JP2008281917A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 広画角で、全ズーム領域で高い光学性能を有した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、正の屈折力の第１、第２レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、該第１、第２レンズ群が移動するズームレンズにおいて、該第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、３枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズを有し、これらのレンズの各面のうち少なくとも１面は非球面形状であり、該第１レンズ群を構成するレンズ面について、曲率中心が光軸上にあり、レンズ面と光軸とが交叉する点と、有効径より定められるレンズ面上の点とを面上に含む球面を基準球面と定義し、該第１レンズ群の最も物体側の負レンズの像側の基準球面の曲率半径ｒ１２、物体側から数えて２番目の負レンズの物体側の基準球面の曲率半径ｒ２１を適切に設定したこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ等の撮影系に好適なものである。

従来より、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）所謂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は、近接撮影距離が比較的短くなり、広画角化が比較的容易であり、バックフォーカスを長くすることが容易であるため、広画角用の撮影レンズに多く用いられている。

一眼レフカメラ用のネガティブリード型のズームレンズとして、物体側から順に負、正、負、正の４つの屈折力のレンズ群より構成したズームレンズが知られている（特許文献１、２）。

特許文献１では、物体側から像側へ順に負、正、負、正の屈折力の４つのレンズ群より成り、第１レンズ群を負の屈折力の前群と、負の屈折力の後群に分けている。そして合焦（フォーカシング）に際して後群を移動させている。

特許文献１では、広角端の画角が１００°程度の超広角域を含むズームレンズを開示している。 また特許文献２では、特許文献１と同様のレンズ構成で第１レンズ群の前群を２枚の負レンズより構成している。これにより光学性能の向上を図りつつ、撮影画角１１０°以上の超広画角域を含むズームレンズを開示している。
特開平7-261084号公報 特開2006-58584号公報

近年、デジタル一眼レフカメラ用のズームレンズには、レンズ系全体が小型であること、更に撮影画角が広画角化で撮影される像が高画質であることが強く求められている。

一般に、ネガティブリード型のズームレンズは、広画角化には有利であるが、レンズ構成の非対称性が顕著である。

このため例えば、ズーミングに際して各レンズ群が移動すると、レンズ構成の非対称の変化が原因となって、収差変動が多く発生し、全ズーム領域で高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。 特に、最も物体側に配置する負の屈折力のレンズ群のレンズ構成が適切でないと、広画角化を図りつつ、全ズーム領域において、高い光学性能を得るのが難しくなってくる。

例えば広角端において、軸外収差、特に歪曲収差、非点収差が多く発生し、これらの収差を良好に補正するのが困難となる。

このとき、これらの諸収差を良好に補正するには、多くのレンズ枚数を必要とし、この結果レンズ系全体が大型化してくる。

本発明は広画角で、全ズーム領域で高い光学性能を有したズームレンズ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、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有し、
広角端から望遠端へのズーミングに際し、該第１レンズ群と該第２レンズ群の間隔が小さくなるように少なくとも該第１レンズ群と該第２レンズ群が光軸上を移動するズームレンズにおいて、
該第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、３枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズを有し、これらのレンズの各面のうち少なくとも１面は非球面形状であり、
該第１レンズ群を構成するレンズ面について、曲率中心が光軸上にあり、レンズ面と光軸とが交叉する点と、有効径より定められるレンズ面上の点とを面上に含む球面を基準球面と定義し、該第１レンズ群の最も物体側の負レンズの像側の基準球面の曲率半径をｒ１２、物体側から数えて２番目の負レンズの物体側の基準球面の曲率半径をｒ２１とするとき、
−２．８ ＜ （ｒ１２＋ｒ２１）／（ｒ１２−ｒ２１） ＜ −１．０
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、広画角で、全ズーム領域において高い光学性能を有したズームレンズが得られる。

以下に、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施の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、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有している。

そして広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が小さくなるように少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群が光軸上を移動するズームレンズである。

以下の各実施例では４つのレンズ群より成る４群ズームレンズを示しているが、本発明のズームレンズは２群以上であれば何群あっても良い。

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、図３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）における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。

図４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５、図６はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端，望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。

図７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８、図９はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端，望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。

図１０は、本発明のズームレンズを備える一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図である。

図１１は本発明に係る基準球面の説明図である。

各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系（光学系）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は物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＳＰは開口絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバーを規制する開放Ｆｎｏ絞り（開放Ｆナンバー絞り）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）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。

