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JP2014092728A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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JP2014092728A JP2012244232A JP2012244232A JP2014092728A JP 2014092728 A JP2014092728 A JP 2014092728A JP 2012244232 A JP2012244232 A JP 2012244232A JP 2012244232 A JP2012244232 A JP 2012244232A JP 2014092728 A JP2014092728 A JP 2014092728A
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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】 物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群と、１以上のレンズ群から成る全体として正の屈折力の後群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群と後群の間隔が減少するようにレンズ群が移動するズームレンズであって、第１レンズ群は、負の非球面量を有する非球面レンズＡｎと、非球面レンズＡｎの物体側に、１以上の非球面レンズを有し、非球面レンズＡｎの物体側に配置される物体側から数えた第ｉ番目の第ｉ非球面レンズの非球面量Ａｓｐｉ、材料の屈折率Ｎｄｉ、第１レンズ群のブロック長ＢＬＤ１、総和Σを各々適切に設定したこと。
【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像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、等の撮像装置に用いる撮像光学系としては、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。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）。また単焦点の撮像光学系が知られている（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、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広画角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る。しかしながらそうすると、樽型の歪曲が大きく発生してくる。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、歪曲を補正しつつ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。
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、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群と、１以上のレンズ群から成る全体として正の屈折力の後群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群と前記後群の間隔が減少するようにレンズ群が移動するズームレンズであって、前記第１レンズ群は、負の非球面量を有する非球面レンズＡｎと、該非球面レンズＡｎの物体側に、１以上の非球面レンズを有し、前記非球面レンズＡｎの物体側に配置される、物体側から数えた第ｉ番目の第ｉ非球面レンズの非球面量をＡｓｐｉ、前記非球面レンズＡｎの物体側に配置される、物体側から数えた第ｉ番目の第ｉ非球面レンズの材料の屈折率をＮｄｉ、前記第１レンズ群のブロック長をＢＬＤ１、Σを総和と表わすとき、
０．０６０＜ΣＡｓｐｉ×Ｎｄｉ／ＢＬＤ１＜０．２００
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 本発明における実施例７のズームレンズの断面図 （Ａ）（Ｂ）本発明における実施例７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レンズ群と後群の間隔が小さくなるようにレンズ群が移動する。そして第１レンズ群は、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は本発明の実施例７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１４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例７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７はズーム比１．９９、開口比４．１０のズームレンズである。図１５は非球面量の説明図である。図１６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ｇ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ｇ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、図１３の実施例１、４乃至７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７において後群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７のズームレンズでは、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は双方の間隔を減少しつつ物体側へ移動する。具体的に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において後群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。
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（減少し）なるようにしている。また、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が大きくなる（増大する）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。
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１５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１５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。
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（負の歪曲）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を増加させてしまうため、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いる。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い。
