(57)【要約】    【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。    【解決手段】  負の屈折力の１つのレンズ群からなる前群と、開口絞りと１以上のレンズ群を含み全体として正の屈折力を有する後群から構成され、広角端に比べて望遠端において、前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隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであり、前群は最も物体側に負レンズＧ１１を有し、負レンズＧ１１の像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、負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の面頂点から像側のレンズ面の有効径の端部までの光軸方向の長さｔ１１、負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の有効径の半径ｙ１１１、負レンズＧ１１の焦点距離ｆ１１、前群の焦点距離ｆ１、広角端における後群の合成焦点距離ｆ２ｗ、広角端における全系の焦点距離ｆｗを各々適切に設定する。【選択図】    図１
2014206674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する１つのレンズ群からなる前群と、開口絞りと１以上のレンズ群を含み全体として正の屈折力を有する後群から構成され、広角端に比べて望遠端において、前記前群と前記後群の間隔が小さくなるように、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、
前記前群は最も物体側に負レンズＧ１１を有し、該負レンズＧ１１の像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、
該負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の面頂点から像側のレンズ面の有効径の端部までの光軸方向の長さをｔ１１、
該負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の有効径の半径をｙ１１１、
該負レンズＧ１１の焦点距離をｆ１１、
前記前群の焦点距離をｆ１、
広角端における前記後群の合成焦点距離をｆ２ｗ、
広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．３６＜ｔ１１／ｙ１１１＜０．４７
−２．０＜ｆ１１／ｆｗ＜−１．３ 
−０．５８＜ｆ１／ｆ２ｗ＜−０．２０
なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記負レンズＧ１１の像側に負レンズＧ１２を有し、該負レンズＧ１２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のレンズ面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。
【請求項３】
前記負レンズＧ１１の像側に負レンズＧ１２を有し、該負レンズＧ１２の材料の屈折率をＮ１２とするとき、
１．８０＜Ｎ１２＜２．１０
なる条件式を満たす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。
【請求項４】
前記負レンズＧ１１の材料のアッベ数をν１１とするとき、
４０＜ν１１＜７０
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。
【請求項５】
前記負レンズＧ１１の物体側のレンズ面は非球面形状であり、前記負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の光線有効径の半径の７割の高さにおける非球面量をＡｓｐｈ１１２、前記負レンズＧ１１の材料の屈折率をＮ１１、前記前群の最も物体側のレンズ面と前記前群の最も像側のレンズ面の光軸上の間隔をＤ１とするとき、
０．０１０＜Ａｓｐｈ１１２×（Ｎ１１−１）／Ｄ１＜０．０４０
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。
【請求項６】
前記負レンズＧ１１の物体側のレンズ面は非球面形状であり、前記負レンズＧ１１の像側に負レンズＧ１２を有し、該負レンズＧ１２の物体側のレンズ面は非球面形状であり、
前記負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の光線有効径の半径の７割の高さにおける非球面量をＡｓｐｈ１１２、
前記負レンズＧ１２の物体側のレンズ面の光線有効径の半径の７割の高さにおける非球面量をＡｓｐｈ１２２、
前記前群の最も物体側のレンズ面と前記前群の最も像面側のレンズ面の光軸上の間隔をＤ１とするとき、
０．３０＜（Ａｓｐｈ１２２×（Ｎ１２−１）／Ｄ１）／（Ａｓｐｈ１１２×（Ｎ１１−１）／Ｄ１）＜１．００
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。
【請求項７】
前記負レンズＧ１１は両レンズ面が非球面形状であ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。
【請求項８】
前記負レンズＧ１１の像側に両レンズ面が非球面形状の負レンズＧ１２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。
【請求項９】
望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
−１．２０＜ｆ１／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．８０
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。
【請求項１０】
前記後群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１レンズ群、負の屈折力の第２２レンズ群、正の屈折力の第２３レンズ群を有し、広角端に比べて望遠端において、前記第２１レンズ群と前記第２２レンズ群の間隔が増大し、前記第２２レンズ群と前記第２３レンズ群の間隔が縮小するように、ズーミングに際して各レンズ群が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。
【請求項１１】
前記第２２レンズ群の焦点距離をｆ２２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