収差図において、ｄ，ｇは各々ｄ線，ｇ線である。Ｓ。Ｃは正弦条件である。Ｍ，Ｓはｄ線でのメリディオナル像面，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。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。

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、物体側から像側へ順に、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、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を有している。

尚、第１レンズ群Ｌ１の物体側又は／及び第４レンズ群Ｌ４の像側にコンバーターレンズやアフォーカルレンズ群が位置していても良い。

広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群Ｌ１〜Ｌ４の間隔が変化するように各レンズ群Ｌ１〜Ｌ４が矢印の如く光軸上を移動する。

具体的には、広角端に比べて望遠端での各レンズ群の間隔変化は次のとおりである。即ち第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との空気間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との空気間隔が大きく、該第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との空気間隔が小さくなる。

第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡で移動する。第２〜第４レンズ群Ｌ２〜Ｌ４は物体側へ移動する。

開口絞りＳＰと開放Ｆナンバー絞りＳＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動している。

各実施例では、以上のような構成とすることにより、広角端では第１レンズ群Ｌ１が負の屈折力、第２レンズ群Ｌ２以降のレンズ群の合成焦点距離が正の屈折力となってレンズ系全体がレトロフォーカス型の屈折力配置となっている。これにより、広角端での広画角化を有利にしている。

また、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を非線形に移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。

第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に最も広い空気間隔を境に正の屈折力の前群Ｌ２ａと、正の屈折力の後群Ｌ２ｂとで構成されている。

前群Ｌ２ａは光軸上移動してフォーカスを行うレンズ群である。

尚、第１レンズ群Ｌ１内の各レンズ間の空気間隔は、ズーミング時及び合焦時に不変である。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、連続して３枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズを有し、これらのレンズの各面のうち少なくとも１面は非球面形状である。

第１レンズ群Ｌ１の３枚の負レンズの具体的な構成は物体側から像側へ順に、像側が凹でメニスカス形状の２つの負レンズと両面が凹形状の１枚の負レンズである。

第１レンズ群Ｌ１はこのようなレンズ構成とすることにより、広画角化を達成するのに必要な強い負の屈折力を３枚の負レンズに効果的に分散させている。そして広画角化を図るときに増大する画面周辺の像面湾曲、歪曲などの諸収差の発生を小さく抑えている。また、第１レンズ群Ｌ１の物体側から数えて４枚目のレンズとして正レンズを配置することで、３枚の負レンズで発生した球面収差やコマ収差を補正している。

第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の面は非球面形状である。これによって広画角化を図るときの軸外収差を良好に補正している。

尚、更に好ましくは、第１レンズ群Ｌ１は、少なくとも２つの非球面形状の面を有するのが良い。

これによれば、広角端における歪曲収差と像面湾曲を良好に補正するのが容易となる。

各実施例では、次の条件のうち１以上を満足するようにし、これによって各条件に相当する効果を得ている。

まず、本実施例では第１レンズ群Ｌ１中のレンズ面について非球面形状の面を適切に表現するために次のとおり基準球面という球面を定義する。

図１１は基準球面の定義を説明するためのレンズ断面図である。

レンズ面の近軸曲率中心が光軸Ｌａ上にあるとする。図１１では点Ａが曲率中心（中心点）である。レンズ面と光軸Ｌａとが交叉する点をＢとする。

有効径より定められるレンズ面上の点（光軸Ｌａから最も離れた点）をＣとする。

ここで点Ｃは本実施例のズームレンズを撮像装置に用いたときの最大画角の光束Ｌｂがレンズ面を通過するときの光軸Ｌａから最も遠い点に相当している。

これらの点Ａ，Ｂ，Ｃを含む面内で点Ｂ，Ｃを通り、点Ａを円の中心とする円を球面の一部とする球面を基準球面と定義している。

尚、レンズ面が球面のときは、基準球面はレンズ面そのものとなり、レンズ面の曲率半径と基準球面の曲率半径は一致する。

第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の負レンズＧ１の像側の基準球面の曲率半径をｒ１２、物体側から数えて２番目の負レンズＧ２の物体側の基準球面の曲率半径をｒ２１とする。