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。
本発明のズームレンズでは、非点収差を補正するために負の非球面量を有する非球面レンズＡｎと非球面レンズＡｎの物体側に正の非球面量を持つ非球面レンズを１以上配置している。本発明者はそれらが持つ正の非球面量の総和を適切に設定することで、歪曲収差の補正と非点収差の補正を良好に補正することができることを見出した。また、ネガティブリード型の光学系では、広角端から望遠端におけるズーミングにおいて第１レンズ群Ｌ１内での軸外主光線の入射高ｈａが低くなる。
本発明者はこのとき、正の非球面量を有する非球面レンズでの歪曲収差の補正効果と、負の非球面量の非球面レンズでの非点収差の補正効果が共に小さくなっていくため、歪曲収差と非点収差をバランス良く補正することができることを見出した。
具体的に本発明では、以下の構成を取ることで、広角端における撮影画角１００度を超え、かつズーム比１．５倍を超える広画角でありながら、ズーム全域で歪曲収差の少ない高い光学性能を有するズームレンズを達成している。
本発明のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、１以上のレンズ群から成る全体として正の屈折力の後群ＬＲ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、第１レンズ群Ｌ１と後群ＬＲのレンズ群の間隔が減少するようにレンズ群が移動する。
本発明は所謂ネガティブリード型の広画角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１００度を超える広画角のズームレンズには適していない。
次に、第１レンズ群Ｌ１は、負の非球面量の非球面レンズを有しており、これにより周辺像高での非点収差を効果的に補正している。また、第１レンズ群Ｌ１が有する負の近軸パワーや、負の非球面量を持つ非球面レンズＡｎの非球面成分により樽型（負）の歪曲が発生する。このときの負の歪曲を負の非球面量の非球面レンズＡｎより物体側の、軸外主光線高の入射高ｈａが高い位置に、１以上の非球面レンズを配置し、それらの非球面量が次の条件式（１）を満たす形状にしている。
非球面レンズＡｎの物体側に配置される、物体側から数えた第ｉ番目の第ｉ非球面レンズの非球面量をＡｓｐｉとする。非球面レンズＡｎの物体側に配置される、物体側から数えた第ｉ番目の第ｉ非球面レンズの材料の屈折率をＮｄｉとする。第１レンズ群Ｌ１のブロック長をＢＬＤ１とする。Σを総和と表わす。このとき、
０．０６０＜ΣＡｓｐｉ×Ｎｄｉ／ＢＬＤ１＜０．２００ ・・・（１）
なる条件式を満たしている。
ここでブロック長とは最も物体側のレンズ面から最も物体側のレンズ面までの長さである。第ｉ非球面レンズの非球面量Ａｓｐｉとは第ｉ非球面レンズの物体側の非球面量と像側の非球面量との合計である。
条件式（１）は、負の非球面量の非球面レンズＡｎより物体側に配置される非球面レンズの全てにおける、非球面量の総和を規定している。条件式（１）の下限を逸脱すると、正の非球面量が不十分となり、歪曲を良好に補正するのが困難になる。条件式（１）の上限を逸脱すると、正の非球面量が過剰になり、ズーミングにより軸外主光線の入射高ｈａが変化した時に、非球面効果が変動し過ぎる。このため、全ズーム領域において良好な光学性能を得ることが困難になってくる。より好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．０７０＜ΣＡｓｐｉ×Ｎｄｉ／ＢＬＤ１＜０．１５０・・・（１ａ）
以上の如く各要素を設定することにより、広角端において全画角１００度を超え、かつズーム比１．５を超え、全ズーム領域で歪曲を軽減した広画角のズームレンズが容易に得られる。
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。非球面レンズＡｎの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の非球面量を各々Ａｎ１，Ａｎ２とする。非球面レンズＡｎの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の光線有効径を各々Ｅｎ１、Ｅｎ２とする。非球面レンズＡｎの材料の屈折率をＮｄｎとする。第ｉ非球面レンズと、非球面レンズＡｎの面頂点間隔をＤｉとする。最も物体側のレンズの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の非球面量を各々Ａｒ１、Ａｒ２とする。最も物体側のレンズの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の光線有効径を各々Ｅｒ１、Ｅｒ２とする。
最も物体側のレンズの材料の屈折率をＮｄｒとする。非球面レンズＡｎの像側のレンズ面が球面の場合は曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲｎ２とする。最も物体側のレンズの物体側のレンズ面が球面の場合は曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲｒ１とする。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。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
−０．０８０＜（Ａｎ１／Ｅｎ１＋Ａｎ２／Ｅｎ２）×Ｎｄｎ＜−０．００２…（２）
０．２０＜｛Σ（Ｄｉ×Ａｓｐｉ）／ΣＡｓｐｉ｝／ＢＬＤ１＜０．８０ …（３）
０．０１０＜（Ａｒ１／Ｅｒ１＋Ａｒ２／Ｅｒ２）×Ｎｄｒ＜０．１５０ …（４）
０．３＜Ｒｎ２／ＢＬＤ１＜０．８ …（５）
０．５０＜Ｒｒ１／ＢＬＤ１＜２．５０ …（６）
１．０＜−ｆ１／ｆｗ＜２．５ …（７）
ここでΣは各パラメータでの値の合計を表わす。
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）は負の非球面量を持つ非球面レンズＡｎの非球面量を規定する。条件式（２）の上限値を逸脱すると、負の非球面量が小さ過ぎて、非点収差の補正が困難になる。また、条件式（２）の下限値を逸脱すると、負の非球面量が大き過ぎて、樽型の歪曲（負の歪曲）が大きくなってくる。更にズーミングに際して軸外主光線の入射高ｈａが変化した際、非球面効果が大きく変動してしまい、全ズーム領域で高い光学性能を得るのが困難になってくる。
より好ましくは条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−０．０５０＜（Ａｎ１／Ｅｎ１＋Ａｎ２／Ｅｎ２）×Ｎｄｎ＜−０．００３…（２ａ）
条件式（３）は、負の非球面量を持つ非球面レンズＡｎから、正の非球面量を持つ第ｉ非球面レンズまでの距離を各非球面量で重み付け平均を取ったものを規定している。
条件式（３）の値が大きいほど、正の非球面効果を得る位置が、負の非球面量を持つ非球面から物体側に離れた位置になることを意味する。条件式（３）の下限値を逸脱すると、正の非球面効果を得る位置が、負の非球面量を持つ非球面レンズに近くなり、負の非球面効果に対し、正の非球面効果が小さくなり、歪曲の補正が困難になる。条件式（３）の上限値を逸脱すると、逆に正の非球面効果に対して負の非球面効果が小さくなってしまい、非点収差の補正が困難になる。
