JP2016126280A

JP2016126280A - 広角ズームレンズ及び撮像装置

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Publication number: JP2016126280A
Application number: JP2015002366A
Authority: JP
Inventors: 大勇李; Tae-Yong Yi
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2016-07-11

Abstract

【課題】本件発明の課題は、従来と同程度のズーム比を有し、且つ、広角端において、１１０°以上の画角を実現すると共に、第１レンズ群を小さく構成することができ、光学全長の短い広角ズームレンズを提供することにある。【解決手段】上記課題を解決するため、物体から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３及び正の屈折力の第４レンズ群を有し、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行う広角ズームレンズとし、以下の条件式（１）を満足させる。３．１＜｜ＢＦｗ／Ｆ１｜＜５・・・（１）但し、Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、ＢＦｗ：広角端における無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面と像面との距離である。【選択図】図１

Description

本件発明は、広角ズームレンズ及び当該広角ズームレンズを備えた撮像装置に関し、特に、一眼レフレックスカメラ（以下、「一眼レフカメラ」と称する。）等のレンズ交換式撮像装置に好適な広角ズームレンズ及び当該広角ズームレンズを備えた撮像装置に関する。

従来より、一眼レフレックスカメラ等のレンズ交換式撮像装置の広角ズームレンズとして、物体側から順に、負、正、負、正の屈折力を有する４つのレンズ群からなる４群ズームレンズが知られている（例えば、「特許文献１」〜「特許文献５」参照）。

特許文献１〜特許文献５には、いずれも広角端の画角が１００°以上、変倍比が２程度の広角ズームレンズが開示されている。負先行型のズームレンズでは、明るさとバックフォーカスを確保することができるため、一眼レフカメラ等のバックフォーカスを要する撮像装置の交換レンズ等として好適である。

これらの広角ズームレンズでは、第１レンズ群に大きな負の屈折力を持たせ、且つ、第１レンズ群内に複数の非球面を配置することにより、光学系全系の小型化を図ると共に、諸収差を良好に補正するものとしている。

特開２００４−２４００３８号公報特開２００６−０３９５３１号公報特開２００７−０１０９１３号公報特開２０１０−２４３７３７号公報特開２００８−２４９８４２号公報

ところで、上記特許文献１〜特許文献３に開示の広角ズームレンズでは、光学系の最も物体側に、強い負の屈折力を有するレンズを配置しており、当該レンズの少なくとも一面を非球面としている。この最も物体側に配置されるレンズを、高屈折率の硝材からなる非球面レンズとすることにより、諸収差の発生を抑制し、且つ、前玉の小径化を達成している。しかしながら、特許文献１〜特許文献３に記載の広角ズームレンズの変倍比と広角端における画角はそれぞれ、「２．２２程度、１０４°」、「１．９５〜２．３６、１０５．８°」、「２．８程度、１０１°」であり、２程度の変倍比を確保した上で、さらなる広角化が求められる。

一方、上記特許文献４及び特許文献５に開示の広角ズームレンズは、変倍比２倍程度を有し、且つ、広角端において１１０°程度の画角を実現している。しかしながら、特許文献４及び特許文献５に開示の広角ズームレンズにおいて、より一層の広角化を図ろうとすると、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が広く、第１レンズ群を構成するレンズの小径化が困難であり、また、光学全長を短く構成することも困難である。また、変倍比２倍程度、広角端における画角１１０°程度を維持した上で、第１レンズ群を構成するレンズの小径化及び光学全長の短縮化を図ることも困難である。

そこで、本発明は、従来と同程度のズーム比を有し、且つ、広角端において一層の広角化を実現すると共に第１レンズ群を小さく構成することができ、光学全長の短い広角ズームレンズを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本件発明に係る広角ズームレンズは、物体から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。

３．１＜｜ＢＦｗ／Ｆ１｜＜５・・・（１）
但し、
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ＢＦｗ：広角端における無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面と像面との距離
である。