第１レンズ群Ｌ１中の最も物体側の負レンズの焦点距離をｆ１１、物体側から数えて２番目の負レンズの焦点距離をｆ１２とする。

第１レンズ群Ｌ１中の最も物体側の負レンズＧ１と物体側から数えて２番目の負レンズＧ２の光軸上の空気間隔をｄ１、物体側から数えて２番目の負レンズＧ２と物体側から数えて３番目の負レンズＧ３の光軸上の空気間隔をｄ２とする。

第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。

このとき、
−２．８ ＜ （ｒ１２＋ｒ２１）／（ｒ１２−ｒ２１） ＜ −１．０‥‥（１）
１．５ ＜ ｆ１２／ｆ１１ ＜ ５．０ ‥‥‥（２）
０．９ ＜ ｄ１／ｄ２ ＜ ３．０ ‥‥‥（３）
０．９ ＜ ｜ｆ１｜／ｆｗ ＜ １．７ ‥‥‥（４）
１．５ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．８ ‥‥‥（５）
なる条件のうち１以上を満足している。

次に各条件式の技術的意味について説明する。

第１レンズ群Ｌ１を最も物体側から像側へ３枚の負レンズを連続して配置すると、第１レンズ群Ｌ１の口径が増大し光学系が大型化する傾向がある。そこで各実施例のズームレンズでは、条件式（１）を満足することによって光学系の大型化を抑えながら広画角を容易に達成できる構成を取っている。

条件式（１）は、負レンズＧ１と負レンズＧ２との間で形成される空気レンズが全体としてより凸平形状に近い形状を有することを示している。これにより、光学性能とレンズ系全体の小型化のバランスが取れる範囲内でレンズ周辺部の負の屈折力を最も物体側の負レンズＧ１に比較的大きく分担させている。

条件式（１）の下限を超えて空気レンズが凸平形状から離れると、レンズ周辺部の負の屈折力が分散してしまう傾向になり、レンズ口径が大型化して好ましくない。

条件式（１）の上限を超えて空気レンズが両凸形状になってしまうと、レンズ周辺部の負の屈折力が最も物体側の負レンズＧ１に集中し過ぎてしまう。この結果、像面湾曲や歪曲などの収差の補正が困難となり好ましくない。

条件式（２）の下限を超えて最も物体側の負レンズＧ１の屈折力が弱くなりすぎると、第１レンズ群Ｌ１のレンズ系が大型化してくるので好ましくない。また条件式（２）の上限を超えて最も物体側の負レンズＧ１の屈折力が強くなりすぎると、コマ収差や像面湾曲などの諸収差の補正が困難となり好ましくない。

条件式（３）の下限を超えて空気間隔ｄ２が大きくなりすぎると、比較的口径の大きな負レンズＧ１、Ｇ２がそれ以降のレンズから物体側に離れて配置されることになり、光学系が大型化してくるので良くない。また、条件式（３）の上限を超えて空気間隔ｄ１が大きくなっても、やはり負レンズＧ１はそれ以降のレンズから物体側に離れて配置されることになり、光学系が大型化してくるので良くない。

尚、条件式（３）は条件式（１）と合せて満足すると第１レンズ群Ｌ１の光学系の小型化がより容易となる。

条件式（４）、（５）は、広画角化を図りつつ光学系の小型化及び光学性能をバランス良く維持するためのものである。

条件式（４）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなりすぎると、特に広角端で軸外収差が多く発生し、これを補正するのが困難となる。

条件式（４）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなりすぎると、広画角化が困難となると同時に、光学系の小型化を図りつつ十分な長さのバックフォーカスを得ることが難しくなってくる。

条件式（５）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎると、特に軸上光線での収差発生が大きくなり、これを補正するのが困難となる。

条件式（５）の上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなりすぎると、変倍のための移動量が増えて光学系が大型化してくるので良くない。
尚、更に好ましくは前述の条件式（１）から（５）の数値範囲を以下の如く設定するのが良い。

−２．２ ＜ （ｒ１２＋ｒ２１）／（ｒ１２−ｒ２１） ＜ −１．１‥‥（１ａ）
２．０ ＜ ｆ１２／ｆ１１ ＜ ４．６ ‥‥‥（２ａ）
１．２ ＜ ｄ１／ｄ２ ＜ ２．７ ‥‥‥（３ａ）
１．１ ＜ ｜ｆ１｜／ｆｗ ＜ １．６ ‥‥‥（４ａ）
１．７ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．６ ‥‥‥（５ａ）
以上のように本実施例によれば、物体側から像側へ順に負、正の屈折力の少なくとも２つのレンズ群を有したズームレンズにおいて、負の第１レンズ群の構成を前述の如く適切に設定している。これにより光学系の小型化を図りながら広画角化を図っている。また同時に全ズーム領域及び全合領域で高い光学性能を得ている。

