【手続補正書】
【提出日】平成16年10月26日(2004.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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とを少なくとも備え、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を変化させることによって変倍を行なうズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカス非球面レンズを少なくとも１枚有し、該負メニスカス非球面レンズの物体側の面および像側の面の双方が光軸から周辺に向かって曲率の小さくなる非球面状に形成され、
前記負メニスカス非球面レンズの物体側の非球面の最大有効半径をｈa とし、前記最大有効半径ｈa の位置における前記物体側の非球面上の点と前記物体側の非球面の頂点の接平面との間の光軸に沿った距離をΔＳa とし、前記最大有効半径ｈa の１／２の値の位置における前記物体側の非球面上の点と前記物体側の非球面の頂点の接平面との間の光軸に沿った距離をΔＳa'としたとき、
０．０５＜（ΔＳa ／ｈa ）−（２・ΔＳa'／ｈa ）＜１    （１）
の条件を満足することを特徴とする超広角ズームレンズ。
【請求項２】
前記負メニスカス非球面レンズの像側の非球面の最大有効半径をｈb とし、前記最大有効半径ｈb の位置における前記像側の非球面上の点と前記像側の非球面の頂点の接平面との間の光軸に沿った距離をΔＳb とし、前記最大有効半径ｈb の１／２の値の位置における前記像側の非球面上の点と前記像側の非球面の頂点の接平面との間の光軸に沿った距離をΔＳb'としたとき、
０．１＜（ΔＳb ／ｈb ）−（２・ΔＳb'／ｈb ）＜１    （２）
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の超広角ズームレンズ。
【請求項３】
前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
１＜ｆ２／ｆｗ＜８      （３）
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の超広角ズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、前記負メニスカス非球面レンズＬ11と、接合レンズまたは単レンズからなる負レンズ成分Ｌ12と、接合レンズまたは単レンズからなる正レンズ成分Ｌ13とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超広角ズームレンズ。
【請求項５】
前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
０．８＜｜ｆ１｜／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２      （４）
の条件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項に記載の超広角ズームレンズ。
【請求項６】
前記ズームレンズは、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とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は減少し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は増大することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超広角ズームレンズ。
【請求項７】
前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
１＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜１０        （５）
の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項に記載の超広角ズームレンズ。
【請求項８】
前記第４レンズ群Ｇ４は少なくとも１つの非球面を有し、
前記非球面の有効径最周辺における前記非球面と前記非球面の頂点曲率半径に基づく仮想球面との間の光軸方向の距離を（ＡＳ−Ｓ）とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
０＜｜ＡＳ−Ｓ｜／ｆｗ＜０．５        （６）
の条件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項に記載の超広角ズームレンズ。
【請求項９】
前記第４レンズ群Ｇ４の焦点距離をｆ４とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
０．５＜ｆ４／ｆｗ＜８        （７）
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超広角ズームレンズ。
【請求項１０】
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とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は減少し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は増大するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカス非球面レンズを少なくとも１枚有し、該負メニスカス非球面レンズの物体側の面および像側の面の双方が光軸から周辺に向かって曲率の小さくなる非球面状に形成されていることを特徴とする超広角ズームレンズ。
【請求項１１】
前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、前記負メニスカス非球面レンズＬ11と、接合レンズまたは単レンズからなる負レンズ成分Ｌ12と、接合レンズまたは単レンズからなる正レンズ成分Ｌ13とを有することを特徴とする請求項１０に記載の超広角ズームレンズ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平２−２０１３１０号公報に開示されたズームレンズでは、最も物体側に配置された第１レンズに設けられた１つの非球面と第２レンズを構成する正レンズとによって、広角側の歪曲収差を中心に収差補正を行なっている。この目的のため、第１レンズの非球面は、光軸から周辺に向かって曲率が大きくなるような形状を有する。したがって、上述の構成に基づいてさらなる大画角化を図ると、前玉径が急激に巨大化して実現が困難になるだけでなく、第１レンズの非球面では歪曲収差を始めとする諸収差の補正が困難になってしまう。すなわち、特開平２−２０１３１０号公報に開示された構成に基づいて小型で前玉系の小さい超広角大口径ズームレンズを実現することはできない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明においては、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とを少なくとも備え、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を変化させることによって変倍を行なうズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカス非球面レンズを少なくとも１枚有し、該負メニスカス非球面レンズの物体側の面および像側の面の双方が光軸から周辺に向かって曲率の小さくなる非球面状に形成され、
前記負メニスカス非球面レンズの物体側の非球面の最大有効半径をｈa とし、前記最大有効半径ｈa の位置における前記物体側の非球面上の点と前記物体側の非球面の頂点の接平面との間の光軸に沿った距離をΔＳa とし、前記最大有効半径ｈa の１／２の値の位置における前記物体側の非球面上の点と前記物体側の非球面の頂点の接平面との間の光軸に沿った距離をΔＳa'としたとき、
０．０５＜（ΔＳa ／ｈa ）−（２・ΔＳa'／ｈa ）＜１      （１）