より好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．２５＜｛Σ（Ｄｉ×Ａｓｐｉ）／ΣＡｓｐｉ｝／ＢＬＤ１＜０．６０ …（３ａ）
条件式（４）は、軸外主光線の入射高ｈａが大きく歪曲を効率的に補正できる、最も物体側のレンズに正の非球面効果を持たせたときの非球面量を規定している。
条件式（４）の上限値を逸脱すると、正の非球面量が大き過ぎて、ズーミングに際して軸外主光線の入射高ｈａが変動したとき、歪曲と非点収差をバランス良く補正するのが困難となり、全ズーム領域で高い光学性能を得ることが困難になってくる。また、条件式（４）の下限値を逸脱すると、歪曲を最も効果的に補正できる物体側のレンズにおける非球面量が小さくなるため、歪曲の補正が非効率的になってくる。より好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．０２５＜（Ａｒ１／Ｅｒ１＋Ａｒ２／Ｅｒ２）×Ｎｄｒ＜０．１００ …（４ａ）
各実施例のズームレンズにおいて、負の非球面量を有する非球面レンズＡｎは、像側のレンズ面が凹形状の負レンズであると良い。
それにより、その近軸成分により発散性のパワーを得ると共に、非点収差を効果的に補正するのが容易になる。具体的に、条件式（５）を満たすと良い。条件式（５）は負の非球面量を有する非球面レンズＡｎの像側のレンズ面が、球面の場合は曲率半径、非球面の場合は参照球面半径を規定している。条件式（５）の上限を逸脱すると、像側のレンズ面での発散性のパワーが弱くなり広画角化が困難になるとともに、非点収差の補正が困難になる。条件式（５）の下限を逸脱すると、像側のレンズ面での発散性のパワーが強くなり過ぎ、歪曲が増大してくる。
より好ましくは条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．３５＜Ｒｎ２／ＢＬＤ１＜０．６５ …（５ａ）
条件式（６）は最も物体側のレンズ面が球面の場合は曲率半径、非球面の場合は参照球面半径を規定している。
条件式（６）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に通し、樽型の歪曲の発生を極力抑えるためのものである。条件式（６）の上限を逸脱すると、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る。この結果、樽型の歪曲が大きくなってきて、正の非球面量の非球面での歪曲の補正が困難になってくる。条件式（６）の下限を逸脱すると、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、レンズ加工が困難になってくる。
より好ましくは条件式（６）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．７０＜Ｒｒ１／ＢＬＤ１＜１．８０ …（６ａ）
条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１の負のパワーを適切にすることで、全系の小型化と歪曲を軽減するためのものである。
条件式（７）の上限値を逸脱すると、第１レンズ群Ｌ１の負のパワーが弱くなり過ぎ、全系が大型化してくる。条件式（７）の下限値を逸脱すると、第１レンズ群Ｌ１の負のパワーが強くなり過ぎ、樽型の歪曲が大きくなってくる。より好ましくは条件式（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．４０＜−ｆ１／ｆｗ＜２．００ …（７ａ）
各実施例のズームレンズは、負の非球面量を持つ非球面レンズＡｎより物体側に、２以上の正の非球面を持つ非球面レンズを含むと良い。
それにより、全体として正の非球面効果を大きく得ながらも、各レンズ面に非球面量を分散することができ、ズーミングに際して軸外主光線の入射高ｈａが変化したときの、非球面効果の変動を小さくすることが容易となる。各実施例のズームレンズにおいて、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つのメニスカス形状の負レンズを有するのが良い。
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が低い像側の凹形状のレンズ面で発散性のパワーを得て、入射高ｈａが高い物体側の凸形状のレンズ面で歪曲を効果的に補正するのが容易になる。
更に、メニスカス形状の負レンズを最も物体側より像側へ３つ連ねることにより、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するのが容易になる。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変倍で変化する面までを言う。
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。実施例１は広角端の全画角（撮影画角）が１２５度で、ズーム比２．１の３群ズームレンズである。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と第２レンズ群Ｌ２の間隔を狭め、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を広げるように各レンズ群が移動している。
第２レンズ群Ｌ２を像側に移動することで、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。第１レンズ群Ｌ１は、物体側より像側へ順に、メニスカス形状の負レンズを３枚、両凹形状の負レンズを２枚、両凸形状の正レンズを１枚配置している。それにより発散性のパワー（負の屈折力）を複数の負レンズに分散し、樽型の歪曲（負の歪曲）を急激に発生させることなく、広画角化を達成している。
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の発生を抑えるレンズ形状にしている。
次に、物体側から３番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Ａｎであり、主に非点収差を補正している。非球面レンズＡｎは、像側のレンズ面が像側に凹面を向けた形状でかつ、条件式（５）を満たしており、発散性のパワーを得つつ非点収差の補正を効果的に行っている。また、非球面レンズＡｎは、条件式（２）を満たしており、非点収差を効果的に補正し、かつズーミングに際しての非球面効果が変動し過ぎない非球面量となっている。
次に、最も物体側のメニスカス形状の負レンズは正の非球面量を有する第１非球面レンズＡｐ１であり、２番目のメニスカス形状の負レンズは、正の非球面量を有する第２非球面レンズＡｐ２である。第１、第２非球面レンズＡｐ１、Ａｐ２の非球面量や屈折率が条件式（１）を満たすことで、歪曲の補正を効果的に行っている。
更に、非球面レンズＡｎに対する第１非球面レンズＡｐ１と第２非球面レンズＡｐ２の光軸上の間隔は、条件式（３）を満たしている。それにより第１非球面レンズＡｐ１と第２非球面レンズＡｐ２で歪曲の補正と非球面レンズＡｎで非点収差の補正を効果的に行っており、広画角でありながら歪曲が小さく、高性能を達成している。また、第１非球面レンズＡｐ１については、条件式（４）を満たしており、最も物体側のレンズで歪曲を効果的に補正し、かつズーミングでの非球面効果の激しい変動を抑える非球面量となっている。
また、第１非球面レンズＡｐ１の物体側のレンズ面は、条件式（６）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、近軸成分での歪曲の発生を抑制している。また、第１レンズ群Ｌ１のパワーは条件式（７）を満たしており、これにより全系の小型化と歪曲を低減している。