各実施例では撮影すべき物体が無限遠から有限距離に変化したときには、第２レンズ群Ｌ２を正の屈折力の前群Ｌ２ａと正の屈折力のＬ２ｂに分けて、前群Ｌ２ａを光軸上移動させることで合焦を行っている。

このような構成とすることで、十分なピント敏感度を持ったレンズ群で合焦を行うことが容易となる。又、少ない駆動量で合焦が可能となると共に、合焦の際のレンズ間隔の変化が少なくできるため諸収差の変動も小さくすることができる。

また、第１レンズ群内を前群と後群に分けてその空気間隔を変えて合焦を行う方式に比べて、広画端において光線の屈折角が大きくなる第１レンズ群内の間隔変化が無い。このため、合焦による画面周辺の像面変動などの収差の変動を小さく抑えることが容易となる。

前群Ｌ２ａは、物体側より像側へ順に、物体側が凸面でメニスカス形状の負レンズ、正レンズ、正レンズで構成されている。

特に前群Ｌ２ａは、物体側が凸面でメニスカス形状の負レンズ、物体側が凸面の正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの３枚で構成している。更に負レンズとその像側の正レンズは接合され、接合レンズは全体として正の屈折力を有している。

前群Ｌ２ａをこのような構成とすることで、十分な大きさのピント敏感度を持つようにして合焦を行っている。これにより、少ない駆動量で合焦ができると共に、合焦の際のレンズ間隔の変化が少なくなるようにして収差変動を小さくしている。

第２レンズ群Ｌ２の後群Ｌ２ｂは両凸形状の正レンズより成っている。

次に各実施例のレンズ構成の特徴について前述した以外の特徴について説明する。 図１に示す数値実施例１のズームレンズでは、更に光学性能の向上を図るため第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の負レンズＧ１の物体側の面と、物体側から２番目の負レンズＧ２の像側の面の２つの面を非球面形状としている。これにより特に広角端側で顕著となる歪曲収差と像面湾曲を効果的に補正している。

負レンズＧ１の物体側の面に配した非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺にいくにつれて負の屈折力の弱くなる形状である。これにより特に広角端での像面湾曲や歪曲収差を良好に補正している。

また同時に負レンズＧ１の物体側の面の光線有効径を小さくすることが容易となる。このため第１レンズ群Ｌ１の小型化も容易になる。負レンズＧ２に配した非球面は、負レンズＧ１の非球面では完全に補正しきれなかった残存収差、特に広角端において画面周辺での像面湾曲を良好に補正するために用いている。

実施例１で用いている非球面はガラス面に直接形成しているが、もちろんこれらはこの形態に限ったものではなく、ベースガラスに非球面形状を持った樹脂層を成形する所謂複合非球面でも構わない。

またガラス面に非球面形状を直接形成する場合の製造方法も、ガラスを研削して形成する手法であっても、ガラスモールド法で形成する手法であっても構わない。

また実施例１では、光学性能をより向上させるために、第４レンズ群Ｌ４にレンズ中心から離れるに従って負の屈折力が強くなる形状の非球面を配置している。これによって特に広角端で発生する負の歪曲収差を良好に補正し、第１レンズ群Ｌ１に配置した非球面と併せて良好な光学性能を実現している。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、両凹形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズより成っている。

第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状の正レンズ、像側が凸面のメニスカス形状の負レンズ、物体側が凸面のメニスカス形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、正レンズより成っている。

図４に示す実施例２のズームレンズの基本的なレンズ構成や前述した特徴は数値実施例１と同じである。

実施例２では、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の負レンズＧ１の物体側の面を非球面形状としている。更に第１レンズ群Ｌ１の物体側から２番目のメニスカス形状の負レンズＧ２の像側の面を複合の非球面形状としている。

この他の特徴は実施例１と同じである。

図７に示す実施例３のズームレンズの特徴は実施例２と同様である。

実施例３では第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の負レンズＧ１の物体側の面と、物体側から数えて２番目のメニスカス形状の負レンズＧ２の物体側の面を非球面形状としている。