の条件を満足することを特徴とする超広角ズームレンズを提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の第２発明によれば、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とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は減少し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は増大するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカス非球面レンズを少なくとも１枚有し、該負メニスカス非球面レンズの物体側の面および像側の面の双方が光軸から周辺に向かって曲率の小さくなる非球面状に形成されていることを特徴とする超広角ズームレンズを提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明では、負メニスカス非球面レンズの物体側の面および像側の面はともに、光軸から周辺に向かって曲率の小さくなる非球面状に形成されている。したがって、負メニスカス非球面レンズの凸面側（すなわち物体側）の非球面は、屈折力が光軸から周辺に向かって減少する方向に作用する。一方、負メニスカス非球面レンズの凹面側（すなわち像側）の非球面は、屈折力が光軸から周辺に向かって減少する方向に作用する。このように、本発明の負メニスカス非球面レンズでは、１つの面だけが非球面状に形成されている場合よりも遥かに大きな屈折力のコントロールが可能になる。本発明においては、前玉径を小型化しつつ、主に歪曲収差を中心とする軸外収差、下方コマ収差の補正を、物体側および像側の両方の非球面により良好に補正することが可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
条件式（１）は、負メニスカス非球面レンズの物体側の非球面の形状を規定する条件式である。
条件式（１）の値は、最大有効半径ｈa の位置すなわち非球面の最周辺の位置における非球面の傾き角と、最大有効半径ｈa の１／２の位置すなわち光軸と非球面の最周辺との中間点位置における非球面の傾き角との差の割合を示している。したがって、条件式（１）の値は、物体側の非球面の周辺部分における曲率の大小関係を表すことができ、値が大きければ非球面量も大きくなり、収差補正に対する非球面の影響も大きくなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
条件式（１）の下限値を下回ると、物体側の非球面の周辺部分の曲率が非常に小さくなり、上述したような非球面の効果が薄れてしまう。さらに、条件式（１）の値が小さくなって符号が逆転すると、高次の収差が発生して良好な収差補正が困難になり、本発明の様な超広角大口径ズームレンズを実現することができなくなってしまう。
なお、条件式（１）の下限値を０．０８５に設定すると、軸外収差、特に下方コマ収差等をさらに良好に補正することができる。また、さらに好ましくは、条件式（１）の下限値を０．１に設定すると、本発明の効果を最大限に発揮することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
一方、条件式（１）の上限値を上回ると、物体側の非球面の周辺部分の曲率が著しく大きくなり、逆に高次の軸外収差の影響により良好な収差補正ができなくなってしまう。また、物体側の非球面形状が半球面に近い形状または半球面を越える形状になり、加工が著しく困難になってしまうので好ましくない。
なお、条件式（１）の上限値を０．８に設定すると、軸外収差、特に歪曲収差等をさらに良好に補正することができる。また、さらに好ましくは、条件式（１）の上限値を０．６に設定すると、本発明の効果を最大限に発揮することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
条件式（２）は、負メニスカス非球面レンズの像側の非球面の形状を規定する条件式である。
条件式（２）の値は、最大有効半径ｈb の位置すなわち非球面の最周辺の位置における非球面の傾き角と、最大有効半径の１／２の位置すなわち光軸と非球面の最周辺との中間点位置における非球面の傾き角との差の割合を示している。したがって、条件式（２）の値は、像側の非球面の周辺部分の曲率の大小関係を表すことができ、値が大きければ非球面量も大きくなり、収差補正に対する非球面の影響も大きくなる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
条件式（２）の下限値を下回ると、像側の非球面の周辺部分の曲率が非常に小さくなり、上述したような非球面の効果が薄れてしまうので好ましくない。特に、歪曲収差や下方コマ収差の補正が困難になり、本発明の様な超広角大口径ズームレンズを実現することができなくなるので好ましくない。
なお、条件式（２）の下限値を０．３２に設定すると、軸外収差、特に歪曲収差等をさらに良好に補正することができる。また、さらに好ましくは、条件式（２）の下限値を０．４１に設定すると、本発明の効果を最大限に発揮することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
一方、条件式（２）の上限値を上回ると、像側の非球面の周辺部分の曲率が著しく大きくなり、高次の軸外収差の影響により良好な収差補正ができなくなるので好ましくない。また、非球面の加工が著しく困難になるので好ましくない。
なお、条件式（２）の上限値を０．８に設定すると、軸外収差、特に歪曲収差等をざらに良好に補正することができる。また、さらに好ましくは、条件式（２）の上限値を０．７に設定すると、本発明の効果を最大限に発揮することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、本発明の別の局面によれば、物体側から順に、負正負正の屈折力配置を有する４群構成において、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けた負メニスカス非球面レンズを少なくとも１枚有し、該負メニスカス非球面レンズの物体側の面および像側の面の双方が光軸から周辺に向かって曲率の小さくなる非球面状に形成されている。
この場合、前述のように、小型化を実現するとともに歪曲収差を中心とした軸外収差をさらに良好に補正するために、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負メニスカス非球面レンズＬ11と、負レンズ成分Ｌ12と、正レンズ成分Ｌ13とを有することが好ましい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
本発明の各実施例にかかる超広角ズームレンズは、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とから構成されている。そして、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は増大する。なお、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けた負メニスカス非球面レンズを有し、この負メニスカス非球面レンズの物体側の面および像側の面の双方が光軸から周辺に向かって曲率の小さくなる非球面状に形成されている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける光軸方向の変位量（各非球面の頂点の接平面からの光軸に沿った距離：サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準の曲率半径（頂点曲率半径）をＲとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣnとしたとき、以下の数式（ａ）で表される。
【数１】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／｛１＋（１−κ・ｙ2／Ｒ2）1/2｝
＋Ｃ2・ｙ2＋Ｃ3・｜ｙ｜3＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ5・｜ｙ｜5
＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ7・｜ｙ｜7＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ9・｜ｙ｜9
＋Ｃ10・ｙ10＋Ｃ12・ｙ12＋Ｃ14・ｙ14＋Ｃ16・ｙ16    （ａ）
また、非球面の近軸曲率半径ｒは、以下の数式（ｂ）で表される。
ｒ＝１／（２・Ｃ2＋（１／Ｒ））          （ｂ）
各実施例において２次の非球面係数Ｃ2は０であり、頂点曲率半径Ｒと近軸曲率半径ｒとは一致している。各実施例において、非球面には面番号の右側に＊印を付している。