JP2014010286A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 広画角で全ズーム範囲で高い光学性能が得られるズームレンズを得ること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、１以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後続レンズ群よりなり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群と後続レンズ群の間隔が小さくなるズームレンズであって、第１レンズ群は、最も物体側に正の非球面量を持つ第１非球面レンズと、その像側に負の非球面量を持つ第２非球面レンズを含み、最も物体側のレンズ面が球面の場合はその曲率半径、非球面の場合は参照球面半径Ｒ１、第１非球面レンズのレンズ面頂点から、第２非球面レンズのレンズ面頂点までの間隔Ｄ１２、第１レンズ群のレンズ構成長ＢＬＤ１を各々適切に設定すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像装置の撮影光学系として好適なものである。
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、等の撮像装置においては、高機能化とともに装置全体が小型化されている。そしてそれに伴って、これらに用いる撮影光学系としては、レンズ全長が短くコンパクトでしかも広画角で歪曲が小さく、更には高性能（高解像力）なズームレンズであること等が要求されている。全系が小型で広画角のズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている。
その１つに、撮影全画角１００度以上の広角域からのズーミングが可能な、広画角のズームレンズが知られている（特許文献１乃至３）。また単焦点が知られている（特許文献４）。
広画角のズームレンズでは多くの場合、負の屈折力の第１レンズ群と、以降全体として正の屈折力の１つ以上のレンズ群を含む後続レンズ群から成っている。
特許文献１では、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群より成る、広角端での撮影全画角１２０度で、ズーム比２程度の広画角のズームレンズを開示している。特許文献２では、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より成る、広角端での撮影全画角１０６度で、ズーム比２．１程度の広画角のズームレンズを開示している。
特許文献３では、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群より成る、広角端での撮影全画角１１３度で、ズーム比１．７程度の広画角のズームレンズを開示している。特許文献４では、撮影全画角１２７度程度の広画角の単焦点レンズを開示している。
特開２００５−１０６８７８号公報 特開２００８−０４６２０８号公報 特開２００８−２３３２８４号公報 特開２０１１−１０２８７１号公報
近年、撮像装置に用いられるズームレンズは、全系が小型で広画角、高解像力であることが強く要望されている。前述したネガティブリード型のズームレンズにおいて全系の小型化及び高解像力化を図るには、例えば負の屈折力の第１レンズ群のパワーを強くする必要があり、この結果、樽型の歪曲が大きく発生してしまう。そのため、通常、負の屈折力の第１レンズ群に大口径の非球面レンズを使用し、歪曲の補正と全系の小型化、そして広画角化を図っている。
特許文献１では、負の屈折力の第１レンズ群に非球面レンズを２枚使用することで、撮影全画角１２０度で、ズーム比２程を得ているが、小型で広画角で歪曲が十分に補正されている半面、非点収差やコマ収差が比較的大きい。特許文献２では、負の屈折力の第１レンズ群に非球面レンズを２枚使用することで、撮影全画角１０６度で、ズーム比２．１程度を得ているが、歪曲の補正が必ずしも十分でない。
特許文献３では、負の屈折力の第１レンズ群に非球面レンズを２枚使用することで、撮影全画角１１３度で、ズーム比１．７程度を得ているが、歪曲の補正が必ずしも十分でない上に、撮影全画角とズーム比の割に、全系が大型である。特許文献４では、負の屈折力の第２レンズ群に、レンズ面の周辺部での傾斜角（光軸に垂直なレンズ面に対する硝子面の角度）が極めて大きい非球面レンズを使用することで、撮影全画角１２７度でありながら、ある程度の低歪曲を達成している。しかしながら引用文献４はズームレンズでなく単焦点レンズである。
全系の小型化を図りつつ、広画角化を図ったときの歪曲収差の発生を軽減し、良好なる光学性能を得るにはズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ構成、各レンズ群の屈折力、ズームタイプ等を適切に設定することが重要になってくる。例えば非球面レンズを用いて、歪曲収差の発生を少なくするには、光学系中の非球面の位置や、非球面を適用するレンズ面形状や非球面量等を適切に設定することが重要である。これらの構成が不適切であると、全系の小型化及び広画角化を図りつつ、高い光学性能を得るのが大変困難になってくる。
本発明は、広画角で全ズーム範囲で高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、１以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後続レンズ群よりなり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記後続レンズ群の間隔が小さくなるズームレンズであって、前記第１レンズ群は、最も物体側に正の非球面量を持つ第１非球面レンズと、その像側に負の非球面量を持つ第２非球面レンズを含み、最も物体側のレンズ面が球面の場合はその曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲ１、前記第１非球面レンズのレンズ面頂点から、前記第２非球面レンズのレンズ面頂点までの間隔をＤ１２、第１レンズ群のレンズ構成長をＢＬＤ１とするとき、
０．５０＜Ｒ１／ＢＬＤ１＜２．５０
０．３０＜Ｄ１２／ＢＬＤ１＜０．８０
なる条件式を満たすことを特徴としている。
本発明によれば、広画角で全ズーム範囲で高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。
本発明における実施例１のズームレンズの断面図 （Ａ）（Ｂ）本発明における実施例１のズームレンズの物体距離無限時における広角端と望遠端における収差図 本発明における実施例２のズームレンズの断面図 （Ａ）（Ｂ）本発明における実施例２のズームレンズの物体距離無限時における広角端と望遠端における収差図 本発明における実施例３のズームレンズの断面図 （Ａ）（Ｂ）本発明における実施例３のズームレンズの物体距離無限時における広角端と望遠端における収差図 本発明における実施例４のズームレンズの断面図 （Ａ）（Ｂ）本発明における実施例４のズームレンズの物体距離無限時における広角端と望遠端における収差図 本発明における実施例５のズームレンズの断面図 （Ａ）（Ｂ）本発明における実施例５のズームレンズの物体距離無限時における広角端と望遠端における収差図 本発明における実施例６のズームレンズの断面図 （Ａ）（Ｂ）本発明における実施例６のズームレンズの物体距離無限時における広角端と望遠端における収差図 本発明における、非球面量の定義の説明図 本発明の撮像装置の要部説明図
以下に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、１以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後続レンズ群よりなっている。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群と後続レンズ群の間隔が小さくなる。そして第１レンズ群は、最も物体側に正の非球面量を持つ第１非球面レンズと、その像側に負の非球面量を持つ第２非球面レンズを含んでいる。
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比２．０６、開口比４．１０のズームレンズである。図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比２．０６、開口比４．１０のズームレンズである。
図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比２．０６、開口比４．１６〜４．１４程度のズームレンズである。図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比２．０６、開口比４．１０のズームレンズである。
図９は本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比２．０６、開口比４．１０のズームレンズである。図１１は本発明の実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例６のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比２．０１、開口比４．１０のズームレンズである。
図１３は非球面量の説明図である。図１４は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。
レンズ断面図において、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＬＲは１以上のレンズ群を含み全体として正の屈折力の後続レンズ群である。ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」と呼ぶ）である。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。
又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。球面収差図において、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、点線はＦ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において点線はメリディオナル像面、実線はサジタル像面を表している。また、倍率色収差は、ｄ線を基準とした際のＦ線の差分を表している。
ＦｎｏはＦナンバーである。ωは撮影半画角である。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上、光軸上移動可能な両端に位置したときのズーム位置をいう。レンズ断面図において、矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。
