JP2019139173A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ネガティブリードのズームレンズにおいて、全ズーム範囲に渡り高い光学性能が得られ、広画角化で全系が小型軽量であるズームレンズを得ること。【解決手段】 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の後群から構成され、広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群と後群の間隔が小さくなるように、ズーミングに際して第１レンズ群が移動し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、第１レンズ群は物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、負レンズから構成され、第１レンズ群に含まれる負レンズのうち少なくとも１枚の負レンズは非球面を有し、正レンズの物体側のレンズ面は中心部に比べて周辺部で正の屈折力が強くなる非球面形状、正レンズの像側のレンズ面は中心部に比べて周辺部で負の屈折力が強くなる非球面形状であること。【選択図】 図１

Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えば電子スチルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のような撮像素子を用いた撮像装置の撮像光学系として好適なものである。

近年、撮像装置（カメラ）に用いる撮像光学系には広い画角を包含し、画面全体にわたり高い光学性能を有した小型のズームレンズであること等が求められている。全系が小型で、広画角化が比較的容易な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。

ネガティブリード型のズームレンズとして物体側より像側へ順に、負、正、正の屈折力の第１レンズ群乃至第３レンズ群からなり、隣り合うレンズ群の間隔を変化させてズーミングを行う広画角で小型のズームレンズが知られている（特許文献１）。

特許文献１では第１レンズ群又は第２レンズ群に非球面を用いて高い光学性能を得ることを開示している。

またネガティブリード型のズームレンズにおいて、物体側から像側へ順に、負、正の屈折力の第１レンズ群、第２レンズ群からなり、双方のレンズ群の間隔を変えてズーミングを行う広画角で小型のズームレンズが知られている（特許文献２、３）。

特許文献２、３では全系の軽量化を図るために、第１レンズ群にプラスチック材（樹脂）よりなるレンズを用いている。また特許文献２、３では第１レンズ群又は第２レンズ群の少なくとも一方に非球面を用いて高い光学性能を得ることを開示している。

特開２００２−１３９６７１号公報 特開２０１１−２４２５１６号公報 特開２００１−２１８０６号公報

ネガティブリード型のズームレンズにおいて、レンズ系全体の小型化及び軽量化を図りつつ、広角端（短焦点距離端）における撮像画角を大きく広げ広画角化を図るためには、各レンズ群の屈折力を強くすれば良い。しかしながら、各レンズ群の屈折力を強くして小型化、軽量化、そして広画角化を図ろうとすると、諸収差の発生が増大し、更にズーミングに際して諸収差の変動が大きくなって、全ズーム範囲で高い光学性能を得るのが困難になってくる。

また、ネガティブリード型のズームレンズの場合、最も物体側の第１レンズ群は広角端の軸外光束で決まる外径となるためレンズ群の重量が重くなる傾向にある。そのため、全系の軽量化には第１レンズ群の重量が最も影響が大きくなる。また、第１レンズ群では広角端での軸外光線が高いため、像面湾曲収差・非点収差・歪曲収差等の諸収差が多く発生してくる。

このためネガティブリード型のズームレンズにおいて、全系（ズームレンズ）の小型化を図りつつ、広画角でしかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、第１レンズ群のレンズ構成を適切に設定し、諸収差を良好に補正する必要がある。また非球面を用いて高い光学性能を得るには、非球面を施すレンズ面及び非球面量等を適切に設定することが重要になってくる。

本発明は、ネガティブリードのズームレンズにおいて、全ズーム範囲に渡り高い光学性能が得られ、広画角で全系が小型軽量であるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の後群から構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記後群の間隔が小さくなるように移動し、
前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、負レンズから構成され、前記第１レンズ群に含まれる負レンズのうち少なくとも１枚の負レンズは非球面を有し、前記正レンズの物体側のレンズ面は中心部に比べて周辺部で正の屈折力が強くなる非球面形状であり、前記正レンズの像側のレンズ面は中心部に比べて周辺部で負の屈折力が強くなる非球面形状であることを特徴としている。

本発明によれば、ネガティブリードのズームレンズにおいて、全ズーム範囲に渡り高い光学性能が得られ、広画角で全系が小型軽量であるズームレンズが得られる。

実施例１の広角端と望遠端におけるレンズ断面図 実施例１の広角端、望遠端における収差図 実施例２の広角端と望遠端におけるレンズ断面図 実施例２の広角端、望遠端における収差図 実施例３の広角端と望遠端におけるレンズ断面図 実施例３の広角端、望遠端における収差図 非球面形状の説明図 本発明の撮像装置の要部概略図