−２．５０＜ｆ２２／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−１．００
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１０に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第２３レンズ群の焦点距離をｆ２３、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
１．００＜ｆ２３／√（ｆｗ×ｆｔ）＜２．００
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１０または１１に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第２１レンズ群は、正の屈折力の第２１１レンズ群と正の屈折力の第２１２レンズ群を有し、ズーミングに際して前記第２１１レンズ群と前記第２１２レンズ群の間隔が変化することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子を用いた撮像装置に用いる撮像光学系としては、広画角で画面周辺まで高い光学性能を有し、小型のズームレンズであることが要求されている。全系が小型で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。ネガティブリード型のズームレンズは広角端においてレトロフォーカス型の屈折力配置となることから広画角化が比較的容易であるため、例えば撮影画角１００度以上の広画角用のズームレンズに多く用いられている。
【０００３】
このような広画角なズームレンズでは、軸外光線の光軸に対する角度が大きいため、先行する負の屈折力のレンズ群（第１レンズ群）において、広角端における軸外光線の入射高が非常に大きな値をとる。そのため、第１レンズ群のレンズ構成や負レンズの形状が適当でないと、広角端において歪曲や像面湾曲、非点収差などの軸外収差が増大し、これらの軸外収差を十分に補正することが困難となる。
【０００４】
また、前玉有効径（第１レンズ群の有効径）を小さくするためには第１レンズ群のレンズ構成、特に第１レンズ群の最も物体側のレンズの屈折力を強くする必要がある。このため、第１レンズ群の屈折力を強くして前玉有効径を小さくすると軸外収差が増加してくる。レトロフォーカス型のズームレンズにおいて、軸外収差を十分に補正しつつ前玉有効径の増大を抑えるため、軸外光線の入射高の最も高い第１レンズ群の物体側のレンズを非球面レンズとしたズームレンズが知られている（特許文献１，特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４００３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１７５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型のズームレンズは、広画角化が比較的容易であり、また長いバックフォーカスが容易に得られるという特徴がある。しかしながらネガティブリード型のズームレンズはレンズ構成が非対称となるため、諸収差の補正が難しく、全系の小型化を図りつつ高い光学性能を得ることが大変難しい。例えばネガティブリード型のズームレンズにおいて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。
【０００７】
広画角化を図ったときの諸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、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、非球面を用いても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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する１つのレンズ群からなる前群と、開口絞りと１以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力を有する後群から構成され、広角端に比べて望遠端において、前記前群と前記後群の間隔が小さくなるように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、前記前群は最も物体側に負レンズＧ１１を有し、該負レンズＧ１１の像側のレンズ面は中心部に比べ周辺部で正の屈折力が強くなる非球面形状であり、該負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の面頂点から像側のレンズ面の有効径の端部までの光軸方向の長さをｔ１１、該負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の有効径の半径をｙ１１１、該負レンズＧ１１の焦点距離をｆ１１、前記前群の焦点距離をｆ１、広角端における前記後群の合成焦点距離をｆ２ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．３６＜ｔ１１／ｙ１１１＜０．４７
−２．０＜ｆ１１／ｆｗ＜−１．３ 
−０．５８＜ｆ１／ｆ２ｗ＜−０．２０
なる条件式を満たすことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の広角端におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図３】実施例２の広角端におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図５】実施例３の広角端におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）  実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図７】本発明に係る非球面形状の説明図
【図８】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する１つのレンズ群からなる前群と、開口絞りと１以上のレンズ群を含み、全体として正の屈折力を有する後群から構成されている。そして広角端に比べて望遠端において、前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、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズである。
【００１３】