図１、図７、図９、図１１の実施例１、４乃至６のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。実施例１、４乃至６において後続レンズ群ＬＲは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群よりなっている。
実施例１、４乃至６のズームレンズでは、広角端から望遠端の位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動している。
第３レンズ群Ｌ３は物体側に移動している。このとき広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるように各レンズ群が移動している。第２レンズ群Ｌ２を像側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置し、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に（同じ軌跡で）移動する。
図３の実施例２のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群である。
実施例２において後続レンズ群ＬＲは正の屈折力の第２レンズ群よりなっている。実施例２のズームレンズでは、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動して主たる変倍を行っている。このとき広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さくなっている。
第２レンズ群Ｌ２の一部のレンズ群Ｌ２Ｆを像側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置し、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する。
図５の実施例３のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群である。
実施例３のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーム位置へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４が物体側に移動している。このとき広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が小さく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が大きくなるように各レンズ群が移動している。
第２レンズ群Ｌ２を像側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置し、ズーミン
グに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する。
実施例３において後続レンズ群ＬＲは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群よりなっている。
次に本発明に係るレンズ面に形成される非球面量の定義について説明する。非球面量Ａｒとは、図１３に示すように、非球面Ｒａの参照球面Ｒｒｅｆからの乖離量の最大値を表している。参照球面Ｒｒｅｆの半径（曲率半径）は、面頂点と面の光線有効径より決定される球面の半径である。
非球面Ｒａの参照球面Ｒｒｅｆからの乖離方向が、参照球面Ｒｒｅｆに対して媒質を盛る方向を正の非球面量、媒質を削る方向を負の非球面量と定義する。例えば、図１３に示す非球面Ｒａは、正の非球面量を有する。また、両レンズ面が非球面形状の非球面レンズの場合は、各レンズ面の非球面量を足し合わせたものが、該非球面レンズの非球面量となる。また、本発明に係る正の非球面量を持つ非球面レンズは、下記の条件式（ｘａ）を満たすものをいい、負の非球面量を持つ非球面レンズは、下記の条件式（ｘｂ）を満たすものを言う。
０．０１０＜（Ａｒ１／Ｅａ１＋Ａｒ２／Ｅａ２）×Ｎｄ・・・（ｘａ）
−０．００２＞（Ａｒ１／Ｅａ１＋Ａｒ２／Ｅａ２）×Ｎｄ・・・（ｘｂ）
・Ａｒ１，Ａｒ２：それぞれ物体側のレンズ面、像側のレンズ面の非球面量
（該非球面レンズの非球面量Ａｓｐ＝Ａｒ１＋Ａｒ２となる）
・Ｅａ１，Ｅａ２：それぞれ物体側のレンズ面、像側のレンズ面の光線有効径
・Ｎｄ：該非球面レンズの材料の屈折率
これらの条件式（ｘａ），（ｘｂ）を逸脱する非球面レンズは、その非球面効果が小さく、本発明の効果が十分に得られないため、本発明に係る非球面レンズには含まれない。
次に、公知の文献のレンズデータや、レンズの実物から非球面量の正負の値を判別する方法、また、具体的に非球面量を算出する方法を示す。非球面量の正負の値の判別、また非球面量の算出には、まず参照球面の半径（曲率半径）を求める必要があり、その参照球面の半径を得るためには、光線有効径を得る必要がある。
文献のレンズデータには、有効径が記載されていない場合がある。その場合、最も簡単に光線有効径を得る方法は、レンズ断面図の描画上のレンズ全長の実寸と、数値データで示される既知のレンズ全長から描画倍率を求め、描画の曲面部径の実寸に描画倍率を掛けることで得られる。レンズ描画の曲面部の径は、光学ツールによっては実際の光線有効径に対し、やや大きく設定されるが、非球面量の正負の値の判別や、大まかな非球面量を知るには、この方法で十分である。
次に、より高精度に光線有効径を得るためには、負の屈折力の第１レンズ群で、マージナルコンタクトを行っている部分や、両凸形状のレンズから算出する方法がある。広画角の撮影レンズの負の屈折力の第１レンズ群は、複数連なる負レンズのレンズ間隔を狭める程、全系の小型化と像面湾曲の補正が容易である。このため、殆どの広画角の撮影レンズでは、負レンズ同志のレンズ周辺部を接触させる、マージナルコンタクトを行うレンズペアが含まれている。
また、両凸形状のレンズのレンズ周辺においても、通常、レンズ周辺厚を加工可能な限り薄くすることで、全系の小型化と像面湾曲の補正が容易となる。このことから、第１レンズ群の全てのレンズ面で、レンズ面同志が交差するポイントを仮の有効径とした上で、光線追跡を行う。その結果、前記仮の有効径のうち、いずれか１点で最周辺光束が決定され、その光線の各レンズ面での高さが光線有効径となる。
次に、レンズの実物から光線有効径を算出する方法について説明する。最も簡単に光線有効径を得る方法は、各レンズの研磨面部の径を測る方法である。多くのレンズでは、本体重量を軽量化するため、有効径に対し、研磨面の最外周の径までの余裕量を極力小さくする。そのため、研磨面径自体を測定すれば、ある程度正確な光線有効径が得られ、非球面量の正負の値の判別や、大まかな非球面量を知ることが十分可能である。
次に、より正確に光線有効径を知る方法は、負の屈折力の第１レンズ群中に、殆どの場合で存在する遮光部材の内径を測る方法である。
通常、研磨面と粗擦り面との境界のエッジ部に強い光が当たると、そのエッジ部で光が乱反射し、ゴースト光が発生してしまう。そのため、研磨面と粗擦り面との境界に不要光が当たらないよう、遮光部材を光線有効径に合わせて配置し、不要光をカットする方法が広く用いられている。その遮光部材を仮の有効径とした上で、光線追跡を行う。
その結果、前記仮の有効径のうち、いずれか1点で最周辺光束が決定され、その光線の各レンズ面での高さが光線有効径となる。また、別側面から正確な光線有効径を得る方法を説明する。
それは、レンズ系を撮像装置や投影装置との組み合わせで使用し、レンズ系の最前面において、遮光部材を少しずつレンズ外周部から中心に向かって挿入して行く方法である。
撮影画像や投影像に陰りが出始める寸前の遮光部材の位置が、レンズ系の最前面での光線有効径となる。そこから光線追跡を行うことで、第１レンズ群の最前面以外の光線有効径も知ることが出来る。
次に、本発明において歪曲収差が小さい低歪曲かつ高性能な広画角のズームレンズを得るに至った経緯について説明する。特許文献１では、負、正、正、負の屈折力の第１乃至第４レンズ群よりなる４群構成の広画角ズームレンズが開示されている。負の屈折力の第１レンズ群に、２枚の非球面レンズを配置することで、全系が小型で広画角でありながら、低歪曲を得ていたが、非点収差やコマ収差が非常に大きい。
通常、広画角レンズは、小型かつ広画角化を図るには、負の屈折力の第１レンズ群のパワーを強くする必要があり、この結果、樽型の歪曲が大きく発生してしまう。そのため、多くの場合、軸外主光線の入射高ｈａが大きくなる第1レンズ群に、正の非球面量を持つ非球面レンズを配置し、樽型の歪曲を補正しつつ広画角化を図っている。
特許文献１でも、負の屈折力の第1レンズ群に２枚の正の非球面量を持つ非球面レンズを配置し、歪曲を効果的に補正している。ところがこの時、正の非球面効果により、画面周辺の非点収差が増加させしてしまい、周辺性能が十分でなかった。
特許文献２では、負、正、負、正の屈折力の第１乃至第４レンズ群よりなる４群構成の広画角のズームレンズが開示されている。負の屈折力の第１レンズ群に、非球面レンズを２枚使用することで、全系が小型でかつ広画角でありながら高性能を達成しているが、歪曲の補正が十分でない。特許文献２では、軸外主光線の入射高ｈａが高い最も物体側のレンズに、正の非球面量を持つ非球面レンズを配置して歪曲を補正し、そこで発生する非点収差を、物体側から２枚目のレンズに負の非球面量を持つ非球面レンズを配置し、非点収差を補正している。
ところがこの時、正の非球面量を持つ非球面レンズと負の非球面量を持つ非球面レンズがそれぞれの効果を相殺し合ってしまうため、歪曲の補正効果が必ずしも十分でなかった。また、最も物体側のレンズにおける、物体側のレンズ面の参照球面半径が非常に大きい。そのため、近軸成分での発散性の屈折力が非常に強くなり、樽型の歪曲が大きく発生してしまい、正の非球面成分を以てしても十分に補正しきることが困難である。
特許文献３では、負、正の屈折力の第１、第２レンズ群よりなる２群構成の広画角ズームレンズが開示されている。負の屈折力の第１レンズ群に、非球面レンズを２枚使用することで、広画角でありながら高性能を達成しているが、大型であり、かつ歪曲の補正も十分でない。
特許文献３では、軸外主光線の入射高ｈａが比較的高い、物体側から２枚目のレンズに、正の非球面量を持つ非球面レンズを配置して歪曲を補正している。そしてそこで発生する非点収差を、物体側から３枚目のレンズに負の非球面量を持つ非球面レンズを配置し、非点収差を補正している。この時、正の非球面量を持つレンズと負の非球面量を持つレンズがそれぞれの効果を相殺してしまうため、歪曲の補正効果が必ずしも十分でなく、更に全系が大型化する傾向があった。