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、実施例２は広角端の全画角が１２５度で、ズーム比２．１の２群ズームレンズである。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と第２レンズ群Ｌ２の間隔を狭めるように各レンズ群が移動している。第２レンズ群Ｌ２内の正の屈折力の部分群Ｌ２Ｆを像側に移動することで、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。
第１レンズ群Ｌ１は、物体側より像側へ順に、メニスカス形状の負レンズを３枚、両凹形状の負レンズを２枚、両凸形状の正レンズを１枚配置している。物体側から３番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Ａｎである。また、最も物体側のメニスカス形状の負レンズは両レンズ面に正の非球面量を有する第１非球面レンズＡｐ１で、２番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第２非球面レンズＡｐ２である。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。実施例３は広角端の全画角が１２５度で、ズーム比２．１の４群ズームレンズである。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と第２レンズ群Ｌ２の間隔を狭め、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を狭め、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔を広げるように各レンズ群が移動している。
第２レンズ群Ｌ２を像側に移動することで、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。第１レンズ群Ｌ１は、物体側より像側へ順に、メニスカス形状の負レンズを３枚、両凹形状の負レンズを２枚、両凸形状の正レンズを１枚配置している。物体側から３番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Ａｎである。また、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Ａｐ１で、２番目のメニスカス形状の負レンズが、像側のレンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡｐ２である。
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と実施例５のズームレンズは、ズームタイプ、各レンズ群のレンズ構成、非球面レンズの光学作用、広角端の全画角、ズーム比等、実施例１と同様である。実施例６、実施例７は実施例１乃至実施例５に比べて、一部構成が異なっているが本発明の効果を十分に得るものである。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。実施例６は広角端の全画角が１２３度で、ズーム比２．０の３群ズームレンズである。
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と第２レンズ群Ｌ２の間隔を狭め、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を広げるように各レンズ群が移動している。第２レンズ群Ｌ２を像側に移動することで、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。第１レンズ群Ｌ１は、物体側より像側へ順に、メニスカス形状の負レンズを２枚、両凹形状の負レンズを２枚、両凸形状の正レンズを１枚配置している。物体側から２番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Ａｎである。
また、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Ａｐ１である。実施例６では、負の非球面量の非球面レンズＡｎより物体側に、正の非球面量の非球面レンズを１枚有している。また、物体側から連なるメニスカス形状の負レンズは２枚のみとなっている。各レンズ群や非球面レンズの働きは、正の非球面量が１枚のみであることを除いては、実施例１と同様である。
実施例７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。実施例７は広角端の全画角が１２５度で、ズーム比２．１の３群ズームレンズである。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と第２レンズ群Ｌ２の間隔を狭め、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を広げるように各レンズ群が移動している。第２レンズ群Ｌ２を像側に移動することで、フォーカシングを行っている。
第１レンズ群Ｌ１は、物体側より像側へ順に、メニスカス形状の負レンズを３枚、両凹形状の負レンズを２枚、両凸形状の正レンズを１枚配置している。物体側から３番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Ａｎである。また、２番目のメニスカス形状の負レンズが、両レンズ面に正の非球面量を有する非球面レンズＡｐ１である。実施例７では、最も物体側のレンズが両面が球面のレンズとなっている。
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。
以上、本発明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、数値実施例１、２、４、５、７ではｒ２３面、数値実施例３ではｒ２２面、数値実施例６ではｒ２１面は、ズーミングに際して変化する可変絞りである。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。 表１においてＡｓ１、Ａｓ２は第２非球面レンズＡｐ２の物体側と像側の面の非球面量である。Ｅｓ１、Ｅｓ２は第２非球面レンズＡｐ２の有効径である。Ｎｄｓは第２非球面レンズの材料の屈折率である。Ａｓｐ２は第２非球面レンズの非球面量である。
（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（可変絞り）∞ 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（可変絞り）∞ 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（可変絞り）∞ (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（可変絞り）∞ 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（可変絞り）∞ 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（可変絞り）∞ 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