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）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、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２．９１のズームレンズである。
【００１４】
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）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、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２．９１のズームレンズである。
【００１５】
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）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比２．０７、開口比４．１０のズームレンズである。
【００１６】
図７は非球面形状の説明図である。図８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。
【００１７】
レンズ断面図において、ＬＦは負の屈折力を有する１つのレンズ群よりなる前群である。ＬＲは開口絞りと１以上のレンズ群を含み全体として正の屈折力を有する後群である。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。ＳＳＰはズーミングに際してのＦナンバーの変動を軽減するための可変絞りである。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）の撮像面が置かれる。
【００１８】
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）、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、点線はＦ線（波長４８６．１ｎｍ）である。非点収差図において点線はｄ線のメリディオナル像面、実線はｄ線の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。
【００１９】
ＦｎｏはＦナンバーである。ωは撮影半画角（度）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。
【００２０】
以下、本発明のズームレンズの特徴について説明する。一般に広画角の撮影レンズは標準画角の撮影レンズに比べて収差量が多い。これは、広画角の撮影レンズにおいては十分な長さのバックフォーカスを得るために所謂レトロフォーカス型の屈折力配置をとるためである。即ち物体側から像側へ順に、負の屈折力の前群、開口絞り、正の屈折力の後群よりなり、開口絞りを挟んで非対称な屈折力配置をとるためである。
【００２１】
これは広画角になるほどこの屈折力配置の非対称性は大きくなり、この結果、歪曲収差、倍率色収差、像面湾曲、非点収差、サジタルコマフレアーなどの諸収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。さらに、撮影画角が大きくなると、所謂ｃｏｓωの４乗の法則で周辺光量が減少するため、周辺光量を確保するのが困難になる。周辺光量を確保するためには広画角になるほど大きな開口効率が必要となり、この結果、コマ収差が増大し、このコマ収差の補正も困難となる。
【００２２】
このような光学特性はズームレンズでも同様であり、広角域を拡大し、広画角を図ると諸収差の発生が増大する。特に撮影画角が１００°を超えるような超広角域を含むズームレンズは広角端において歪曲収差、像面湾曲、非点収差などの諸収差が増大する。一方、ズームレンズ全体の小型化を図るためには、前玉有効径を縮小する必要がある。前玉有効径を縮小するためには物体側のレンズ群の負の屈折力を強くして入射瞳位置をレンズ系の第１レンズ面に近づける必要がある。そうすると、ズームレンズ全体の非対称な屈折力配置がより強まり、諸収差の補正が更に困難になる。
【００２３】
従って、広画角化及び全系の小型化を図るときに生ずる諸収差を良好に補正するにはズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力配置を適切に設定することが重要となる。また、一般的に広画角のズームレンズにおいて、軸外光線のレンズへの入射高さは最も物体側のレンズ群で最も高く、第１レンズ群は軸外収差への影響が大きい。このため、広画角化を図る際には、第1レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。
【００２４】
本発明のズームレンズは第１レンズ群のレンズ構成と各レンズ群の屈折力配置を適切に設定することで、最大撮影画角が１００°を超え、２程度のズーム化を有している。そしてズーム全域で画面中心から画面周辺まで良好なる結像性能を有し、かつ前玉有効径の小さなズームレンズを達成している。
【００２５】
本発明のズームレンズは物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する１つのレンズ群よりなる前群ＬＦ、開口絞りと１以上のレンズ群を有し、全体として正の屈折力を有する後群ＬＲからなっている。広角端に比べ、望遠端において前群ＬＦと後群ＬＲの間隔が小さくなるように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。そして広角端においてレトロフォーカス型の屈折力配置をとることで、広角端において所定の長さのバックフォーカスを得ている。
【００２６】
前記ＬＦは最も物体側に負レンズ（負の屈折力のレンズ）Ｇ１１を有し、負レンズＧ１１の像側のレンズ面は周辺で正の屈折力が強くなる非球面形状である。負レンズＧ１１の像側のレンズ面を周辺で正の屈折力が強くなる（負の屈折力が弱くなる）非球面形状とすることで、負の屈折力の前群ＬＦより発生する収差、特に広角端において歪曲収差とコマ収差を良好に補正している。また、周辺で正の屈折力が強くなる非球面形状とすると、図７に示すようにレンズ面は球面形状と比較して周辺形状が物体側に曲がっていく。このため、負レンズＧ１１の光軸方向の厚みｔ１１を薄くすることができる。
【００２７】
即ち、負レンズＧ１１の像側のレンズ面を周辺で正の屈折力が強くなる（負の屈折力が弱くなる）非球面形状とし、非球面量を大きくすることで、負レンズＧ１１の像側のレンズ面の曲率半径を小さな値としている。これにより負レンズＧ１１の光軸方向の厚みを薄くすることが容易となり、前玉有効径を小さくするのが容易となる。
【００２８】