特許文献４に示す単一焦点距離の広画角レンズでは、第２レンズにレンズ周辺部での傾斜角が極めて大きい非球面を使用し、強力な正の非球面量を得て広画角化と低歪曲化を図っている。
仮にこのような広画角レンズ系でズーミングを図った場合、第１レンズ群を通る軸外主光線の入射高ｈａが変化した際に、各光線位置での非球面量が大きく変化し、それにより歪曲と非点収差の関係が急激に変化してしまう。このため、広画角ズームレンズへの応用が困難である。
そこで本発明者は、正の非球面量を持つ非球面レンズを軸外主光線の入射高ｈａが全系中で最も大きくなる、最も物体側のレンズに使用し、十分な歪曲の補正効果を得ている。そしてそこで発生する非点収差を、軸外収差の補正効果を逸しない程度に軸外主光線の入射高ｈａが下がった位置に、負の非球面量を持つ非球面レンズを配置している。これにより、最も物体側の非球面レンズでの歪曲の補正効果と相殺することなく、非点収差を良好に補正できることを見出した。
また、このように非球面レンズを配置することで、広角端から望遠端におけるズーミングにおいて、樽型の歪曲が弱まる。それと同時に、第１レンズ群内での軸外主光線の入射高ｈａが低くなり、正の非球面量の非球面レンズでの歪曲の補正効果も小さくなり、かつ、それによる非点収差発生も小さくなる。更に、負の非球面量の非球面レンズでの軸外主光線の入射高ｈａも小さくなり、非点収差の補正効果も小さくなっていく。このような関係で、歪曲と非点収差を全ズーム域でバランス良く補正できることを見出した。
また、最も物体側に配置する非球面レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、または参照球面の曲率半径を小さくすることで、軸外光線を法線方向に通し、近軸成分における樽型の歪曲の発生を抑えられることも見出した。また、レンズ面頂点からレンズ面最周辺までの光軸方向の距離が大きくなるため、正の非球面量を確保し易いことも見出した。
具体的に本発明では、以下の構成を取ることで、広角端での撮影全画角１００度を超え、かつズーム比１．５倍を超える広画角のズームレンズでありながら、ズーム全域で高性能かつ低歪曲を達成している。
本発明の広画角のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群と、１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の後続レンズ群ＬＲより構成されている。そしてズーミングに際し、第１レンズ群と後続レンズ群ＬＲの間隔が狭まる、所謂ネガティブリード型のズームレンズである。ポジティブリード型は、高ズーム比化には有利であるが、最も物体側のレンズ群が正の屈折力であり、軸外光束を収束させてしまうため、広角端において撮影画角で１００度を超えるズームレンズには適していない。
本発明のズームレンズにおいて、最も物体側のレンズ面が球面の場合はその曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲ１とする。第１非球面レンズのレンズ面頂点から、第２非球面レンズのレンズ面頂点までの間隔をＤ１２、第１レンズ群のレンズ構成長をＢＬＤ１とする。このとき、
０．５０＜Ｒ１／ＢＬＤ１＜２．５０ ・・・（１）
０．３０＜Ｄ１２／ＢＬＤ１＜０．８０ ・・・（２）
なる条件式を満たしている。
本発明のズームレンズは、第１レンズ群には、最も物体側のレンズが、正の非球面量を持ち、かつ条件式（１）を満たす第１非球面レンズと、その像側に負の非球面量の第２非球面レンズを含み、それらの配置関係は、下記条件式（２）を満たしている。軸外主光線高の入射高ｈａが全系で最も大きい、最も物体側のレンズに正の非球面量を持たせることにより、樽型の歪曲を効果的に補正している。また、最も物体側のレンズの物体側のレンズ面が条件式（１）を満たすことで、歪曲を良好に補正している。
条件式（１）は、最も物体側のレンズの物体側のレンズ面において、軸外光線をなるべく法線方向から通し、樽型の歪曲の発生を極力抑えるための条件式である。条件式（１）の上限を逸脱して、曲率半径が大きくなると、最も物体側のレンズの物体側のレンズ面での曲率が弱過ぎて、発散性の屈折力が強くなり、樽型の歪曲が大きく発生してくる。この結果、正の非球面量の非球面レンズでの歪曲の補正が困難になってしまう。条件式（１）の下限を逸脱して、曲率半径が小さくなると、最も物体側のレンズの物体側のレンズ面での曲率が強過ぎて、レンズ加工が困難なレンズ形状になってしまう。
次に、各実施例のズームレンズでは、条件式（２）を満たすことにより、歪曲の補正と非点収差の補正をバランス良く行っている。
条件式（２）は、正の非球面量の非球面の第１レンズと、負の非球面量の第２非球面レンズとの光軸間隔を適切にするための条件式である。条件式（２）の上限値を逸脱すると、負の非球面量を持つ第２非球面レンズでの軸外主光線の入射高ｈａが小さくなり過ぎて、正の非球面量を持つ第１非球面レンズで発生する非点収差を良好に補正することが困難になる。
条件式（２）の下限値を逸脱すると、負の非球面量を持つ第２非球面レンズでの軸外主光線の入射高ｈａが大きくなり過ぎ、正の非球面量を持つ第１非球面レンズでの歪曲の補正効果を相殺してしまうので良くない。更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．７０＜Ｒ１／ＢＬＤ１＜１．８０ ・・・（１ａ）
０．３５＜Ｄ１２／ＢＬＤ１＜０．６０ ・・・（２ａ）
以上により、広角端で撮影全画角１００度を超え、かつズーム比１．５倍を超え、ズーム全域で高性能かつ低歪曲のズームレンズを得ている。
次に、本発明において、より好ましい効果を得る条件について説明する。第１非球面レンズＡ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズであると良い。条件式（１）を満たすレンズには、正のパワーを持つレンズの場合もあり得る。最も物体側のレンズに正レンズを配置した場合、歪曲の補正効果が良好に得られるが、最も物体側のレンズで軸外光線を収束させると、広角化に対して非効率であり、全系が大型化してしまうため、好ましくない。
次に、第１非球面レンズＡ１は、両レンズ面が非球面形状のときは非球面量が大きい方のレンズ面が、像面側よりも物体側のレンズ面であると良い。強い屈折力のメニスカス形状の負レンズでは、物体側のレンズ面と像側のレンズ面で、軸外主光線の入射高ｈａが大きく変わる。このため、より入射高ｈａが大きい物体側のレンズ面に非球面量が大きい方のレンズ面を配置すると、歪曲の補正効果が効果的に得られる。
次に、第２非球面レンズＡ２は、像側に凹面を向けた負レンズ（負の屈折力のレンズ）であると良い。それによれば、その近軸成分により発散性のパワーを得ると共に、非点収差の補正が効果的に得られる。
具体的には、第２非球面レンズＡ２の像側のレンズ面が、球面の場合はその曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲ２とするとき、
０．３０＜Ｒ２／ＢＬＤ１＜０．８０ ・・・（３）
なる条件式を満たすのが良い。
条件式（３）の上限を逸脱すると、第２非球面レンズＡ２の像側のレンズ面での発散性のパワーが弱くなり、かつ非点収差の補正効果が小さくなってしまう。条件式（３）の下限を逸脱すると、第２非球面レンズＡ２の像側のレンズ面での発散性のパワーが強くなり過ぎ、歪曲が大きく発生してしまう。更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．３５＜Ｒ２／ＢＬＤ１＜０．６５ ・・・（３ａ）
次に、第１非球面レンズＡ１と第２非球面レンズＡ２の間に、もう１枚の正の非球面量を持つ第３非球面レンズＡ３を配置すると良い。それによれば、歪曲の補正効果をより強く得られ、広画角化と低歪曲化が更に容易になる。
次に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１が、最も物体側より像側へ順に、連続して３枚のメニスカス形状のレンズを配置すると良い。広画角レンズで物体側にメニスカス形状の負レンズを配置することで、その物体側のレンズ面と像側のレンズ面での軸外主光線の入射高ｈａが大きく変化する。このため、入射高ｈａが低い像側の凹面で発散性のパワーを得て、入射高ｈａが高い物体側の凸面で歪曲の補正効果を得ている。
更に、そのメニスカス形状の負レンズを最も物体側より像側へ順に３枚連ねることにより、第１レンズ群Ｌ１での発散性のパワーを各レンズに分散させ、樽型の歪曲の発生を抑えながら広画角化を達成している。
本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。このとき、
１．００＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５０ ・・・（４）
なる条件式を満たすのが良い。
条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１の負のパワー（屈折力）を適切にすることで、全系の小型化と低歪曲化を達成するための条件式である。条件式（４）の上限値を逸脱して１レンズ群Ｌ１の負のパワーが弱くなり過ぎると、全系が大型化してしまう。
条件式（４）の下限値を逸脱して、第１レンズ群Ｌ１の負のパワーが強くなり過ぎると、樽型の歪曲が大きくなってしまう。更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．４０＜−ｆ１／ｆｗ＜１．９０ ・・・（４ａ）
尚、前述したように、本発明に係る正または負の非球面量を持つ非球面レンズは、少なくともそれぞれ条件式（ｘａ），（ｘｂ）を満たすものであるが、より好ましい非球面レンズの条件としては、次の数値範囲を満たすのが良い。
０．０１５＜（Ａｓｐ１／Ｅａ１＋Ａｓｐ２／Ｅａ２）×Ｎｄ＜０．１００
・・・（ｘａａ）
−０．０５０＜（Ａｓｐ１／Ｅａ１＋Ａｓｐ２／Ｅａ２）×Ｎｄ＜−０．００４
・・・（ｘｂｂ）
条件式（ｘａａ）の上限値、又は条件式（ｘｂｂ）の下限値を逸脱すると、非球面量が大きくなり過ぎ、ズーミングで軸外主光線の入射高ｈａが変化した時、著しくその効果が変動してしまうため、ズーミング全域で高性能化することが困難になってしまう。条件式（ｘａａ）の下限値、又は条件式（ｘｂｂ）の上限値を逸脱する場合は、前述したように、非球面効果が小さくなってしまうため、好ましくない。
尚、本発明で言うレンズ群とは、光学系の最前面または、前方に隣接するレンズとの間隔がズーミングで変化する面から、光学系の最後面または、後方に隣接するレンズとの間隔がズーミングで変化する面までを言うものとする。
本発明は、上述のような光学系を有する撮像装置（この他、画像投影装置やその他の光学機器）に、種々適用可能である。