（数値実施例７）

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 50.681 4.00 1.77250 49.6 86.00
2 36.850 8.20 69.36
3* 296.216 3.50 1.63854 55.4 68.81
4* 27.952 15.00 51.18
5 67.743 2.80 1.85400 40.4 48.00
6* 32.365 6.92 37.68
7 210.781 2.00 1.59522 67.7 37.44
8 27.958 7.17 32.57
9 -76.958 1.70 1.59522 67.7 32.49
10 43.809 2.19 31.94
11 43.352 6.77 1.80610 40.9 32.78
12 -80.747 (可変) 32.52
13(絞り) ∞ 0.50 18.37
14 23.115 1.00 1.91082 35.3 19.09
15 13.094 5.37 1.64769 33.8 18.32
16 159.005 (可変) 18.25
17 58.307 4.33 1.51742 52.4 18.33
18 -25.006 0.15 18.14
19 -29.144 0.90 1.88300 40.8 17.86
20 62.805 0.15 17.88
21 26.952 3.21 1.51823 58.9 18.17
22 150.682 1.50 18.03
23（可変絞り）∞ 0.00 (可変)
24 34.410 0.90 1.83481 42.7 18.18
25 13.464 4.40 1.49700 81.5 17.82
26 49.331 0.15 18.39
27 22.623 6.62 1.49700 81.5 19.55
28 -20.883 0.15 19.85
29 -40.818 0.90 1.77250 49.6 19.43
30 18.126 5.42 1.58313 59.4 19.73
31* -76.581 20.23
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.00696e-005 A 6=-2.25661e-008
A 8= 2.39068e-011 A10=-1.67716e-014 A12= 5.72438e-018

第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.04240e-005 A 6= 1.26091e-008
A 8=-1.09712e-011 A10=-1.47889e-014 A12=-3.07359e-017