後群ＬＲは物体側から像側へ順に正の屈折力の第２１レンズ群Ｌ２１、負の屈折力の第２２レンズ群Ｌ２２、正の屈折力の第２３レンズ群Ｌ２３を有する。広角端に比べて望遠端において第２１レンズ群Ｌ２１と第２２レンズ群Ｌ２２が大きく、第２２レンズ群Ｌ２２と第２３レンズ群Ｌ２３の間隔が小さくなるように各レンズ群が移動してズーミングを行う。これにより後群ＬＲに変倍効果を持たせて、所定のズーム比を確保している。また後群ＬＲに変倍効果を持たせることで、変倍に伴う前群ＬＦと後群ＬＲの相対移動量を小さくしている。
【００２９】
また、これにより広角端において入射瞳位置を短くして、前玉有効径の小型化を容易にしている。各実施例において第２レンズ群Ｌ２１を正の屈折力を第２１１レンズ群Ｌ２１１と、正の屈折力の第２１２レンズ群Ｌ２１２に分割し、ズーミングに伴い双方のレンズ群の間隔を変化させてもよい。これによれば、ズーミングに伴う球面収差とコマ収差の変動を抑制することが容易となる。
【００３０】
各実施例において、前群ＬＦは最も物体側に負レンズＧ１１を有し、負レンズＧ１１の像側のレンズ面は中心部に比べ周辺部で正の屈折力が強くなる非球面形状である。負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の面頂点から像側のレンズ面の有効径の端部までの光軸方向の長さをｔ１１とする。負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の有効径の半径をｙ１１１とする。負レンズＧ１１の焦点距離をｆ１１とする。前群ＬＦの焦点距離をｆ１とする。
【００３１】
広角端における後群ＬＲの合成焦点距離をｆ２ｗとする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。このとき、
０．３６＜ｔ１１／ｙ１１１＜０．４７    ・・・（１）
−２．０＜ｆ１１／ｆｗ＜−１．３        ・・・（２）
−０．５８＜ｆ１／ｆ２ｗ＜−０．２０    ・・・（３）
なる条件式を満たしている。
【００３２】
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）は負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の面頂点から像側のレンズ面の有効径の端部までの光軸方向の厚みを規定している。条件式（１）の上限を超えると負レンズＧ１１の光軸方向の厚みが厚くなりすぎ、前玉有効径が大型化するため好ましくない。下限を下回ると前玉有効径の小型化には有利になるが、負レンズＧ１１の像側のレンズ面の非球面量が大きくなりすぎ、製造が困難となるため好ましくない。
【００３３】
条件式（２）は負レンズＧ１１の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（２）の上限を超えると、負レンズＧ１１の屈折力が強くなりすぎ、特に広角端において軸外収差の補正が困難となる。下限を下回ると負レンズＧ１１の負の屈折力が弱くなりすぎ、前玉有効径が大型化するため、好ましくない。
【００３４】
条件式（３）は前群ＬＦの焦点距離と広角端における後群ＬＲの合成焦点距離の比を規定している。条件式（３）の上限を超えると、前群ＬＦの負の屈折力が強くなりすぎ、特に広角端において軸外収差が多く発生し、この補正が困難となる。下限を下回ると広角端において十分な長さのバックフォーカスを得ることが困難となるため、好ましくない。さらに好ましくは条件式（１）乃至（３）の数値範囲を以下の値とするのがよい。
【００３５】
０．４２＜ｔ１１／ｙ１１１＜０．４５      ・・・（１ａ）
−１．８０＜ｆ１１／ｆｗ＜−１．５５     ・・・（２ａ）
−０．５２＜ｆ１／ｆ２ｗ＜−０．３５     ・・・（３ａ）
各実施例によれば、以上のような構成をとることにより、広画角、高ズーム比でズーム全域で画面周辺まで結像性能の良好でかつ前玉有効径の小さなズームレンズが得られる。
【００３６】
各実施例において更に好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。負レンズＧ１１の像側に負レンズＧ１２を有し、負レンズＧ１２の材料の屈折率をＮ１２とする。負レンズＧ１１の材料のアッベ数をν１１とする。負レンズＧ１１の材料の屈折率をＮ１１とする。負レンズＧ１１の物体側のレンズ面は非球面形状であり、負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の光線有効径の半径の７割の高さにおける非球面量をＡｓｐｈ１１２とする。前群ＬＦの最も物体側のレンズ面と前群ＬＦの最も像側のレンズ面の光軸上の間隔をＤ１とする。
【００３７】
負レンズＧ１２の物体側のレンズ面は非球面形状である。負レンズＧ１２の物体側のレンズ面の光線有効径の半径の７割の高さにおける非球面量をＡｓｐｈ１２２とする。望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。第２２レンズ群Ｌ２２の焦点距離をｆ２２とする。第２３レンズ群Ｌ２３の焦点距離をｆ２３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。
【００３８】
１．８０＜Ｎ１２＜２．１０      ・・・（４）
４０＜ν１１＜７０              ・・・（５）
０．０１０＜Ａｓｐｈ１１２×（Ｎ１１−１）／Ｄ１＜０．０４０  ・・・（６）
０．３０＜（Ａｓｐｈ１２２×（Ｎ１２−１）／Ｄ１）／（Ａｓｐｈ１１２×（Ｎ１１−１）／Ｄ１）＜１．００          ・・・（７）
−１．２０＜ｆ１／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．８０      ・・・（８）
−２．５０＜ｆ２２／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−１．００    ・・・（９）
１．００＜ｆ２３／√（ｆｗ×ｆｔ）＜２．００        ・・・（１０）
ここで、前述した非球面量とは、以下のように定義する。
【００３９】
非球面形状ＸASPHは光軸方向にＸ軸、光軸と垂直な方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋ、Ａ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各々非球面係数としたとき、
【００４０】
【数１】
2014206674.tif 000003
【００４１】
なる式で表している。また、面頂点と非球面の光線有効径位置における点を結んだ球の曲率半径をＲREFとして参照球の形状ＸREFは
【００４２】
【数２】
2014206674.tif 000004
【００４３】
で表される。光軸から垂直な方向への高さＨにおける非球面量ＡSPH（Ｈ）を
ＡSPH（Ｈ）＝｜ＸASPH（Ｈ）−ＸREF（Ｈ）｜