以下、各実施例のレンズ構成について説明する。実施例１は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成される、広角端の撮影全画角が１２５度の３群ズームレンズである。
第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、３つの物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、２つの両レンズ面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズよりなっている。それにより発散性のパワーを複数の負レンズに分担し、樽型の歪曲収差を急激に発生させることなく、広画角化を容易にしている。特に物体側の３つのメニスカス形状の負レンズは、軸外主光線の入射高ｈａが低い像側のレンズ面で発散性のパワーを強く得て、入射高ｈａが高い物体側のレンズ面では樽型の歪曲収差の発生を抑える形状にしている。
次に、最も物体側のメニスカス形状の負レンズは、物体側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡ１であり、本発明に係る第１非球面レンズに当たる。具体的には、より入射高ｈａが高い物体側のレンズ面が正の非球面量を持っており、樽型の歪曲収差を効果的に補正している。また、非球面レンズＡ１の物体側のレンズ面は、条件式（１）を満たしており、それにより軸外光束をレンズ面の法線方向に通し、近軸成分での歪曲収差の発生を抑制している。
次に、物体側から３枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に負の非球面量を有する非球面レンズＡ２であり、本発明に係る第２非球面レンズに当たる。具体的には、像側のレンズ面が負の非球面量を持っており、非点収差を良好に補正している。また、それと同時に非球面レンズＡ２の像側のレンズ面は像側に凹面を向けており、条件式（３）を満たしている。それにより、広画角化と非点収差の補正を効果的に行っている。
更に、非球面レンズＡ１と非球面レンズＡ２の光軸上の間隔は、条件式（２）を満たしており、それぞれの歪曲収差の補正効果と非点収差の補正効果を相殺することなく得ている。それにより広画角でありながら歪曲収差が少なく、高性能な広画角のズームレンズを得ている。また、物体側から２枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡ３であり、本発明に係る第３非球面レンズに当たる。それにより、歪曲収差の補正効果をより強め、広画角化と歪曲収差の補正を良好に行っている。
次に、第１レンズ群Ｌ１のパワーは条件式（４）を満たしており、全系の小型化と歪曲収差の補正を容易にしている。尚、３つの非球面レンズＡ１、Ａ２、Ａ３は、条件式（ｘａａ）、（ｘｂｂ）を満たしており、それにより各レンズでの収差補正の効果を十分に得ると共に、ズーミングにより入射高ｈａが変動した時の非球面成分による激しい収差変動も抑制している。
実施例２は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２より構成される、広角端の撮影全画角が１２５度の２群ズームレンズである。第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、３つの物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、両レンズ面が凹形状の２つの負レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズよりなっている。最も物体側のメニスカス形状の負レンズは、両レンズ面共に正の非球面量を有する非球面レンズＡ１であり、本発明に係る第１非球面レンズに当たる。
次に、物体側から３枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に負の非球面量を有する非球面レンズＡ２であり、本発明に係る第２非球面レンズに当たる。また、物体側から２枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡ３であり、本発明に係る第３非球面レンズに当たる。各レンズ群や非球面レンズの働きは、実施例１と同様である。
実施例３は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力のレンズ群Ｌ４より構成される、広角端の撮影全画角が１２５度の４群ズームレンズである。
第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、３つの物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、２つの両レンズ面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズよりなっている。最も物体側のメニスカス形状の負レンズは、物体側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡ１であり、本発明に係る第１非球面レンズに当たる。
次に、物体側から３枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に負の非球面量を有する非球面レンズＡ２であり、本発明に係る第２非球面レンズに当たる。また、物体側から２枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡ３であり、本発明に係る第３非球面レンズに当たる。各レンズ群や非球面レンズの働きは、実施例１と同様である。
実施例４は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成される、広角端の撮影全画角が１２５度の３群ズームレンズである。最も物体側のメニスカス形状のレンズＡ１は、物体側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズであり、本発明に係る第１非球面レンズに当たる。
次に、物体側から３枚目のメニスカス形状の負レンズは、物体側のレンズ面に負の非球面量を有する非球面レンズＡ２であり、本発明に係る第２非球面レンズに当たる。また、物体側から２枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡ３であり、本発明に係る第３非球面レンズに当たる。各レンズ群や非球面レンズの働きは、実施例１と同様である。
実施例５は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成される、広角端の撮影全画角が１２５度の３群ズームレンズである。第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、３つの物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、２つの両レンズ面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズよりなっている。
最も物体側のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡ１であり、本発明に係る第１非球面レンズに当たる。第１非球面レンズＡ１は、軸外主光線の入射高ｈａがより大きい物体側のレンズ面に、非球面を有する方が好ましいが、実施例５のように像側に正の非球面量を持たせても、若干大型化はするが、本発明の効果を十分に得ることができる。
次に、物体側から３枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に負の非球面量を有する非球面レンズＡ２であり、本発明に係る第２非球面レンズに当たる。また、物体側から２枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡ３であり、本発明に係る第３非球面レンズに当たる。各レンズ群や非球面レンズの働きは、実施例１と同様である。
実施例６は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成される、広角端の撮影全画角が１２３度の３群ズームレンズである。第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、２つの物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、像側の面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凹面の負レンズ、両凸形状の正レンズよりなっている。最も物体側のメニスカス形状の負レンズは、両レンズ面共に正の非球面量を有する非球面レンズＡ１であり、本発明に係る第１非球面レンズに当たる。
次に、物体側から２枚目のメニスカス形状の負レンズは、像側のレンズ面に負の非球面量を有する非球面レンズＡ２であり、本発明に係る第２非球面レンズに当たる。
実施例６では、第１非球面レンズＡ１と第２非球面レンズＡ２の間に、第３非球面レンズを持たず、物体側から連なるメニスカスレンズも２枚のみとなっている。歪曲補正と高性能化の両立の面で、他の実施例と比べて若干劣るものの、本発明の効果は十分に得ている。各レンズ群や非球面レンズの働きは、第３非球面レンズを持たないことを除いては、実施例１と同様である。
以上、本発明のズームレンズの好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例においてｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの距離で示している。レンズ全長は第１レンズ面から像面までの距離である。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４を各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。また［ｅ＋Ｘ］は［×１０＋ｘ］を意味し、［ｅ−Ｘ］は［×１０＋ｘ］を意味している。非球面は面番号の後に＊を付加して示す。また、各光学面の間隔dが（可変）となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。また、各光学面の有効径が（可変）となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に可変面番号を「ｅａｉ」とし、焦点距離に応じた有効径を記している。また前述の各パラメータ及び各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。