この他の特徴は実施例１と同じである。各実施例では、これらの構成をとることで、光学系の小型化を図りつつ広画角で、全ズーム領域及び全合焦領域で高い光学性能を有したズームレンズを実現している。

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、正の屈折力の第２レンズ群を有していれば良い。

そして広角端から望遠端へのズーミングに際し、該第１レンズ群と該第２レンズ群の間隔が小さくなるように少なくとも該第１レンズ群と該第２レンズ群が光軸上を移動するズームレンズであれば良い。

例えば、第１、第２レンズ群の２つのレンズ群を有していれば良く、第２レンズ群の像側に１以上のレンズ群が配置された３群ズームレンズや４群ズームレンズ、そして５群ズームレンズにも同様に適用できる。
以下に実施例１〜３に各々対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示す。ｒｉは各面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の部材肉厚又は空気間隔、ｎｉとνｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。
各実施例において非球面形状は、次式によって定義している。

但し、Ｘは光軸からｈだけ離れたレンズ面上の光軸方向への変位量、Ｒは曲率半径、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆはそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。
又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。

［数値実施例１］
f= 16.5〜 33.9 FNo=1: 2.9〜 2.9 2ω=105.4°〜65.0°

r 1= 125.694(非球面)d 1= 2.00 n 1=1.77250 ν 1=49.6
r 2= 22.323 d 2= 8.46
r 3= 83.965 d 3= 1.80 n 2=1.69350 ν 2=53.2
r 4= 45.445(非球面)d 4= 4.95
r 5= -185.919 d 5= 1.20 n 3=1.77250 ν 3=49.6
r 6= 45.233 d 6= 2.67
r 7= 41.692 d 7= 3.49 n 4=1.84666 ν 4=23.9
r 8= 133.102 d 8= 可変
r 9= 65.389 d 9= 1.30 n 5=1.80518 ν 5=25.4
r10= 24.732 d10= 7.00 n 6=1.54072 ν 6=47.2
r11= -77.629 d11= 0.15
r12= 45.344 d12= 2.32 n 7=1.51633 ν 7=64.1
r13= 95.466 d13= 4.34
r14= 71.584 d14= 3.40 n 8=1.71999 ν 8=50.2
r15= -95.385 d15= 可変
r16= 開口絞り d16= 1.50
r17= -98.572 d17= 1.40 n 9=1.88300 ν9=40.8
r18= 156.199 d18= 2.10
r19= -42.174 d19= 1.05 n10=1.72342 ν10=38.0
r20= 25.070 d20= 6.84 n11=1.84666 ν11=23.9
r21= -115.748 d21= 0.50
r22= 開放Fno絞り d22= 可変
r23= 32.371 d23= 7.53 n12=1.49700 ν12=81.5
r24= -24.237 d24= 1.20 n13=1.84666 ν13=23.9
r25= -37.055 d25= 0.20
r26= 134.864 d26= 1.20 n14=1.83400 ν14=37.2
r27= 23.381 d27= 6.06 n15=1.49700 ν15=81.5
r28= -91.831 d28= 0.15
r29= -225.022 d29= 2.50 n16=1.69350 ν16=53.2
r30= -141.436(非球面)


焦点距離 16.48 25.60 33.95
可変間隔
d 8 24.19 8.31 1.82
d 15 0.80 7.19 11.63
d 22 11.03 4.63 0.20

非球面係数
（第1面）
B= 1.308623e-05 C=-1.712362e-08 D= 2.283492e-11 E=-1.937373e-14
F= 7.463068e-18
（第4面）
B= 1.038522e-05 C=-4.243209e-09 D=-3.649043e-11 E= 4.578133e-14
F= 0.0
（第30面）
B= 1.048439e-05 C= 1.548601e-08 D= 2.614619e-11 E= 0.0 F= 0.0