と定義する。
【００４４】
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（４）は負レンズＧ１２の材料の屈折率を規定している。条件式（４）の下限を下回るとペッツバール和が増大し、像面湾曲がズーム全域でオーバーとなり好ましくない。また上限を超えると加工可能な光学材料が著しく限定されるため好ましくない。
【００４５】
条件式（５）は負レンズＧ１１の材料のアッベ数を規定している。条件式（５）の下限を下回ると負レンズＧ１１の材料が高分散となり、負レンズＧ１１による歪曲の補正効果の波長による変化が増大し、倍率色収差の曲がりが増大するため好ましくない。ここで倍率色収差の曲がりとは像高による倍率色収差の差である。一方、上限を超えると、倍率色収差の曲がりの抑制は容易となるが、一般的に低分散の材料は屈折率が低くなる傾向があるため、負レンズＧ１１の屈折力が低くなり、全系が大型化するため好ましくない。
【００４６】
条件式（６）は負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の光線有効径の半径の７割の高さにおける非球面量を規定している。条件式（６）の上限を超えて非球面量が大きくなりすぎると製造敏感度が高くなるため好ましくない。下限を下回ると非球面量が小さくなりすぎて非球面の効果を十分に発揮することが困難になる。
【００４７】
条件式（７）は負レンズＧ１１の物体側のレンズ面の光線有効径の半径の７割の高さにおける非球面量と負レンズＧ１２の物体側のレンズ面の光線有効径の半径の７割の高さにおける非球面量の比を規定している。条件式（７）の下限を下回り負レンズＧ１１の非球面量が大きくなると、広角端において歪曲収差の補正は容易となるが、広角端において像面湾曲やコマ収差、望遠端において球面収差の補正が過剰補正となり好ましくない。
【００４８】
また上限を超えて負レンズＧ１２の非球面量が大きくなると広角端において像面湾曲やコマ収差、望遠端において球面収差の補正が容易となるが、広角端において歪曲収差の補正が困難となり好ましくない。
【００４９】
条件式（８）は前群ＬＦの焦点距離を規定している。条件式（８）の上限を超えると前群ＬＦの焦点距離の絶対値が小さくなりすぎて（負の屈折力が強くなりすぎて）、広角端において像面湾曲、歪曲収差の補正が困難となり、好ましくない。また下限を下回ると前群ＬＦの焦点距離の絶対値が大きくなりすぎて（負の屈折力が小さくなりすぎて）、大型化するため好ましくない。
【００５０】
条件式（９）は第２２レンズ群Ｌ２２の焦点距離を規定している。条件式（９）の上限を超えると第２２レンズ群Ｌ２２の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎて、望遠端において球面収差が過補正となり、好ましくない。また下限を下回ると第２２レンズ群Ｌ２２の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎて、変倍のための移動量が大きくなりすぎ全系が大型化するため好ましくない。
【００５１】
条件式（１０）は第２３レンズ群Ｌ２３の焦点距離を規定している。条件式（１０）の下限を下回ると第２３レンズ群Ｌ２３の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎて、広角端において歪曲収差や望遠端において球面収差の補正が困難となり、好ましくない。また上限を超えると第２３レンズ群Ｌ２３の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎて、十分な長さのバックフォーカスを確保することが困難となり、好ましくない。さらに好ましくは条件式（４）乃至（１０）の数値範囲を以下の値とするとよい。
【００５２】
１．８４＜Ｎ１２＜１．８９    ・・・（４ａ）
４６＜ν１１＜６５            ・・・（５ａ）
０．０１１＜Ａｓｐｈ１１２×（Ｎ１１−１）／Ｄ１＜０．０３３  ・・・（６ａ）
０．５０＜（Ａｓｐｈ１２２×（Ｎ１２−１）／Ｄ１）／（Ａｓｐｈ１１２×（Ｎ１１−１）／Ｄ１）＜０．８０  ・・・（７ａ）
−１．０５＜ｆ１／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−０．８５    ・・・（８ａ）
−１．８０＜ｆ２２／√（ｆｗ×ｆｔ）＜−１．３０  ・・・（９ａ）
１．１０＜ｆ２３／√（ｆｗ×ｆｔ）＜１．７５      ・・・（１０ａ）
なお、本明細書中における前玉有効径とは、最も物体側のレンズ面の面頂点位置における最大光線の入射高で定義されるものである。
【００５３】
この他、各実施例において好ましくは負レンズＧ１１は両レンズ面が非球面形状で、負レンズＧ１１の物体側のレンズ面を中心部から周辺部にかけて正の屈折力が強くなる非球面形状とすると好ましい。負レンズＧ１１の物体側のレンズ面は広角端において軸外光線の入射高が最も高いため、広角端における周辺部の諸収差、とくに歪曲収差の補正が容易となる。
【００５４】
本発明のズームレンズは、負レンズＧ１１の像側に負レンズＧ１２を有し、負レンズＧ１２は中心部に比べ周辺部で負の屈折力が強くなる非球面形状のレンズ面を有するのが好ましい。
【００５５】
本発明のズームレンズは軸外光線の入射高が最も高くなる負レンズＧ１１の像面側のレンズ面を周辺で正の屈折力が強くなる非球面形状とし、非球面量を大きくしている。これにより、広角端において歪曲収差を十分に補正することを容易としている。その一方で、広角端において像面湾曲やコマ収差、望遠端において球面収差の補正が過剰補正となる傾向がある。
【００５６】
そこで、負レンズＧ１１よりも軸外光線の入射高が低くなる負レンズＧ１２を周辺で負の屈折力が強くなる非球面形状とすることで、広角端において像面湾曲やコマ収差、望遠端において球面収差を良好に補正している。さらに好ましくは負レンズＧ１２の両レンズ面を非球面形状とすると良い。負レンズＧ１２の像側のレンズ面の非球面量を大きくすると、負レンズＧ１２の像側のレンズ面に対する軸外光線の光線入射角が大きいため製造敏感度が高くなるため好ましくない。このため、両面を非球面形状として非球面量を小さくするのが良い。
【００５７】
前群ＬＦは物体側から像側へ順に、負の屈折力の負レンズＧ１１、負の屈折力の負レンズＧ１２、負の屈折力の負レンズＧ１３、正の屈折力の正レンズＧ１４から構成されると好ましい。前群ＬＦを３枚のレンズ構成とすると、負レンズＧ１１と負レンズＧ１２の負の屈折力が大きくなりすぎ、広角端において諸収差の発生が多くなり、諸収差の補正が困難となり好ましくない。また前群ＬＦを５枚以上のレンズよりなるレンズ構成とすると、レンズ枚数の増加により前群ＬＦの光軸方向の厚みが増加し、前玉有効径が大型化するため好ましくない。
【００５８】