本件発明に係る広角ズームレンズは、防振時に第３レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることにより像を移動させ、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。

０．５＜｜Ｆ３／Ｆｔ｜＜５・・・（２）
但し、
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
Ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
である。

本件発明に係る広角ズームレンズは、最も物体側に配置されるレンズの像面側の面は非球面であり、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。

２．０＜ＢＦｗ／Ｇ１Ｒ２＜５．０・・・（３）
但し、
ＢＦｗ：広角端における無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面と像面との距離
Ｇ１Ｒ２：最も物体側に配置されるレンズの像面側の面の近軸曲率半径
である。

本件発明に係る広角ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体から順に、負の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とからなり、前記後群を物体側へ移動させて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行い、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。

０．２＜｜Ｆ１ｂ｜／ＢＦｗ＜０．８・・・（４）
但し、
Ｆ１ｂ：第１レンズ群の後群の焦点距離
ＢＦｗ：広角端における無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面と像面との距離
である。

本件発明に係る撮像装置は、上記記載の広角ズームレンズと、当該広角ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子とを備えたことを特徴とする。

本件発明によれば、従来と同程度のズーム比を有し、且つ、広角端において一層の広角化を実現すると共に、第１レンズ群を小さく構成することができ、光学全長の短い広角ズームレンズを提供することができる。

本件発明の実施例１の広角ズームレンズのレンズ断面図である。実施例１の広角ズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例１の広角ズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例１の広角ズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例１の広角ズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の横収差図である。本件発明の実施例２の広角ズームレンズのレンズ断面図である。実施例２の広角ズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例２の広角ズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例２の広角ズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例２の広角ズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の横収差図である。本件発明の実施例３の広角ズームレンズのレンズ断面図である。実施例３の広角ズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例３の広角ズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例３の広角ズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例３の広角ズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の横収差図である。本件発明の実施例４の広角ズームレンズのレンズ断面図である。実施例４の広角ズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例４の広角ズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例４の広角ズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例４の広角ズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の横収差図である。

以下、本件発明に係る広角ズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。

１．広角ズームレンズ
１−１．広角ズームレンズの光学構成
本件発明に係る広角ズームレンズは、物体から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、後述する条件式（１）を満足することを特徴とする。

本件発明のズームレンズは、負・正・負・正のパワー配列を採用した４群構成の広角ズームレンズであり、変倍時に各レンズ群を移動させる自由度が高く、高変倍比を実現しやすい。これと同時に、ズーム全域における収差の変動を抑制することが容易になるため、結像性能の高いズームレンズを得ることができる。さらに、第１レンズ群の屈折力が負のネガティブリード型の広角ズームレンズとすることにより、バックフォーカスを確保することができ、一眼レフカメラの交換レンズ等、一定のバックフォーカスを要する撮像レンズに好適である。以下、各レンズ群の構成について説明し、条件式（１）等については後述する。

（１）第１レンズ群
第１レンズ群は、上述のとおり負の屈折力を有し、後述する条件式（１）等を満足し得る構成であれば、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。しかしながら、最も物体側に配置されるレンズの少なくともいずれか一面は非球面であることが好ましく、その両面が非球面であることがさらに好ましい。最も物体側に配置されるレンズの少なくともいずれか一面を非球面とすることにより、いわゆる前玉の屈折力を強くすることができ、これにより前玉の小型化を図ることができ、コマ収差や歪曲収差を抑制することができる。特に、本件発明に係る光学ズームレンズでは、この最も物体側に配置されるレンズの両面を非球面とすることが好ましく、この場合、後述する条件式（３）を満足することが好ましい。また、この場合、当該レンズは、高屈折率の硝材からなり、レンズ面が非球面に加工された非球面レンズであることが好ましい。