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説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の後群から構成されている。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群と後群の間隔が小さくなるように、ズーミングに際して第１レンズ群が移動する。

図１（Ａ）、（Ｂ）は実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、望遠端（長焦点距離端）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、望遠端における収差図である。実施例１はズーム比２．８６、撮像画角７２．５°〜２８．７２°、Ｆナンバー３．４４〜５．８８のズームレンズである。

図３（Ａ）、（Ｂ）は実施例２のズームレンズの広角端、望遠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２．８６、撮像画角７２．５°〜２８．７２°、Ｆナンバー３．４３〜５．８８のズームレンズである。

図５（Ａ）、（Ｂ）は実施例３のズームレンズの広角端、望遠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２．８６、撮像画角７２．４４°〜２８．７２°、Ｆナンバー３．４６〜５．８８のズームレンズである。

図７（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るレンズ面の非球面形状の説明図である。図８は本発明の撮像装置の要部概略図である。

各実施例のズームレンズはビデオカメラ、デジタルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（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は物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＬＲは１つ以上のレンズ群を含む後群である。

後群ＬＲは物体側から像側に順に配置された正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。ここでレンズ群とはズーミングに際して一体的に移動するレンズ要素であって、１つ以上のレンズを有していれば良い。

実施例１乃至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、ＬＲは後群であり、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成されている。実施例１乃至３は３群ズームレンズである。

レンズ断面図において、ＳＰは開口絞りであり、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に配置している。このような位置に開口絞りＳＰを配置することで、広角側において第１レンズ群Ｌ１と開口絞りＳＰの距離を近づけている。これによって広角側において軸外光線の光量を十分に確保した上、前玉有効径を小さくしている。

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センサ等の撮像素子（光電変換素子）が置かれる。

収差図のうち球面収差において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、２点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）を示している。非点収差図において点線のＭはｄ線のメリディオナル像面、実線のＳはｄ線のサジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角（撮像画角の半分の値）（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。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を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印に示すように隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動している。具体的には、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように第１レンズ群Ｌ１が像側へ凸状の軌跡を描いて移動している。第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３は、いずれも物体側へ双方の間隔（第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ面と第３レンズ群Ｌ３の最も物体側のレンズ面の間隔）が小さくなるように移動している。

開口絞りＳＰはズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と同じ軌跡で（一体的に）移動している。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。

各実施例のズームレンズは、カメラ（撮像装置）用の広角・標準型のズームレンズである。各実施例のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、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より構成されている。広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群が移動する。フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１が移動する。全系の小型・軽量化を図りつつ、長いバックフォーカスが要求される一眼レフ用のズームレンズとして好適なものである。

上述のレンズタイプのズームレンズでは、全系の小型化または軽量化を図るほど、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１のパワー（屈折力）が強くなり、広角端において像面湾曲が増加しやすい。このため、各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｌ１をガラスよりなる負レンズ、樹脂よりなる正レンズ、樹脂よりなる負レンズで構成して第１レンズ群Ｌ１を軽量化を図りつつ収差の増加を軽減している。

また第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズを配置している。広角端において軸外光束がレンズの高い位置を通過する箇所に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズを配置することで、広角端において像面湾曲を低減している。第１レンズ群Ｌ１の各レンズの材料を物体側より像側へ順に、ガラス、樹脂材料、樹脂材料の配置にすることで樹脂材料を直接触ることがないようにして、キズ等がついてしまうことを回避している。

また正レンズと負レンズに各々樹脂材料を用いることにより、温度変化（環境変化）による収差変動を軽減して、高い光学性能を維持している。

第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、負レンズから構成されている。第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズのうち少なくとも１枚の負レンズは非球面を有している。また第１レンズ群Ｌ１中の正レンズの物体側のレンズ面は中心部に比べて周辺部で正の屈折力が強くなる（負の屈折力が弱くなる）非球面形状である。また正レンズの像側のレンズ面は中心部に比べて周辺部で負の屈折力が強くなる（正の屈折力が弱くなる）非球面形状である。