（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 115.945 3.50 1.77250 49.6 84.00
2 32.057 6.64 60.74
3 37.090 3.50 1.58313 59.4 60.11
4* 22.220 11.12 51.44
5 84.608 2.80 1.85400 40.4 50.36
6* 34.842 9.29 37.87
7 -140.769 2.00 1.59522 67.7 37.63
8 31.935 5.29 33.27
9 -334.424 1.70 1.59522 67.7 33.24
10 53.829 2.33 32.88
11 47.178 6.44 1.83400 37.2 33.64
12 -103.326 (可変) 33.23
13(絞り) ∞ 0.50 19.16
14 23.766 1.00 1.91082 35.3 19.95
15 13.687 5.72 1.63980 34.5 19.17
16 231.365 (可変) 19.10
17 68.274 4.52 1.54814 45.8 19.12
18 -25.113 0.15 18.93
19 -28.520 0.90 1.91082 35.3 18.63
20 60.759 0.15 18.68
21 24.868 3.66 1.59551 39.2 19.10
22 179.295 1.50 18.87
23 ∞ 0.00 (可変)
24 43.910 0.90 1.83481 42.7 18.58
25 13.206 4.82 1.49700 81.5 17.70
26 69.017 0.15 17.84
27 20.913 5.95 1.49700 81.5 18.23
28 -22.463 0.15 17.89
29 -43.477 0.90 1.77250 49.6 17.08
30 14.975 6.06 1.58313 59.4 17.67
31* -75.778 18.81