また、第１レンズ群を負の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから構成し、後群を物体側へ移動させて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うことが好ましい。本件発明に係る広角ズームレンズのような負先行型の広角ズームレンズでは、第１レンズ群を構成するレンズの外径は当該光学系全系の中でも最も大きくなる。第１レンズ群を上記前群と上記後群とにより構成し、フォーカスの際に、後群を物体側に移動させる場合、フォーカス移動量に応じて前群と後群との空気間隔を確保する必要がある。この場合、１１０°以上の広角化を図る場合も、前群に比して後群を外径の小さなレンズで構成することが容易になる。このため、フォーカス群の軽量化及び小型化を図ることができ、迅速なフォーカシングが可能になる。これと同時に第１レンズ群の後群以降のレンズ群の小型化を図ることができ、当該広角ズームレンズ全体の小型化及び軽量化を図ることができる。また、インナーフォーカス式を採用することによりフォーカシングの際に鏡筒長が変化するのを防止することができる。なお、第１レンズ群の後群をフォーカス群とする場合、後述する条件式（４）を満足させることがより好ましい。

（２）第２レンズ群
第２レンズ群は正の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。本件発明では、第２レンズ群内に開口絞りを配置すると共に、第２レンズ群を開口絞りを挟んで、物体側から順に正又は負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成している。例えば、ネガティブリードタイプと称される負先行型の広角ズームレンズを４群構成とし、正の屈折力を有する第２レンズ群を当該構成とすることにより、第２レンズ群を構成するレンズの外径を小さくすることができ、当該広角ズームレンズ全体の小型化を図ることができる。また、開口絞りを第２レンズ群内に配置することにより、例えば、望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群との光軸上の間隔を短くすることができ、望遠端における光学全長方向の小型化を図ることができる。すなわち、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狭めるように各レンズ群を移動させたときに、第１レンズ群と第２レンズ群との間に開口絞りが存在しないため、第１レンズ群と第２レンズ群との間に開口絞りが配置される場合と比較すると、両レンズ群の間隔を狭くすることができる。また、第２レンズ群を前群と正の屈折力を有する後群とから構成し、この前群と後群との間に開口絞りを配置することにより、入射瞳の位置と、射出瞳の位置のバランスが良好になり、１１０°以上の広角化を図った場合も、各レンズ群を構成するレンズの外径を小さくすることができ、前玉或いは後玉の有効径が大きくなりすぎるのを防止することができる。

さらに、前群及び後群は、それぞれ、少なくとも一枚の負レンズと一枚の正レンズとから構成されることが好ましい。当該構成を採用することで、一層の広角化を図る上で、パワー配分を適切なものとし、当該広角ズームレンズ全体の小型化を図ることができる。

（３）第３レンズ群
第３レンズ群は、負の屈折力を有し、条件式（１）等を満足し得る構成であれば、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではないが、本件発明に係る広角ズームレンズにおいて、第３レンズ群を防振群として用いることが好ましい。すなわち、防振時に当該第３レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させて、像を移動させることが好ましい。第３レンズ群を防振群として用いることにより、撮像時の手振れ等の振動に起因して像ブレが生じたときに、第３レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることにより、像を移動させて像ブレを補正することができる。なお、この場合、後述する条件式（２）を満足することが好ましい。また、本件発明において、光軸と垂直な方向には、第３レンズ群の移動方向が光軸に対して垂直である場合に加えて、第３レンズ群の移動方向に光軸に対して垂直成分を含む場合も含まれるものとする。

第３レンズ群は、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとを含む構成とすることが好ましく、特に、負の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとからなる接合レンズにより構成されることが好ましい。当該構成を採用することにより、防振時における色収差を良好に補正することができ、偏芯コマ収差の発生を抑制することができる。また、接合レンズにより第３レンズ群を構成することで、防振群の組み付けを容易にすることができ、製造誤差が発生するのを抑制することができる。これと同時に、第３レンズ群を軽量化することができ、防振時に第３レンズ群を駆動するためのアクチュエータ等の小型化及び軽量化を図ることができるため、第３レンズ群を防振群として用いる場合も当該広角ズームレンズの鏡筒径等が大型化するのを抑制することができる。