これにより、広角端において像面湾曲を補正し、且つ第１レンズ群Ｌ１のレンズ群厚を小さくして小型化及び軽量化を図っている。

各実施例によれば、以上のように構成することによって、全系が小型、軽量で且つ温度変化時にも光学性能の変動が少ないズームレンズを得ている。

本発明において更に好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの物体側のレンズ面の光線有効径における非球面量をＡｒ１、正レンズの物体側のレンズ面の光線有効径をＥａ１、正レンズの材料の屈折率をＮｄｐとする。正レンズの像側のレンズ面の光線有効径における非球面量をＡｒ２、正レンズの像側のレンズ面の光線有効径をＥａ２とする。

正レンズの材料のアッベ数をνｄｐ、第１レンズ群Ｌ１に含まれる非球面を有する負レンズの材料のアッベ数をνｄｎとする。正レンズの焦点距離をｆｐ、第１レンズ群Ｌ１に含まれる非球面を有する負レンズの焦点距離をｆｎとする。正レンズの光軸上の厚みをＤＣ、正レンズのレンズ周辺部における光軸方向の厚みをＤＥとする。すなわち、厚みＤＥは、当該正レンズを通過する光線の最も高い通過高さにおける、正レンズの光軸方向の厚みである。

第１レンズ群Ｌ１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。第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置された負レンズはメニスカス形状であり、負レンズの材料の屈折率をＮＧ１とする。第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置された負レンズの焦点距離をｆＧ１とする。このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。

０．００４＜｜（Ａｒ１／Ｅａ１）×Ｎｄｐ｜＜０．１００ ・・・（１）
０．００４＜｜（Ａｒ２／Ｅａ２）×Ｎｄｐ｜＜０．１００ ・・・（２）
１５＜νｄｐ＜４０ ・・・（３）
５０＜νｄｎ＜７５ ・・・（４）
０．８＜｜ｆｐ／ｆｎ｜＜１．２ ・・・（５）
０．７＜ＤＥ／ＤＣ＜１．０ ・・・（６）
−１．８＜ｆ１／ｆｗ＜−１．２ ・・・（７）
１．４５＜ＮＧ１＜１．７０ ・・・（８）
−２．０＜ｆＧ１／ｆｗ＜−０．８ ・・・（９）

ここで、各実施例に係る非球面の非球面量について図７を用いて説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）は球面形状のレンズ面のサグ量と非球面形状のレンズ面のサグ量の説明図である。サグ量とはレンズ面頂点から光軸に対して立った垂直面から光軸からのある高さｈでのレンズ面の位置の光軸方向の距離をいう。図７（Ａ）、（Ｂ）においてレンズ面の曲率が「マイナス符号」となっているときサグ量は「マイナス」となる。非球面の非球面量Δは光軸からのある高さｈにおける近軸曲率における参照球面のサグ量をΔ球、非球面のサグ量をΔ非とする。

このとき非球面量Δは、
Δ＝Δ球−Δ非
である。図７（Ｂ）では非球面量Δの符号は負である。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は正レンズの物体側のレンズ面の非球面量に関し、条件式（２）は正レンズの像側のレンズ面の非球面量に関し、非球面を用いることにより良好なる光学性能を得るためのものである。

条件式（１）、（２）の上限を超えると、非球面を有する非球面形状は、非球面傾斜角の変化率が大き過ぎて非球面の成形が困難になる。条件式（１）、（２）の下限を超えると、球面量を有する非球面形状は、得られる非球面効果が小さくなるため、好ましくない。

条件式（３）、（４）は全系の小型、軽量化を図りつつ、高い光学性能を得るためのものである。条件式（３）、（４）を満足することで、第１レンズ群Ｌ１において色収差を良好に補正している。条件式（３）の上限を超えると、色消しが不十分となり、色収差の補正が困難となる。条件式（３）の下限を超えると、適切な樹脂材料が少なくなり、色収差の補正が困難となる。条件式（４）の上限を超えると、適切な樹脂材料が少なくなり、色収差の補正が困難となる。条件式（４）の下限を超えると、色消しが不十分となり、色収差の補正が困難となる。

条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１の非球面を有した正レンズの焦点距離ｆｐと非球面を有する負レンズの焦点距離ｆｎの比に関し、温度変化時に光学性能を維持するためのものである。