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.63370e-006 A 6=-6.87415e-009
A 8= 6.26701e-012 A10=-3.06214e-015 A12= 6.75822e-019

第4面
K =-6.27707e-001 A 4= 8.37327e-006 A 6=-2.71817e-008
A 8= 4.31896e-011 A10=-9.33146e-014 A12= 6.05602e-017

第6面
K =-3.34645e+000 A 4= 1.77375e-005 A 6=-1.69043e-009
A 8= 1.35977e-010 A10=-5.36943e-013 A12= 1.00929e-015
A14=-7.14368e-020

第31面
K =-3.63687e+000 A 4= 2.15160e-005 A 6= 3.32343e-008
A 8= 4.69301e-011 A10= 8.60198e-014

各種データ
ズーム比 2.06

広角 中間 望遠
焦点距離 11.30 18.00 23.30
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角（度） 62.42 50.24 42.88
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 172.19 161.28 162.86
BF 38.82 52.31 63.15

d12 36.75 11.35 1.50
d16 4.49 5.49 6.08

ea23 12.09 15.59 19.16

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -19.53 54.60 10.16 -41.88
2 13 61.01 7.72 -0.31 -5.25
3 17 76.40 29.81 10.08 -10.88

（数値実施例２）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 116.802 3.50 1.77250 49.6 84.00
2* 36.803 11.86 65.04
3 49.848 3.50 1.49710 81.6 63.80
4* 19.671 10.84 47.70
5 139.022 2.80 1.85400 40.4 45.97
6* 39.650 8.12 34.54
7 -80.871 2.00 1.59522 67.7 34.33
8 38.455 4.01 31.39
9 -266.681 1.70 1.59522 67.7 31.36
10 50.285 1.73 31.37
11 45.349 6.40 1.88300 40.8 32.35
12 -91.148 (可変) 32.07
13(絞り) ∞ 0.50 19.30
14 23.627 1.00 1.91082 35.3 19.97
15 13.527 5.84 1.63980 34.5 19.18
16 309.605 4.10 19.14
17 70.421 4.54 1.54814 45.8 19.15
18 -24.805 0.23 18.97
19 -26.417 0.90 1.91082 35.3 18.69
20 74.786 0.15 18.84
21 26.165 4.13 1.59551 39.2 19.30
22 -157.269 1.50 19.10
23 ∞ 0.00 (可変)
24 66.212 0.90 1.83481 42.7 18.52
25 13.147 4.71 1.49700 81.5 17.59
26 59.817 0.15 17.75
27 21.451 6.01 1.49700 81.5 18.16
28 -21.035 0.15 17.98
29 -37.854 0.90 1.77250 49.6 17.40
30 14.807 6.31 1.58313 59.4 17.77
31* -52.985 18.71

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.21883e-006 A 6=-7.76339e-009
A 8= 7.51576e-012 A10=-3.97942e-015 A12= 8.79062e-019

第2面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.60093e-006 A 6=-2.60654e-009
A 8= 9.70241e-012 A10=-3.87006e-015 A12=-3.89386e-018

第4面
K =-8.13124e-001 A 4= 1.29020e-005 A 6=-6.01423e-008
A 8= 5.35167e-011 A10=-6.62488e-014 A12= 6.40965e-017

第6面
K =-3.68713e+000 A 4= 1.69004e-005 A 6= 1.26942e-008
A 8= 2.24261e-010 A10=-1.06228e-012 A12= 2.28380e-015
A14=-7.14368e-020

第31面
K = 1.32754e+000 A 4= 1.91236e-005 A 6=-2.19431e-009
A 8= 2.90687e-010 A10=-1.44843e-012