（４）第４レンズ群
第４レンズ群は、正の屈折力を有し、条件式（１）等を満足し得る構成であれば、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。本件発明に係る広角ズームレンズにおいて、第４レンズ群の像側に、例えば、変倍時に固定の固定群等の他のレンズ群を配置してもよいが、当該広角ズームレンズの光学全長方向の小型化を図るという観点から、第４レンズ群を最終群とすることが好ましい。

１−２．変倍時の各レンズ群の動作
次に、変倍時の各レンズ群の動作について説明する。本件発明に係る広角ズームレンズでは、各レンズ群の間隔を変化させて変倍する。例えば、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を狭く、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を広く、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を狭くするように各レンズ群の間隔を変化させることが好ましい。

１−３．条件式
次に、各条件式について説明する。

１−３−１．条件式（１）
上述したとおり、本件発明に係る広角ズームレンズは、上記構成を採用すると共に、下記条件式（１）を満足することを特徴とする。

条件式（１）は、広角端における無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面と像面との距離に対する第１レンズ群の焦点距離の比に関する式である。条件式（１）を満足させることにより、広角端において１１０°以上の画角を確保すると共に、第１レンズ群を構成するレンズの有効径の小型化を図ることができる。

条件式（１）の数値が下限値以下になると、第１レンズ群の屈折力が弱く、広角端において１１０°以上の画角を確保した上で、第１レンズ群の小型化を図ることが困難になる。或いは、十分なバックフォーカスを確保することができず、一眼レフカメラの交換レンズ等として用いることができなくなる。これに対して、条件式（１）の数値が上限値以上になると、第１レンズ群の屈折力が適正な範囲を超えて強くなり過ぎる。第１レンズ群の屈折力が強いと、広画角化及び小型化を図る上では有利であるが、広角端における諸収差の補正が困難になる。このため、広角端における結像性能を良好にするには、収差補正に要するレンズ枚数が増加し、当該広角ズームレンズの小型化を図ることが困難になる。

これらの効果を得る上で、当該広角ズームレンズは以下の条件式（１ａ）を満足することが好ましく、条件式（１ｂ）を満足することがより好ましい。

３．２＜｜Ｆ１／Ｙｗ｜＜４．５・・・（１ａ）
３．２＜｜Ｆ１／Ｙｗ｜＜３．５・・・（１ｂ）

１−３−２．条件式（２）
本件発明に係る広角ズームレンズにおいて、第３レンズ群を防振群として用いる場合、上記条件式（１）と共に、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。

条件式（２）は、望遠端における当該広角ズームレンズ全系の焦点距離に対する第３レンズ群の焦点距離の比に関する式である。条件式（２）を満足させることにより、第３レンズ群の屈折力が適正な範囲内となり、防振時に第３レンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させたときの収差変動を抑制し、防振時も高い結像性能を維持することができる。これと同時に、第３レンズ群の移動量を適正な範囲内にすることができるため、鏡筒径が大きくなるのを抑制することができる。

これに対して、条件式（２）の数値が下限値以下になると、第３レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎる。この場合、防振時における第３レンズ群の移動量が小さくなるため、鏡筒径を小さくする上では有利であるが、極めて精密な位置制御が要求される。このため、第３レンズ群の駆動制御が困難になる。また、この場合、防振時における収差変動が大きくなり、高い結像性能を維持することが困難になる。一方、条件式（２）の数値が上限値以上になると、第３レンズ群の屈折力が小さく、防振時に第３レンズ群を移動させたときの収差変動を抑制することができるが、防振時における第３レンズ群の移動量が大きくなるため、鏡筒径の小型化を図ることが困難になる。

これらの効果を得る上で、当該広角ズームレンズは以下の条件式（２ａ）を満足することが好ましく、条件式（２ｂ）を満足することがより好ましい。

０．６＜｜Ｆ３／Ｆｔ｜＜４・・・（２ａ）
０．８＜｜Ｆ３／Ｆｔ｜＜３・・・（２ｂ）

１−３−３．条件式（３）
本件発明に係る広角ズームレンズにおいて、第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの像面側の面を非球面とすると共に、以下の条件式（３）を満足させることも好ましい。