一般には線膨張係数・屈折率温度敏感度が高いもの同士を略同じ屈折力で配置することが理想である。条件式（５）を満足することで、樹脂材料を用いたレンズの温度変化による収差変動を低減している。条件式（５）の上限を超えると、正レンズの温度変化による収差変動が大きくなり、負レンズとの収差変動の補正が難しくなる。条件式（５）の下限を超えると、負レンズの温度変化による収差変動が大きくなり、正レンズとの収差変動の補正が難しくなる。

条件式（６）は第１レンズ群Ｌ１の非球面を有した正レンズの中心肉厚ＤＣと、レンズ周辺部の肉厚ＤＥの比に関する。

一般に樹脂材料のレンズは温度変化による収差の変化も大きく、また吸湿変化に収差の変化も大きい。条件式（６）を満足することで、樹脂材料を用いたレンズの吸湿変化による収差変動を低減している。条件式（６）の上限を超えると、正レンズの屈折力が弱くなり、小型化または軽量化が困難になる。条件式（６）の下限を超えると、正レンズの吸湿変化による収差変動が大きくなり、光学性能が劣化する。

条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定するものである。条件式（７）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が弱くなると（負の屈折力の絶対値が小さくなると）、全系の広角化が困難になる。条件式（７）の上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が強くなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）、樹脂材料よりなる負レンズの負のパワーが強くなってしまい、色収差や温度変化時の収差を補正することが困難になる。

条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に位置するメニスカス形状の負レンズの材料の屈折率を規定するものである。一般的に低比重の硝材は屈折率が低い傾向にあり、また第１レンズ群Ｌ１内の最も物体側に位置する負レンズは単品の重量が最も重くなるため軽量化への影響度が大きい。条件式（８）の上限を超えると第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズの比重が重くなり軽量化が難しくなる。また、条件式（８）の下限を超えて低屈折率になると像面湾曲や歪曲収差を補正することが困難になる。

条件式（９）は、第１レンズ群Ｌ１内の最も物体側に配置された負レンズの焦点距離を規定するものである。条件式（９）の上限値又は下限値を超えると樹脂材料よりなる正レンズと負レンズの屈折力の差が大きくなってしまい、温度変化に対してピントや収差の変動が大きくなってしまう。

更に好ましくは条件式（１）乃至（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．００４５＜｜（Ａｒ１／Ｅａ１）×Ｎｄｐ｜＜０．０８００ ・・・（１ａ）
０．００５＜｜（Ａｒ２／Ｅａ２）×Ｎｄｐ｜＜０．０８０ ・・・（２ａ）
２０＜νｄｐ＜３５ ・・・（３ａ）
５２＜νｄｎ＜７０ ・・・（４ａ）
０．８５＜｜ｆｐ／ｆｎ｜＜１．１０ ・・・（５ａ）
０．７１＜ＤＥ／ＤＣ＜０．９０ ・・・（６ａ）
−１．７９＜ｆ１／ｆｗ＜−１．３０ ・・・（７ａ）
１．５０＜ＮＧ１＜１．６８ ・・・（８ａ）
−１．８０＜ｆＧ１／ｆｗ＜−１．００ ・・・（９ａ）

更に好ましくは条件式（１ａ）乃至（９ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．００４８＜｜（Ａｒ１／Ｅａ１）×Ｎｄｐ｜＜０．０５００ ・・・（１ｂ）
０．０１０＜｜（Ａｒ２／Ｅａ２）×Ｎｄｐ｜＜０．０６０ ・・・（２ｂ）
２５＜νｄｐ＜３０ ・・・（３ｂ）
５４＜νｄｎ＜６５ ・・・（４ｂ）
０．８７＜｜ｆｐ／ｆｎ｜＜１．０８ ・・・（５ｂ）
０．７１＜ＤＥ／ＤＣ＜０．８０ ・・・（６ｂ）
−１．７９＜ｆ１／ｆｗ＜−１．４５ ・・・（７ｂ）
１．５１＜ＮＧ１＜１．６７ ・・・（８ｂ）
−１．７０＜ｆＧ１／ｆｗ＜−１．２０ ・・・（９ｂ）

各実施例において、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置された負レンズの材料はガラスであり、正レンズの材料は樹脂であり、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置された負レンズの材料は樹脂である。また、後群ＬＲは物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成される。そして広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さくなる。