［数値実施例２]
f= 16.5〜 33.9 FNo=1: 2.9〜 2.9 2ω=105.4°〜65.0°

r 1= 450.375(非球面)d 1= 2.30 n 1=1.77250 ν 1=49.6
r 2= 21.000 d 2= 9.33
r 3= 105.660 d 3= 1.80 n 2=1.80400 ν 2=46.6
r 4= 37.193 d 4= 0.16 n 3=1.51640 ν 3=52.2
r 5= 45.379(非球面)d 5= 5.67
r 6= -139.831 d 6= 1.60 n 4=1.83400 ν 4=37.2
r 7= 112.189 d 7= 0.15
r 8= 45.210 d 8= 4.50 n 5=1.80518 ν 5=25.4
r 9= 1114.049 d 9= 可変
r10= 58.687 d10= 1.30 n 6=1.80518 ν 6=25.4
r11= 24.574 d11= 5.20 n 7=1.54072 ν 7=47.2
r12= -1301.196 d12= 0.15
r13= 89.053 d13= 2.55 n 8=1.80400 ν 8=46.6
r14= -206.868 d14= 4.61
r15= 64.865 d15= 3.80 n 9=1.62299 ν 9=58.2
r16= -79.408 d16= 可変
r17= 開口絞り d17= 1.89
r18= -142.558 d18= 1.40 n10=1.88300 ν10=40.8
r19= 103.786 d19= 2.34
r20= -38.211 d20= 1.10 n11=1.76200 ν11=40.1
r21= 23.493 d21= 5.50 n12=1.84666 ν12=23.8
r22= -100.183 d22= 1.25
r23= 開放Fno絞り d23= 可変
r24= 35.975 d24= 8.50 n13=1.49700 ν13=81.5
r25= -21.336 d25= 1.20 n14=1.84666 ν14=23.9
r26= -33.052 d26= 0.20
r27= 209.038 d27= 1.20 n15=1.83400 ν15=37.2
r28= 22.424 d28= 6.95 n16=1.49700 ν16=81.5
r29= -133.647 d29= 0.20
r30= 154.194 d30= 2.90 n17=1.58313 ν17=59.4
r31= -151.013(非球面)


焦点距離 16.49 24.01 33.94
可変間隔
d 9 26.27 10.51 1.48
d 16 0.94 5.36 10.71
d 23 9.96 5.54 0.19

非球面係数
（第1面）
B= 1.684535e-05 C=-2.660002e-08 D= 3.521074e-11 E=-2.935318e-14
F= 1.049151e-17
（第5面）
B= 1.536248e-05 C= 1.293314e-09 D=-1.051563e-10 E= 1.681412e-13
F=-1.887261e-16
（第31面）
B= 7.231494e-06 C= 1.208044e-08 D=-1.273339e-11 E= 3.088998e-14
F= 0.0


［数値実施例３］
f= 16.5〜 33.9 FNo=1: 2.9〜 2.9 2ω=105.4°〜65.0°

r 1= 944.097(非球面)d 1= 2.00 n 1=1.77250 ν 1=49.6
r 2= 23.280 d 2= 10.10
r 3= 126.521(非球面)d 3= 1.80 n 2=1.77250 ν 2=49.6
r 4= 47.658 d 4= 4.58
r 5= -182.661 d 5= 1.60 n 3=1.80400 ν 3=46.6
r 6= 147.348 d 6= 2.84
r 7= 60.815 d 7= 3.17 n 4=1.84666 ν 4=23.9
r 8= 506.364 d 8= 可変
r 9= 128.381 d 9= 1.30 n 5=1.80518 ν 5=25.4
r10= 31.678 d10= 4.81 n 6=1.58318 ν 6=44.1
r11= -87.046 d11= 0.15
r12= 60.829 d12= 2.44 n 7=1.48749 ν 7=70.2
r13= -1650.159 d13= 5.05
r14= 66.895 d14= 3.40 n 8=1.64182 ν 8=53.8
r15= -85.230 d15= 可変
r16= 開口絞り d16= 2.19
r17= -137.572 d17= 1.40 n 9=1.88300 ν 9=40.8
r18= 104.024 d18= 2.68
r19= -32.203 d19= 1.10 n10=1.72434 ν10=41.0
r20= 24.795 d20= 5.55 n11=1.84666 ν11=23.9
r21= -90.165 d21= 1.10
r22= 開放Fno絞り d22= 可変
r23= 29.807 d23= 8.49 n12=1.49700 ν12=81.5
r24= -23.552 d24= 1.20 n13=1.84666 ν13=23.9
r25= -37.376 d25= 0.20
r26= 290.590 d26= 1.20 n14=1.83400 ν14=37.2
r27= 21.100 d27= 7.08 n15=1.49700 ν15=81.5
r28= -74.832 d28= 0.20
r29= 370.661 d29= 2.70 n16=1.69350 ν16=53.2
r30= -196.370(非球面)


焦点距離 16.48 25.22 33.95
可変間隔
d 8 29.45 9.70 1.00
d 15 1.02 5.22 9.02
d 22 8.20 3.99 0.20