条件式（３）は、第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの像面を非球面としたとき、その非球面の近軸曲率半径に対して、広角端における無限遠合焦時における最も像面側のレンズ面と像面との距離、すなわち広角端におけるバックフォーカスの比を規定した式である。条件式（３）を満足する場合、第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの屈折力が比較的強く、広角端における画角の一層の広角化を図ると共に、当該広角ズームレンズの小型化を図ることができる。

これに対して、条件式（３）の数値が下限値以下になると、良好な結像性能を維持させた上で、広角端における画角の広角化を図るには、この最も物体側に配置されるレンズの屈折力が小さすぎ、広角端における画角の広角化を図ると共に、第１レンズ群を構成するレンズの小型化を図ることが困難になる。一方、条件式（３）の数値が上限値以上になると、この最も物体側に配置されるレンズの屈折力が強くなりすぎるため、諸収差を補正が困難になる。これと同時に、レンズ面を非球面に加工することも困難となる。

これらの効果を得る上で、当該広角ズームレンズは以下の条件式（３ａ）を満足することが好ましく、条件式（３ｂ）を満足することがより好ましい。

２．３＜ＢＦｗ／Ｇ１Ｒ２＜４．５・・・（３ａ）
２．３＜ＢＦｗ／Ｇ１Ｒ２＜４．０・・・（３ｂ）

１−３−４．条件式（４）
本件発明に係る広角ズームレンズにおいて、上述したように、第１レンズ群を物体から順に、負の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから構成し、後群を物体側へ移動させて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う場合、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。

条件式（４）は、広角端におけるバックフォーカスに対する第１レンズ群の後群の焦点距離の比を規定した式である。第１レンズ群の後群をフォーカス群とすると共に、条件式（４）を満足する場合、後群の屈折力が適正な範囲内となり、無限遠物体から近距離物体まで、物体距離によらずフォーカス全域において優れた結像性能を維持することができる。これと同時に、フォーカシングの際の第１レンズ群の移動量を適正な範囲内とすることができ、光学全長の小型化を図ることができる。

これに対して、条件式（４）の数値が下限値以下になる場合、後群の屈折力が強くなりすぎ、フォーカシングの際の後群の移動量を小さくすることができるため、光学全長の小型化を図る上では有利である。しかしながら、後群の屈折力が強く、フォーカシングの際の収差変動が大きくなり、フォーカス全域において諸収差を良好に補正することが困難になる。一方、条件式（４）の数値が上限値以上になると、後群の屈折力が弱くなり過ぎ、フォーカシングの際の収差変動を抑制することはできるが、フォーカシングの際の後群の移動量が大きくなりすぎ、光学全長の小型化を図ることが困難になる。

２．撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記広角ズームレンズと、当該広角ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子とを備えたことを特徴とする。ここで、撮像素子等に特に限定はなく、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子等も用いることができ、本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。しかしながら、本件発明に係る広角ズームレンズのバックフォーカスは比較的長い。このため、本件発明に係る撮像装置は、特に、一眼レフカメラ等のバックフォーカスの比較的長い撮像装置であることが好ましい。

次に、実施例および比較例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に挙げる各実施例のズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置（光学装置）、特に、一眼レフカメラ等のバックフォーカスの比較的長い撮像装置に用いられる広角ズームレンズである。なお、レンズ断面図（図１、図６、図１１及び図１６）において、図面に向かって左方が物体側、右方が像側である。