各種データ
ズーム比 2.06

広角 中間 望遠
焦点距離 11.30 18.00 23.30
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角（度） 62.42 50.24 42.88
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 172.93 162.68 164.47
BF 38.82 52.87 63.99

d12 35.63 11.32 2.00

ea23 11.94 15.51 18.68

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -18.76 56.47 12.73 -40.06
2 13 39.34 42.52 10.69 -24.21
（数値実施例３）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 154.958 3.50 1.77250 49.6 80.01
2 29.515 13.26 55.74
3 59.691 3.50 1.49710 81.6 55.12
4* 21.978 6.87 43.30
5 104.438 2.80 1.85400 40.4 42.65
6* 33.401 9.18 33.02
7 -52.053 2.00 1.59522 67.7 32.89
8 58.197 2.63 31.92
9 -633.593 1.70 1.59522 67.7 31.94
10 64.481 0.15 32.34
11 47.826 6.91 1.88300 40.8 32.92
12 -68.507 (可変) 32.79
13(絞り) ∞ 0.50 19.08
14 24.007 1.00 1.91082 35.3 19.90
15 14.117 5.60 1.63980 34.5 19.19
16 291.885 (可変) 19.13
17 45.984 4.52 1.53172 48.8 19.10
18 -29.858 0.90 1.91082 35.3 18.80
19 83.230 0.15 18.84
20 31.063 4.41 1.59551 39.2 19.10
21 -49.772 1.00 18.91
22 ∞ (可変) (可変)
23 -264.017 0.90 1.83481 42.7 17.29
24 13.003 4.68 1.49700 81.5 16.55
25 123.013 0.15 16.84
26 21.410 5.96 1.49700 81.5 17.60
27 -19.958 0.15 17.78
28 -37.618 0.90 1.77250 49.6 17.45
29 14.568 6.72 1.58313 59.4 18.14
30* -49.967 19.37


非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.88342e-006 A 6=-8.06096e-009
A 8= 7.93046e-012 A10=-4.23301e-015 A12= 1.01688e-018

第4面
K =-8.99792e-001 A 4= 2.36970e-006 A 6=-2.99695e-008

A 8= 3.31121e-011 A10=-9.56668e-014 A12= 1.00875e-016

第6面
K =-1.27164e+000 A 4= 2.17641e-005 A 6=-1.16704e-009
A 8= 2.38004e-010 A10=-1.13731e-012 A12= 2.73008e-015
A14=-7.14368e-020

第30面
K = 2.15251e+000 A 4= 1.73997e-005 A 6= 2.42187e-008
A 8=-1.49596e-010 A10= 7.48665e-013

各種データ
ズーム比 2.06

広角 中間 望遠
焦点距離 11.30 18.00 23.30
Fナンバー 4.16 4.15 4.14
半画角（度） 62.42 50.24 42.87
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 170.49 158.25 158.74
BF 38.82 51.44 61.40

d12 36.55 11.51 2.00
d16 4.41 3.62 3.00
d22 0.65 1.62 2.28

ea22 11.64 15.04 17.95

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -18.81 52.50 8.97 -40.38
2 13 58.42 7.10 -0.60 -4.98
3 17 53.70 10.98 3.77 -3.81
4 23 -267.84 19.47 -35.12 -54.73
（数値実施例４）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 130.312 3.50 1.77250 49.6 84.00
2 31.800 9.06 60.45
3 40.893 3.50 1.58313 59.4 59.92
4* 28.341 6.81 52.72
5* 44.162 2.80 1.85400 40.4 50.20
6 22.356 11.81 37.62
7 -151.830 2.00 1.59522 67.7 37.19
8 32.259 5.59 33.31
9 -269.657 1.70 1.59522 67.7 33.26
10 56.161 2.13 33.15
11 47.567 6.23 1.83400 37.2 34.12
12 -103.398 (可変) 33.84
13(絞り) ∞ 0.50 19.33
14 22.995 1.00 1.91082 35.3 20.17
15 13.351 6.20 1.63980 34.5 19.30
16 180.927 (可変) 19.21
17 67.633 4.22 1.54814 45.8 19.24
18 -25.185 0.17 19.08
19 -28.675 0.80 1.91082 35.3 18.76
20 60.274 0.15 18.80
21 25.254 3.24 1.59551 39.2 19.22
22 167.800 1.53 19.04
23 ∞ 0.02 (可変)
24 40.878 0.90 1.83481 42.7 18.76
25 12.912 4.54 1.49700 81.5 17.83
26 63.160 0.15 17.95
27 20.391 6.57 1.49700 81.5 18.40
28 -21.473 0.15 18.00
29 -42.995 0.90 1.77250 49.6 16.92
30 14.919 4.87 1.58313 59.4 17.51
31* -90.284 18.22

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.94782e-006 A 6=-6.13658e-009
A 8= 5.11232e-012 A10=-2.37027e-015 A12= 5.04845e-019

第4面
K =-3.65317e-001 A 4= 9.64145e-006 A 6=-2.32268e-008
A 8= 4.17146e-011 A10=-9.66370e-014 A12= 6.07626e-017

第5面
K = 1.03867e+000 A 4=-2.01437e-006 A 6=-1.10269e-008
A 8= 2.20578e-011 A10=-4.71505e-014 A12= 3.34355e-017
A14=-6.70766e-021

第31面
K =-3.63296e+001 A 4= 2.09015e-005 A 6= 3.75425e-008
A 8= 2.56281e-010 A10=-2.15932e-013

各種データ
ズーム比 2.06

広角 中間 望遠
焦点距離 11.30 17.33 23.30
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角（度） 62.42 51.30 42.88
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 170.79 160.38 161.97
BF 38.80 50.96 63.13

d12 36.47 13.23 2.00
d16 4.48 5.14 5.79

ea23 12.12 15.32 18.89

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -19.30 55.13 10.54 -41.93
2 13 60.49 7.70 -1.07 -5.77
3 17 76.92 28.21 8.46 -11.22
（数値実施例５）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 56.312 3.50 1.77250 49.6 89.32
2* 38.244 4.47 71.49
3 38.870 3.50 1.58313 59.4 68.01
4* 15.593 16.34 54.11
5 99.417 2.80 1.85400 40.4 52.14
6* 42.615 7.83 39.16
7 -776.355 2.00 1.59522 67.7 38.91
8 28.871 7.16 33.52
9 -87.686 1.70 1.59522 67.7 33.46
10 42.873 1.96 33.25
11 44.127 7.02 1.88300 40.8 34.38
12 -95.316 (可変) 34.11
13(絞り) ∞ 0.50 19.04
14 23.763 1.00 1.91082 35.3 19.81
15 13.492 5.71 1.63980 34.5 19.02
16 217.234 (可変) 18.97
17 74.209 4.53 1.54814 45.8 19.06
18 -24.270 0.15 18.90
19 -26.867 0.90 1.91082 35.3 18.64
20 87.166 0.15 18.77
21 26.548 4.05 1.59551 39.2 19.17
22 -169.730 1.50 18.93
23 ∞ 0.00 (可変)
24 62.658 0.90 1.83481 42.7 18.31
25 12.870 4.64 1.49700 81.5 17.36
26 53.585 0.15 17.61
27 21.447 6.30 1.49700 81.5 18.43
28 -20.357 0.15 18.54
29 -32.621 0.90 1.77250 49.6 18.20
30 14.904 6.72 1.58313 59.4 18.88
31* -45.303 19.84

非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.13417e-005 A 6=-1.81623e-008
A 8= 9.88199e-012 A10= 2.94560e-015 A12=-4.09193e-018

