズ群の望遠端におけるフォーカシング時のレンズ移動距離
   とする。
7. 前記第１のフォーカスレンズ群が、１枚の負レンズのみから構成される請求項１記載のズームレンズ。
8. 前記第２のフォーカスレンズ群が、１枚の正レンズのみから構成される請求項１記載のズームレンズ。
9. 前記第１および第２のフォーカスレンズ群が、光学系の最も像側に順に並んで配置される請求項１記載のズームレンズ。
10. 正の屈折力を有する第１ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第４ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、
    前記第１のフォーカスレンズ群は、前記第３ズームレンズ群の最も像側に配置される負レンズであり、
    前記第２のフォーカスレンズ群は、前記第４ズームレンズ群を構成する正レンズである
    請求項１記載のズームレンズ。
11. 正の屈折力を有する第１ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第２ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第３ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第４ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第５ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、
    前記第１のフォーカスレンズ群は、前記第４ズームレンズ群を構成する負レンズであり、
    前記第２のフォーカスレンズ群は、前記第５ズームレンズ群を構成する正レンズである
    請求項１記載のズームレンズ。
12. 遠距離から近距離へのフォーカシングの際に光軸に沿って像側方向に移動する負の屈折力を有する第１のフォーカスレンズ群と、前記第１のフォーカスレンズ群より像側に配置されて、フォーカシングの際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２のフォーカスレンズ群とを備えて、前記第１および第２のフォーカスレンズ群が互いに連動して移動するズームレンズと、
    前記ズームレンズにより形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と
    を具備する撮像装置。

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