（１）広角ズームレンズの構成
図１は、本件発明に係る実施例１の広角ズームレンズの構成を示すレンズ断面図である。当該広角ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する前群Ｇ１ａと、負の屈折力を有する後群Ｇ１ｂとから構成される。この第１レンズ群Ｇ１において、最も物体側に配置されるレンズは、像面側が凹面の負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面に加工されている。また、後群Ｇ１ｂはフォーカス群として用いられ、後群Ｇ１ｂを物体側へ移動させて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う。なお、前群Ｇ１ａ及び後群Ｇ１ｂの具体的なレンズ構成は図１に示すとおりである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に弱い正の屈折力を有する前群Ｇ２ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ２ｂとから構成され、この前群Ｇ２ａと後群Ｇ２ｂとの間に開口絞りＳが配置される。前群Ｇ２ａ及び後群Ｇ２ｂと開口絞りＳとは変倍時一体となって移動する。なお、前群Ｇ２ａ及び後群Ｇ２ｂの具体的なレンズ構成は図１に示すとおりである。。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に負レンズと正レンズとからなる接合レンズにより構成され、防振時、光軸に対して垂直方向に移動し、像を移動させる防振群としても用いられる。

第４レンズ群Ｇ４は正の屈折力を有し、その具体的なレンズ構成は図１に示すとおりである。

広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔を狭く、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を広く、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔を狭くするように、各レンズ群がそれぞれ物体側に移動する。

（２）数値実施例
次に、当該広角ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１に当該広角ズームレンズのレンズデータを示す。表１において、「面ＮＯ．」は物体側から数えたレンズ面の順番（面番号）、「ｒ」はレンズ面の曲率半径、「ｄ」はレンズ面の光軸上の間隔、「Ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、「ｖｄ」はｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、レンズ面が非球面である場合には、面番号の次に＊（アスタリスク）を付し、曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示している。

また、表２（２−１）は、表１に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の非球面係数及び円錐定数を示す。

z=ch²/[1+{1-(1+k)c²h²}^1/2]+A4h⁴+A6h⁶+A8h⁸+A10h¹⁰・・・
（但し、cは曲率（1/r）、hは光軸からの高さ、kは円錐係数、A4、A6、A8、A10・・・は、各次数の非球面係数とする。）

表２（２−２）において、「ｆ」は、広角端、中間焦点距離、望遠端における当該広角ズームレンズの焦点距離を示す。また、「Ｄ（ｉ）」（ｉ＝４，６，１６，１９）は、表１に示したレンズ面の光軸上の可変間隔であって、広角端、中間焦点距離、望遠端における無限遠合焦時の間隔である。これらの表中の長さの単位は全て「ｍｍ」であり、画角の単位は全て「°」である。また、各条件式（１）〜条件式（４）の数値を表９に示す。なお、これらの表に関する事項は実施例２〜実施例４で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。

また、以下に当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離及び望遠端におけるＦ値（ＦＮｏ．）、画角（２ω）をそれぞれ順に示す。

ＦＮＯ．＝３．６〜４．１〜４．６
２ω ＝１１１．７０〜８６．５９〜６２．０７

また、図２、図３及び図４に、それぞれ広角端、中間焦点距離及び望遠端における当該広角ズームレンズの無限遠合焦時の縦収差図を示す。それぞれの縦収差図は、図面に向かって左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差を表している。球面収差図において、縦軸はＦ値を示し、実線ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）の特性、波線ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）の特性、一点鎖線ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）の特性を示している。非点収差図において、縦軸は画角を表し、実線Ｓはｄ線におけるサジタル像面の特性、破線Ｔはｄ線におけるメリジオナル像面の特性を示している。また、歪曲収差において縦軸は画角を表し、ｄ線における特性を示している。

さらに、図５に当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離及び望遠端における横収差図である。広角端、中間焦点距離及び望遠端における各横収差図において、上段から順に、最大像高の１００％、９０％、７０％、５０％における横収差である。また各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はｄ線（ｄ−ｌｉｎｅ）、短破線はｇ線（ｇ−ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ−ｌｉｎｅ）の特性である。