各実施例はズーミングに際してのＦナンバーを一定に保つための可変絞りＳＳＰを有している。可変絞りＳＳＰを配置する代わりに開口絞りＳＰの径をズーミングに際して可変としてもよい。また、可変絞りＳＳＰが無くＦナンバーが変動するズームレンズにおいても本発明を適用することは容易である。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００６０】
次に実施例１乃至３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８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。
【００６１】
図８は一眼レフカメラの要部概略図である。図８において１０は実施例１乃至３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。
【００６２】
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３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。
【００６３】
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、
【００６４】
【数１】
2014206674.tif 000005
【００６５】
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。バックフォーカスは最終レンズ面から像面までの距離である。
【００６６】
［数値実施例１］
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*      -714.708    3.50   1.61881    63.9           
2*        18.302   10.77                            光線有効径Φ41.904
3*      2652.907    2.30   1.85400    40.4           
4*        59.913    6.83                            光線有効径Φ35.549
5        -79.670    1.50   1.88300    40.8           
6        609.260    0.15                             
7         57.388    5.68   1.85478    24.8           
8       -274.202  (可変)                             
9        139.830    2.34   1.90366    31.3           
10       -368.538    0.15                             
11         59.098    1.30   1.80809    22.8           
12         27.990    4.74   1.67270    32.1           
13        221.033  (可変)                             
14         33.253    1.40   1.84666    23.9           
15         20.583    9.34   1.48749    70.2           
16        -69.598  (可変)                             
17(絞り)    ∞       0.37                             
18         40.851    2.51   1.80518    25.4           
19        179.546    1.00   1.88300    40.8           
20         23.132    5.10                             
21        -24.288    1.00   1.88300    40.8           
22        -96.070    0.15                             
23         66.825    2.85   1.80809    22.8           
24       -140.949    0.91                             
25          ∞     (可変)                             
26         31.530    6.73   1.43875    94.9           
27       -409.060    0.15                             
28         65.846    1.40   1.91082    35.3           
29         22.330   11.70   1.49710    81.6           
30*       -75.251    0.15                             
31        636.187    4.65   1.49700    81.5           
32        -52.782                               
像面        ∞   
【００６７】
非球面データ
第1面
K  =-4.05739e+003  A 4= 3.01972e-006  A 6= 8.60626e-010 
A 8=-8.42670e-013  A10= 7.14481e-016  
第2面
K  =-1.27171e+000  A 4=-5.02670e-006  A 6=-5.29014e-009 
A 8=-1.88454e-011  A10= 3.72226e-014  
第3面
K  =-5.24115e+005  A 4=-5.68107e-006  A 6=-2.46923e-010 
A 8= 1.38578e-011  A10=-9.61882e-015  
第4面
K  = 6.58507e+000  A 4= 3.24729e-006  A 6= 2.74626e-008 
A 8=-1.01486e-011  A10=-3.80375e-014  
第30面