また各実施例において、広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が小さくなるように移動することが好ましい。上述のようにすることで、望遠端における軸外光束が低くなり、像面湾曲を低減することができ、画面周辺まで良好な光学性能を得ることが容易になる。

第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に開口絞りＳＰを有することが望ましい。開口絞りＳＰの位置が物体側よりになると、レンズ全長が長くなり、小型化するのに困難となる。また、開口絞りＳＰの位置が像側よりなると、第３レンズ群Ｌ３の最も像側のレンズに通過する軸外光束が低くなり、広角端において像面湾曲を低減することが困難となる。また各実施例において、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Ｌ１は像側に凸形状となる軌跡となって移動することが好ましい。上述のようにすることで、レンズ全長を小さくすることが容易となる。

各実施例によれば、以上のようにレンズ構成を特定することによって、全系が小型、軽量で高い光学性能を有したズームレンズが得られる。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例に基づいて説明する。
［実施例１］
実施例１のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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からなる。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＧ１、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ２、両レンズ面が凹面の負レンズＧ３から構成されている。また、正レンズＧ２と負レンズＧ３は樹脂材料で構成されている。

第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ４、メニスカス形状の負レンズＧ５から構成されている。第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ６、両凸形状の正レンズＧ７、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＧ８から構成されている。

また、正レンズＧ６は樹脂材料で構成されている。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は往復するように動き、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動する。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭まるように移動する。また、無限から至近へのフォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１が光軸上を物体側へ動く。

［実施例２］
実施例２はレンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号、ズーミングに際しての移動条件、フォーカシングに際してのレンズ群の移動条件等は実施例１と同じである。また各レンズ群のレンズ構成は実施例１と同じである。

［実施例３］
実施例３はレンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号、ズーミングに際しての移動条件、フォーカシングに際してのレンズ群の移動条件等は実施例１と同じである。また各レンズ群のレンズ構成は実施例１と同じである。

次に、本発明のズームレンズを用いた一眼レフカメラシステム（撮像装置）の実施例を、図８を用いて説明する。

図８において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明によるズームレンズを搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を受光する撮像素子などの記録手段である。１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１で形成された被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。

ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ等の交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置を実現している。

また、撮像装置は、クイックリターンミラー１４等を有さないミラ−レスの一眼レフカメラでも良いし、レンズ交換式ではない構成のものでも良い。

以下、実施例１乃至３に対応するズームレンズの具体的な数値データを示す。ｉは物体から数えた順序を示す。面番号ｉは物体側から順に数えている。ｒは曲率半径、ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面間隔である。ｉ番目の面のｎｄとνｄはそれぞれｄ線に対する第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の材料の屈折率、アッベ数を表す。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から近軸像面までの空気換算長である。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。

また、非球面は面番号の後に、＊の符号を付加して表している。非球面形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各次数の非球面係数とするとき、
ｘ＝（ｈ²／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）²｝^1/2 ＋Ａ４×ｈ⁴＋Ａ６×ｈ⁶＋Ａ８×ｈ⁸ ＋Ａ１０×ｈ¹⁰＋Ａ１２×ｈ¹²
で表す。なお、各非球面係数における「ｅ−Ｘ」は「×１０^−Ｘ」を意味している。前述の各条件式に関係した数値を表１に示す。

また表２に条件式（５）に関して各実施例で用いた材料の屈折率温度敏感度と線膨張係数を示す。表２において「e−Ｘ」は「×１０^-Ｘ」を意味している。表２においてS-BSL7は株式会社オハラ社製の硝材である。ZEONEXは日本ゼオン株式会社製の樹脂材である。PMMAは三菱レイヨン株式会社製、又は旭化成株式会社製の樹脂材である。PCは帝人化成株式会社製、又は三菱ガス化学株式会社製の樹脂材である。OKP4は大阪ガスケミカル株式会社製の樹脂材である。

（数値データ１）
面データ
面番号 r d nd νd
1 60.476 1.50 1.60311 60.6
2 12.523 9.20
3* -41.978 5.00 1.60700 27.0
4* -21.108 0.80
5* -57.544 2.00 1.52996 55.8
6* 102.663 (可変)
7(絞り) ∞ 1.11
8 20.352 6.29 1.49700 81.5
9 -26.777 1.49
10 -22.430 1.00 1.83481 42.7
11 -97.194 (可変)
12* 21.685 1.30 1.52996 55.8
13* 20.054 0.49
14 23.977 5.29 1.48749 70.2
15 -19.659 1.00
16 41.761 1.00 1.83481 42.7
17 17.156 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.60320e-005 A 6=-4.46022e-007 A 8= 1.13816e-009 A10= 1.75085e-011 A12=-1.10666e-013