第6面
K =-1.26449e+000 A 4= 1.50660e-005 A 6=-3.69803e-008
A 8= 2.05459e-010 A10=-5.32579e-013 A12= 8.68319e-016
A14=-7.14368e-020

第31面
K =-8.45393e+000 A 4= 2.38035e-005 A 6= 4.87325e-008
A 8= 4.33576e-011 A10=-2.68747e-013

各種データ
ズーム比 1.99

広角 中間 望遠
焦点距離 11.70 18.00 23.30
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角（度） 61.60 50.24 42.88
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 175.06 164.29 164.97
BF 38.82 50.81 61.07

d12 35.99 12.19 2.00
d16 4.36 5.40 6.01

ea23 12.04 15.12 17.97

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 -20.41 60.24 16.44 -41.42
2 13 62.51 6.87 -1.13 -5.31
3 17 71.75 28.77 10.01 -10.44


次に実施例１乃至７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１６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１６は一眼レフカメラの要部概略図である。図１６において１０は実施例１乃至７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７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カメラにも同様に適用できる。
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ａｎ 非球面レンズ Ａｐ１ 第１非球面レンズ
Ａｐ２ 第２非球面レンズ

Claims (13)

  1. 物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群と、１以上のレンズ群から成る全体として正の屈折力の後群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群と前記後群の間隔が減少するようにレンズ群が移動するズームレンズであって、
    前記第１レンズ群は、負の非球面量を有する非球面レンズＡｎと、該非球面レンズＡｎの物体側に、１以上の非球面レンズを有し、
    前記非球面レンズＡｎの物体側に配置される、物体側から数えた第ｉ番目の第ｉ非球面レンズの非球面量をＡｓｐｉ、前記非球面レンズＡｎの物体側に配置される、物体側から数えた第ｉ番目の第ｉ非球面レンズの材料の屈折率をＮｄｉ、前記第１レンズ群のブロック長をＢＬＤ１、Σを総和と表わすとき、
    ０．０６０＜ΣＡｓｐｉ×Ｎｄｉ／ＢＬＤ１＜０．２００
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記非球面レンズＡｎの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の非球面量を各々Ａｎ１，Ａｎ２、前記非球面レンズＡｎの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の光線有効径を各々Ｅｎ１、Ｅｎ２、前記非球面レンズＡｎの材料の屈折率をＮｄｎとするとき、
    −０．０８０＜（Ａｎ１／Ｅｎ１＋Ａｎ２／Ｅｎ２）×Ｎｄｎ＜−０．００２
    なる条件式を満たす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ｉ非球面レンズと、前記非球面レンズＡｎの面頂点間隔をＤｉとするとき、
    ０．２０＜｛Σ（Ｄｉ×Ａｓｐｉ）／ΣＡｓｐｉ｝／ＢＬＤ１＜０．８０
    なる条件式を満たす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. 最も物体側のレンズの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の非球面量を各々Ａｒ１、Ａｒ２、最も物体側のレンズの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の光線有効径を各々Ｅｒ１、Ｅｒ２、最も物体側のレンズの材料の屈折率をＮｄｒとするとき、
    ０．０１０＜（Ａｒ１／Ｅｒ１＋Ａｒ２／Ｅｒ２）×Ｎｄｒ＜０．１５０
    なる条件式を満たす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. 前記非球面レンズＡｎの像側のレンズ面が球面の場合は曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲｎ２とするとき、
    ０．３＜Ｒｎ２／ＢＬＤ１＜０．８
    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. 最も物体側のレンズの物体側のレンズ面が球面の場合は曲率半径、非球面の場合は参照球面半径をＲｒ１とするとき、
    ０．５０＜Ｒｒ１／ＢＬＤ１＜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５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 前記非球面レンズＡｎの物体側に正の非球面量を有する非球面レンズを２つ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レンズ群は、物体側より像側へ順に、連続して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７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  9. 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、
    １．０＜−ｆ１／ｆｗ＜２．５
    なる条件式を満たす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. 前記後群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群より構成され、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レンズ群の間隔が減少するように、物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  11. 前記後群は、正の屈折力の第２レンズ群より構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  12. 前記後群は、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レンズ群より構成され、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レンズ群と前記第４レンズ群は、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が増大するように、物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  13. 請求項１乃至１２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る像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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