K  = 1.83032e+000  A 4= 9.78498e-006  A 6=-2.27347e-009 
A 8= 1.82814e-011  A10=-3.46919e-014  
各種データ
ズーム比          2.06
広角     中間     望遠
焦点距離           16.49    23.74    33.94  
Fナンバー           2.91     2.91     2.91  
半画角（度）       52.69    42.35    32.51  
バックフォーカス   38.74   48.38    63.65 
d 8                31.93    13.49     1.97  
d13                 5.64     5.21     8.50  
d16                 1.99     7.35    13.26  
d25                12.15     6.79     0.89  
【００６８】
［数値実施例２］
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*       183.061    3.60   1.77250    49.6           
2*        18.775   10.57                             光線有効径Φ43.840
3*      1058.296    2.60   1.85400    40.4           
4*        68.022    8.64                             光線有効径Φ35.309
5        -47.914    1.70   1.81600    46.6           
6       1591.821    0.15                             
7         71.381    6.86   1.76182    26.5           
8        -86.077  (可変)                             
9        247.846    2.76   1.91082    35.3           
10       -132.691    0.15                             
11         78.424    1.30   1.80809    22.8           
12         22.742    8.16   1.69895    30.1           
13       2407.764  (可変)                             
14         43.534    1.40   1.84666    23.9           
15         27.861    9.26   1.48749    70.2           
16        -54.039  (可変)                             
17(絞り)    ∞       2.36                             
18       -227.039    1.25   1.91082    35.3           
19         81.866    3.14                             
20        -36.296    1.00   1.77250    49.6           
21         34.161    4.90   1.80809    22.8           
22       -154.966    1.00                             
23          ∞     (可変)                             
24         30.920    7.56   1.43875    94.9           
25        -73.302    0.15                             
26         42.823    1.40   1.88300    40.8           
27         21.224   15.56   1.49700    81.5           
28        -23.116    1.60   1.85400    40.4           
29*       -65.384    0.94                             
30        -54.664    3.55   1.48749    70.2           
31        -30.624                               
像面        ∞   
【００６９】
非球面データ
第1面
K  = 2.55273e+001  A 4= 9.46075e-007  A 6= 1.74787e-009 
A 8=-3.10852e-013  A10=-1.97990e-016  
第2面
K  =-1.32889e+000  A 4=-3.50901e-006  A 6=-5.21122e-009 
A 8=-2.85662e-011  A10= 3.08407e-014  
第3面
K  =-2.48714e+004  A 4=-7.71603e-006  A 6= 6.08601e-009 
A 8= 1.27414e-011  A10=-1.40967e-014  
第4面
K  = 1.06865e+001  A 4= 2.69825e-006  A 6= 2.90854e-008 
A 8= 5.40256e-011  A10=-8.70560e-014  
第29面
K  = 5.47709e+000  A 4= 8.99092e-006  A 6= 3.22048e-009 
A 8= 4.88293e-012  A10= 2.48336e-014  
各種データ
ズーム比          2.06
広角     中間     望遠
焦点距離           16.49    23.70    33.94  
Fナンバー           2.91     2.91     2.91  
半画角（度）       52.69    42.39    32.51  
バックフォーカス   39.46   48.77    65.23 
d 8                29.62    12.80     1.99  