第4面
K =-2.42166e+000 A 4= 6.54553e-005 A 6=-1.07133e-006 A 8= 8.96845e-009 A10=-3.85514e-012 A12=-1.38583e-013

第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.37456e-004 A 6= 9.29267e-007 A 8= 4.40657e-009 A10=-1.87744e-011

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.01576e-004 A 6= 2.06803e-006 A 8=-1.14133e-008 A10= 3.73564e-011

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.23003e-005 A 6=-2.19087e-006 A 8= 9.04532e-009 A10= 4.24133e-011 A12=-2.18518e-013

第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.08286e-005 A 6=-2.44648e-006 A 8= 1.50883e-008 A10= 9.55128e-012 A12=-1.57125e-013

各種データ
ズーム比 2.86
広角 中間 望遠
焦点距離 18.63 36.10 53.34
Fナンバー 3.44 4.64 5.88
半画角（度） 36.25 20.73 14.36
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 116.80 109.88 120.03
BF 37.59 57.78 77.03

d 6 33.59 9.82 1.99
d11 8.15 4.82 3.55
d17 37.59 57.78 77.03

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -28.07
2 7 58.52
3 12 56.56

（数値データ２）
面データ
面番号 r d nd νd
1 50.548 1.50 1.65160 58.5
2 12.477 9.05
3* -46.845 5.00 1.60700 27.0
4* -21.421 0.79
5* -40.813 2.00 1.52996 55.8
6* 298.244 (可変)
7(絞り) ∞ 1.11
8 20.671 6.14 1.49700 81.5
9 -30.475 2.26
10 -22.730 1.00 1.80440 39.6
11 -90.478 (可変)
12* 22.016 1.30 1.52996 55.8
13* 20.771 0.50
14 27.744 5.17 1.48749 70.2
15 -18.928 1.00
16 38.662 1.00 1.83481 42.7
17 17.305 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.65567e-005 A 6=-4.37822e-007 A 8= 1.10543e-009 A10= 1.27807e-011 A12=-9.26657e-014

第4面
K =-2.42166e+000 A 4= 6.82114e-005 A 6=-1.23813e-006 A 8= 1.12047e-008 A10=-2.08885e-011 A12=-9.42278e-014

第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.99681e-005 A 6= 4.13937e-007 A 8= 8.09362e-009 A10=-2.96191e-011

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.54075e-004 A 6= 1.64205e-006 A 8=-8.88156e-009 A10= 3.15663e-011

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.36012e-005 A 6=-2.05419e-006 A 8= 7.45924e-009 A10= 7.32020e-011 A12=-3.99665e-013

第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.26251e-005 A 6=-2.30772e-006 A 8= 1.47145e-008 A10= 2.79609e-011 A12=-3.05181e-013

各種データ
ズーム比 2.86
広角 中間 望遠
焦点距離 18.63 36.10 53.34
Fナンバー 3.43 4.64 5.88
半画角（度） 36.25 20.73 14.36
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 116.60 109.91 120.24
BF 37.75 58.06 77.44

d 6 33.55 9.81 1.99
d11 7.49 4.23 3.00
d17 37.75 58.06 77.44

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -27.96
2 7 58.38
3 12 55.26

（数値データ３）
面データ
面番号 r d nd νd
1 76.540 1.50 1.51633 64.1
2 12.899 10.54
3* -34.734 5.00 1.60700 27.0
4* -20.306 0.81
5* -65.979 2.00 1.52996 55.8
6* 77.730 (可変)
7(絞り) ∞ 1.11
8 20.020 6.26 1.49700 81.5
9 -26.534 1.26
10 -22.751 1.00 1.83481 42.7
11 -113.640 (可変)
12* 23.110 1.30 1.52996 55.8
13* 25.822 0.49
14 26.765 5.09 1.48749 70.2
15 -19.107 1.00
16 48.614 1.00 1.81554 44.4
17 16.533 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.21560e-005 A 6=-4.17357e-007 A 8= 1.01190e-009 A10= 1.30507e-011 A12=-6.72683e-014