非球面係数
（第1面）
B= 1.430010e-05 C -1.845114e-08 D= 2.226123e-11 E=-1.730773e-14
F= 6.015051e-18
（第3面）
B=-7.609713e-06 C= -2.500632e-09 D= 3.322961e-11 E=-3.578284e-14 F= 0.0
（第30面）
B= 8.842938e-06 C= 1.199046e-08 D= 2.133143e-11 E= 0.0 F= 0.0

次に、本発明のズームレンズ（光学系）を用いた一眼レフカメラシステムの実施形態を図１０を用いて説明する。図１０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記録するフィルムや固体撮像素子などの記録手段、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である。

１４は交換レンズ１１からの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が実現できる。

尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Single Lens Reflex）カメラにも同様に適用することができる。

以上のように各実施例によれば固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、コンパクトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。

実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例１のズームレンズの広角端における物体距離無限遠の時の収差図 実施例１のズームレンズの望遠端における物体距離無限遠の時の収差図 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 実施例２のズームレンズの広角端における物体距離無限遠の時の収差図 実施例２のズームレンズの望遠端における物体距離無限遠の時の収差図 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 実施例３のズームレンズの広角端における物体距離無限遠の時の収差図 実施例３のズームレンズの望遠端における物体距離無限遠の時の収差図 本発明の撮像装置の実施例の要部概略図 本発明に係る基準球面の定義の説明図

符号の説明

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
Ｌ２ａ 前群
Ｌ２ｂ 後群
ＳＰ 絞り
ＳＳＰ 開放Ｆｎｏ絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
Ｍ メリディオナル像面
Ｓ サジタル像面
Ｓ．Ｃ 正弦条件

Claims (11)

1. 物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有し、
   広角端から望遠端へのズーミングに際し、該第１レンズ群と該第２レンズ群の間隔が小さくなるように少なくとも該第１レンズ群と該第２レンズ群が光軸上を移動するズームレンズにおいて、
   該第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、３枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズを有し、これらのレンズの各面のうち少なくとも１面は非球面形状であり、
   該第１レンズ群を構成するレンズ面について、曲率中心が光軸上にあり、レンズ面と光軸とが交叉する点と、有効径より定められるレンズ面上の点とを面上に含む球面を該レンズ面の基準球面と定義し、該第１レンズ群の最も物体側の負レンズの像側の基準球面の曲率半径をｒ１２、物体側から数えて２番目の負レンズの物体側の基準球面の曲率半径をｒ２１とするとき、
   −２．８ ＜ （ｒ１２＋ｒ２１）／（ｒ１２−ｒ２１） ＜ −１．０
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、像側が凹でメニスカス形状の２つの負レンズと、両面が凹形状の１枚の負レンズを有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. 前記第１レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離をｆ１１、物体側から数えて２番目の負レンズの焦点距離をｆ１２とするとき、
   １．５ ＜ ｆ１２／ｆ１１ ＜ ５．０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群の最も物体側の面は、非球面形状であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のズームレンズ。
5. 前記第１レンズ群は、少なくとも２つの非球面形状の面を有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レンズ群の最も物体側の負レンズと物体側から数えて２番目の負レンズの光軸上の空気間隔をｄ１、物体側から数えて２番目の負レンズと物体側から数えて３番目の負レンズの光軸上の空気間隔をｄ２とするとき、
   ０．９ ＜ ｄ１／ｄ２ ＜ ３．０
   なる条件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項のズームレンズ。
7. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ０．９ ＜ ｜ｆ１｜／ｆｗ ＜ １．７
   １．５ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．８
   なる条件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２レンズ群の像側に、順に負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群が配置されてい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. 物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有し、
   広角端から望遠端へのズーミングに際し、該第１レンズ群と該第２レンズ群の間隔が小さくなるように少なくとも該第１レンズ群と該第２レンズ群が光軸上を移動するズームレンズにおいて、
   該第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、３枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズを有し、これらのレンズの各面のうち少なくとも２つの面は非球面形状であり、
   該第１レンズ群内の各レンズ間の空気間隔は、ズーミング時及び合焦時に不変であることを特徴とするズームレンズ。
10. 固体撮像素子に像を形成するための光学系であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項のズームレンズ。
11. 請求項１から１０のいずれか１項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撮像する固体撮像素子を有していることを特徴とする撮像装置。