第4面
K =-1.20063e+000 A 4=-1.84060e-005 A 6= 6.29694e-008
A 8= 2.25242e-012 A10=-1.81953e-013 A12= 1.40860e-016

第6面
K =-8.75669e-001 A 4= 1.49897e-005 A 6=-5.16486e-008
A 8= 3.27081e-010 A10=-8.48991e-013 A12= 1.14217e-015
A14=-7.25330e-020

第31面
K = 1.16406e+001 A 4= 2.90717e-005 A 6= 8.11969e-008
A 8=-2.52083e-010 A10= 3.27569e-012

各種データ
ズーム比 2.06

広角 中間 望遠
焦点距離 11.30 18.00 23.30
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角（度） 62.42 50.24 42.88
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 178.05 166.01 167.37
BF 38.82 52.47 63.34

d12 38.24 12.09 2.00
d16 4.45 4.92 5.49

ea23 12.01 15.45 18.48

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -19.73 58.28 13.64 -42.06
2 13 62.70 7.21 -0.91 -5.33
3 17 74.43 31.04 11.60 -10.84
（数値実施例６）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 188.441 3.50 1.72000 50.2 86.00
2* 34.503 25.00 64.06
3 221.461 2.80 1.85400 40.4 48.01
4* 26.189 6.37 35.25
5 133.252 2.00 1.59522 67.7 35.07
6 27.948 6.65 31.38
7 -75.735 1.70 1.59522 67.7 31.33
8 46.632 2.18 31.60
9 47.302 6.77 1.88300 40.8 32.89
10 -74.588 (可変) 32.73
11(絞り) ∞ 0.50 19.51
12 24.601 1.00 1.91082 35.3 20.28
13 13.970 5.76 1.64769 33.8 19.50
14 229.511 (可変) 19.43
15 42.848 4.93 1.51742 52.4 19.42
16 -26.067 0.28 19.10
17 -29.518 0.90 1.88300 40.8 18.67
18 75.113 0.15 18.57
19 31.599 3.49 1.51823 58.9 18.73
20 -601.994 1.50 18.51
21 ∞ 0.00 (可変)
22 68.287 0.90 1.83481 42.7 18.12
23 13.730 4.52 1.49700 81.5 17.43
24 67.404 0.15 17.85
25 21.859 6.35 1.49700 81.5 18.98
26 -22.270 0.15 19.25
27 -52.813 0.90 1.77250 49.6 18.95
28 14.484 6.32 1.58313 59.4 19.18
29* -78.136 19.84


非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.10736e-005 A 6=-1.00765e-008
A 8= 7.30781e-012 A10=-3.08767e-015 A12= 6.00371e-019

第2面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.11195e-006 A 6= 1.14304e-009
A 8=-7.95403e-012 A10= 1.10372e-014 A12=-9.76761e-018

第4面
K =-1.63178e+000 A 4= 1.57587e-005 A 6=-2.60985e-008
A 8= 2.07183e-010 A10=-5.91105e-013 A12= 9.30911e-016
A14=-7.14368e-020

第29面
K = 1.35957e+001 A 4= 1.95159e-005 A 6= 2.55356e-008
A 8=-1.78625e-010 A10= 8.89323e-013

各種データ
ズーム比 2.01

広角 中間 望遠
焦点距離 11.60 18.00 23.30
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角（度） 61.80 50.24 42.88
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 175.07 164.64 165.76
BF 38.82 51.65 62.51

d10 36.86 12.29 2.00
d14 4.61 5.92 6.48

ea21 11.99 15.24 18.23

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -19.93 56.98 12.04 -43.95
2 11 62.63 7.26 -0.83 -5.27
3 15 78.62 30.54 9.63 -12.56
次に実施例１乃至６に示したズームレンズを撮像装置に適用した実施例を図１４を用いて説明する。本発明の撮像装置はズームレンズを含む交換レンズ装置と、交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱可能に接続され、ズームレンズが形成する光学像を受光して、電気的な画像信号に変換する撮像素子を含むカメラ本体とを備えている。
図１４は一眼レフカメラの要部概略図である。図１４において１０は実施例１乃至６のズームレンズ１を有する撮影レンズである。ズームレンズ１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体であり、撮影レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮影レンズ１０の像形成装置に配置された焦点板４より構成されている。更に焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５、その正立像を観察するための接眼レンズ６などによって構成されている。
７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。実施例１乃至６にて説明した利益は本実施例に開示したような撮像装置において効果的に享受される。撮像装置としてクイックリターンミラー３のないミラーレスの一眼レフカメラにも同様に適用できる。
ＳＰ：絞り ＩＰ：撮像面 Ｌ１〜Ｌ４：第１レンズ群〜第４レンズ群
Ｆｏｃｕｓ：フォーカシングで移動する群と、その移動方向
Ａ１，Ａ２，Ａ３：第１非球面レンズ、第２非球面レンズ、第３非球面レンズ

Claims (12)

  1. 物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、１以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後続レンズ群よりなり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記後続レンズ群の間隔が小さくなるズームレンズであって、
    前記第１レンズ群は、最も物体側に正の非球面量を持つ第１非球面レンズと、その像側に負の非球面量を持つ第２非球面レンズを含み、
    最も物体側のレンズ面が球面の場合はその曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲ１、
    前記第１非球面レンズのレンズ面頂点から、前記第２非球面レンズのレンズ面頂点までの間隔をＤ１２、第１レンズ群のレンズ構成長をＢＬＤ１とするとき、
    ０．５０＜Ｒ１／ＢＬＤ１＜２．５０
    ０．３０＜Ｄ１２／ＢＬＤ１＜０．８０
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第１非球面レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズであることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 前記第１非球面レンズは、物体側のレンズ面と像側のレンズ面が非球面形状であるとき、像側に比べて物体側のレンズ面の方が、非球面量が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
  4. 前記第２非球面レンズは、像側の面が凹形状の負の屈折力のレンズであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 前記第２非球面レンズの像側のレンズ面が、球面の場合はその曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲ２とするとき、
    ０．３０＜Ｒ２／ＢＬＤ１＜０．８０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第１非球面レンズと前記第２非球面レンズの間に、正の非球面量を持つ第３非球面レンズを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第１レンズ群は、最も物体側より像側へ順に、連続して配置された３つのメニスカス形状の負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  8. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    １．００＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  9. 前記後続レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群よりなり、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項のズームレンズ。
  10. 前記後続レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群よりなり、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項のズームレンズ。
  11. 前記後続レンズ群は正の屈折力の第２レンズ群よりなり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項のズームレンズ。
  12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズを有することを特徴とする撮像装置。
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