d13                10.71     9.98     5.36  
d16                 1.00     6.19    10.11  
d23                10.10     4.91     0.98  
【００７０】
［数値実施例３］
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*      -598.122    3.00   1.58313    59.4           
2*        17.070    9.05                             光線有効径Φ33.951
3*      6248.352    2.00   1.88100    40.1           
4*        39.597    6.16                             光線有効径Φ28.203
5        -48.208    1.20   1.69680    55.5           
6         95.203    0.15                             
7         46.106    6.57   1.73800    32.3           
8        -55.298  (可変)                             
9         33.665    1.00   1.91082    35.3           
10         19.256    5.08   1.61340    44.3           
11       -191.559    6.03                             
12(絞り)    ∞       1.09                             
13         27.578    1.00   1.84666    23.9           
14         19.068    5.98   1.48749    70.2           
15        -63.756  (可変)                             
16          ∞       1.74                             
17         98.630    1.98   1.84666    23.9           
18        -71.909    0.80   1.88300    40.8           
19         26.542    3.11                             
20        -21.627    0.80   1.91082    35.3           
21        -51.448    0.15                             
22         69.313    2.08   1.80809    22.8           
23       -101.915  (可変)                             
24         27.664    5.91   1.49700    81.5           
25        -89.372    0.15                             
26         60.294    1.20   1.91082    35.3           
27         19.013   10.82   1.49700    81.5           
28        -34.912    2.10   1.85400    40.4           
29*       -46.251                            
像面        ∞   
【００７１】
非球面データ
第1面
K  = 0.00000e+000  A 4= 1.67599e-005  A 6=-2.73317e-008 
A 8= 4.29576e-011  A10=-4.11597e-014  A12= 2.02289e-017  
第2面
K  =-1.45241e+000  A 4= 4.19025e-006  A 6= 2.69893e-008 
A 8=-1.29894e-010  A10= 4.51693e-014  
第3面
K  = 0.00000e+000  A 4=-2.09213e-005  A 6= 9.18487e-008 
A 8=-1.89361e-010  A10= 1.47522e-013  
第4面
K  =-1.14035e+001  A 4= 2.70484e-005  A 6= 3.92019e-008 
A 8= 5.54112e-011  A10=-6.06951e-014  
第29面
K  = 6.54796e+000  A 4= 2.04925e-005  A 6= 2.21798e-008 
A 8= 1.48999e-010  A10=-6.11464e-013  A12= 2.70504e-015  
各種データ
ズーム比          2.07 
広角     中間     望遠
焦点距離           16.48    23.72    34.13  
Fナンバー           4.10     4.10     4.10  
半画角（度）       52.70    42.37    32.37  
バックフォーカス   38.99    48.87    63.71
d 8                28.11    12.16     1.94  
d15                 1.52     4.33     7.30  
d23                 6.93     4.13     1.15  
【００７２】
【表１】
2014206674.tif 000006
【符号の説明】
【００７３】
ＬＦ    前群      ＬＲ    後群      ＳＰ    開口絞り
【図１】
2014206674.tif 000007
【図２】
2014206674.tif 000008
【図３】
2014206674.tif 000009
【図４】
2014206674.tif 000010
【図５】
2014206674.tif 000011
【図６】
2014206674.tif 000012
【図７】
2014206674.tif 000013
【図８】
2014206674.tif 000014