これらの図に関する事項は実施例２〜実施例９で示す各図においても同様であるため、以下では説明を省略する。

（１）広角ズームレンズの構成
図６は、実施例２の広角ズームレンズの光学系の構成を示すレンズ断面図である。実施例２の広角ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する前群Ｇ１ａと、負の屈折力を有する後群Ｇ１ｂとから構成される。この第１レンズ群Ｇ１において、最も物体側に配置されるレンズは、像面側が凹面の負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面に加工されている。また、後群Ｇ１ｂはフォーカス群として用いられ、後群Ｇ１ｂを物体側へ移動させて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う。なお、前群Ｇ１ａ及び後群Ｇ１ｂの具体的なレンズ構成は図６に示すとおりである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に弱い正の屈折力を有する前群Ｇ２ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ２ｂとから構成され、この前群Ｇ２ａと後群Ｇ２ｂとの間に開口絞りＳが配置される。前群Ｇ２ａ及び後群Ｇ２ｂと開口絞りＳとは変倍時一体となって移動する。なお、前群Ｇ２ａ及び後群Ｇ２ｂの具体的なレンズ構成は図６に示すとおりである。

第４レンズ群Ｇ４は正の屈折力を有し、その具体的なレンズ構成は図６に示すとおりである。

（２）数値実施例
次に、当該広角ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表３は、当該広角ズームレンズのレンズデータである。表４（４−１）は、表３に示した非球面の非球面係数及び円錐定数であり、表４（４−２）は、当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端におけるそれぞれの焦点距離（ｆ）と、表３に示したレンズ面の光軸上の可変間隔である。また、下記に当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離及び望遠端におけるＦ値（ＦＮｏ．）、画角（２ω）をそれぞれ順に示す。また、各条件式（１）〜条件式（４）の数値を表９に示す。さらに、図７、図８及び図９にそれぞれ望遠端、中間焦点距離及び広角端における当該広角ズームレンズの無限遠合焦時の縦収差図を示し、図１０に当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離及び望遠端における横収差図を示す。

ＦＮＯ．＝３．６〜４．１〜４．６
２ω ＝１１６．７５〜９１．８７〜７７．３５

（１）広角ズームレンズの構成
図１１は、実施例３の広角ズームレンズの光学系の構成を示すレンズ断面図である。実施例３の広角ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する前群Ｇ１ａと、負の屈折力を有する後群Ｇ１ｂとから構成される。この第１レンズ群Ｇ１において、最も物体側に配置されるレンズは、像面側が凹面の負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面に加工されている。また、後群Ｇ１ｂはフォーカス群として用いられ、後群Ｇ１ｂを物体側へ移動させて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う。なお、前群Ｇ１ａ及び後群Ｇ１ｂの具体的なレンズ構成は図１１に示すとおりである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に弱い正の屈折力を有する前群Ｇ２ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ２ｂとから構成され、この前群Ｇ２ａと後群Ｇ２ｂとの間に開口絞りＳが配置される。前群Ｇ２ａ及び後群Ｇ２ｂと開口絞りＳとは変倍時一体となって移動する。なお、前群Ｇ２ａ及び後群Ｇ２ｂの具体的なレンズ構成は図１１に示すとおりである。

第４レンズ群Ｇ４は正の屈折力を有し、その具体的なレンズ構成は図１１に示すとおりである。

（２）数値実施例
次に、当該広角ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表５は、当該広角ズームレンズのレンズデータである。表６（６−１）は、表５に示した非球面の非球面係数及び円錐定数であり、表６（６−２）は、当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端におけるそれぞれの焦点距離（ｆ）と、表５に示したレンズ面の光軸上の可変間隔である。また、下記に当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離及び望遠端におけるＦ値（ＦＮｏ．）、画角（２ω）をそれぞれ順に示す。また、各条件式（１）〜条件式（４）の数値を表９に示す。さらに、図１２、図１３及び図１４にそれぞれ望遠端、中間焦点距離及び広角端における当該広角ズームレンズの無限遠合焦時の縦収差図を示し、図１５に当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離及び望遠端における横収差図を示す。