第4面
K =-2.42166e+000 A 4= 4.87662e-005 A 6=-5.73306e-007 A 8= 3.34786e-009 A10= 1.71571e-011 A12=-1.29213e-013

第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.92820e-004 A 6= 1.76052e-006 A 8=-3.42730e-009 A10= 2.84823e-012

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.31733e-004 A 6= 2.40776e-006 A 8=-1.30954e-008 A10= 3.48895e-011

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.79582e-005 A 6=-2.53460e-006 A 8= 8.53078e-009 A10=-2.56192e-011 A12= 5.12733e-013

第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.52606e-005 A 6=-2.69637e-006 A 8= 1.17783e-008 A10=-1.42786e-011 A12= 3.66113e-013

各種データ
ズーム比 2.86
広角 中間 望遠
焦点距離 18.65 36.10 53.34
Fナンバー 3.46 4.65 5.88
半画角（度） 36.22 20.73 14.36
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 118.63 109.33 118.06
BF 36.99 56.34 74.72

d 6 35.24 10.22 1.99
d11 8.05 4.42 3.00
d17 36.99 56.34 74.72

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -29.43
2 7 59.52
3 12 57.94

Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
ＬＲ 後群

Claims (14)

1. 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、１つ以上のレンズ群を含む全体として正の屈折力の後群から構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
   前記第１レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記後群の間隔が小さくなるように移動し、
   前記第１レンズ群は物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、負レンズから構成され、前記第１レンズ群に含まれる負レンズのうち少なくとも１枚の負レンズは非球面を有し、前記正レンズの物体側のレンズ面は中心部に比べて周辺部で正の屈折力が強くなる非球面形状であり、前記正レンズの像側のレンズ面は中心部に比べて周辺部で負の屈折力が強くなる非球面形状であることを特徴とするズームレンズ。
2. 前記正レンズの物体側のレンズ面の光線有効径における非球面量をＡｒ１、前記正レンズの物体側のレンズ面の光線有効径をＥａ１、前記正レンズの材料の屈折率をＮｄｐ、前記正レンズの像側のレンズ面の光線有効径における非球面量をＡｒ２、前記正レンズの像側のレンズ面の光線有効径をＥａ２とするとき、
   ０．００４＜｜（Ａｒ１／Ｅａ１）×Ｎｄｐ｜＜０．１００
   ０．００４＜｜（Ａｒ２／Ｅａ２）×Ｎｄｐ｜＜０．１００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記正レンズの材料のアッベ数をνｄｐ、前記第１レンズ群に含まれる非球面を有する負レンズの材料のアッベ数をνｄｎとするとき、
   １５＜νｄｐ＜４０
   ５０＜νｄｎ＜７５
   なる条件式を満足する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. 前記正レンズの焦点距離をｆｐ、前記第１レンズ群に含まれる非球面を有する負レンズの焦点距離をｆｎとするとき、
   ０．８＜｜ｆｐ／ｆｎ｜＜１．２
   なる条件式を満足す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. 前記正レンズの光軸上の厚みをＤＣ、前記正レンズのレンズ周辺部における光軸方向の厚みをＤＥとするとき、
   ０．７＜ＤＥ／ＤＣ＜１．０
   なる条件式を満足する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、
   −１．８＜ｆ１／ｆｗ＜−１．２
   なる条件式を満足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レンズ群の最も物体側に配置された負レンズはメニスカス形状であり、該負レンズの材料の屈折率をＮＧ１とするとき、
   １．４５＜ＮＧ１＜１．７０
   なる条件式を満足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レンズ群の最も物体側に配置された負レンズはメニスカス形状であり、該負レンズの焦点距離をｆＧ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   −２．０＜ｆＧ１／ｆｗ＜−０．８
   なる条件式を満足する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. 前記後群は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が小さいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 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、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなるように移動することを特徴とする請求項９に記載のズームレンズ。
11. 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に開口絞りを有することを特徴とする請求項９または１０に記載のズームレンズ。
12. 広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第１レンズ群は像側に凸形状となる軌跡で移動することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
13. 前記第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの材料はガラスであり、前記正レンズの材料は樹脂であり、前記第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの材料は樹脂であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズと該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有していることを特徴とする撮像装置。