ＦＮＯ．＝３．６〜４．１〜４．６
２ω ＝１１６．７４４〜９１．５８２〜７７．１９５

（１）広角ズームレンズの構成
図１６は、実施例４の広角ズームレンズの光学系の構成を示すレンズ断面図である。実施例４の広角ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する前群Ｇ１ａと、負の屈折力を有する後群Ｇ１ｂとから構成される。この第１レンズ群Ｇ１において、最も物体側に配置されるレンズは、像面側が凹面の負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面に加工されている。また、後群Ｇ１ｂはフォーカス群として用いられ、後群Ｇ１ｂを物体側へ移動させて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う。なお、前群Ｇ１ａ及び後群Ｇ１ｂの具体的なレンズ構成は図１６に示すとおりである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に弱い正の屈折力を有する前群Ｇ２ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ２ｂとから構成され、この前群Ｇ２ａと後群Ｇ２ｂとの間に開口絞りＳが配置される。前群Ｇ２ａ及び後群Ｇ２ｂと開口絞りＳとは変倍時一体となって移動する。なお、前群Ｇ２ａ及び後群Ｇ２ｂの具体的なレンズ構成は図１６に示すとおりである。

第４レンズ群Ｇ４は正の屈折力を有し、その具体的なレンズ構成は図１６に示すとおりである。

（２）数値実施例
次に、当該広角ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表７は、当該広角ズームレンズのレンズデータである。表８（８−１）は、表７に示した非球面の非球面係数及び円錐定数であり、表８（８−２）は、当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端におけるそれぞれの焦点距離（ｆ）と、表７に示したレンズ面の光軸上の可変間隔である。また、下記に当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離及び望遠端におけるＦ値（ＦＮｏ．）、画角（２ω）をそれぞれ順に示す。また、各条件式（１）〜条件式（４）の数値を表９に示す。さらに、図１７、図１８及び図１９にそれぞれ望遠端、中間焦点距離及び広角端における当該広角ズームレンズの無限遠合焦時の縦収差図を示し、図２０に当該広角ズームレンズの広角端、中間焦点距離及び望遠端における横収差図を示す。

ＦＮＯ．＝３．６〜４．１〜４．６
２ω ＝１１６．７７４〜９１．９９２〜７７．５０７

各数値実施例における条件式（１）〜条件式（４）の数値及び各条件式の数値を得るために必要な数値を表９に示す。

Ｇ１・・・第１レンズ群
Ｇ１ａ・・・前群
Ｇ１ｂ・・・後群
Ｇ２・・・第２レンズ群
Ｇ２ａ・・・前群
Ｇ２ｂ・・・後群
Ｇ３・・・第３レンズ群
Ｇ４・・・第４レンズ群
Ｓ・・・開口絞り

Claims

物体から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、
各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする広角ズームレンズ。
３．１＜｜ＢＦｗ／Ｆ１｜＜５・・・（１）
但し、
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ＢＦｗ：広角端における無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面と像面との距離
である。
防振時に第３レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることにより像を移動させ、以下の条件式（２）を満足する請求項１に記載の広角ズームレンズ。
０．５＜｜Ｆ３／Ｆｔ｜＜５・・・（２）
但し、
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
Ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
である。
最も物体側に配置されるレンズの像面側の面は非球面であり、以下の条件式（３）を満足する請求項１又は請求項２に記載の広角ズームレンズ。
２．０＜ＢＦｗ／Ｇ１Ｒ２＜５．０・・・（３）
但し、
ＢＦｗ：広角端における無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面と像面との距離
Ｇ１Ｒ２：最も物体側に配置されるレンズの像面側の面の近軸曲率半径
である。
前記第１レンズ群は、物体から順に、負の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とからなり、
前記後群を物体側へ移動させて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行い、
以下の条件式（４）を満足する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の広角ズームレンズ。
０．２＜｜Ｆ１ｂ｜／ＢＦｗ＜０．８・・・（４）
但し、
Ｆ１ｂ：第１レンズ群の後群の焦点距離
ＢＦｗ：広角端における無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面と像面との距離
である。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の広角ズームレンズと、当該広角ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。