(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に結像される被写体像を形成するためのズームレンズであって、
物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群と、複数のレンズ群を含む後群から構成され、最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記後群は正の屈折力のレンズ群を有し、
前記撮像素子の撮像領域は矩形であり、前記ズームレンズの焦点距離が最短焦点距離のときには、最大像高が前記矩形の撮像領域の対角長の半分よりも低く、前記撮像領域に被写体像が形成されない領域が存在し、
最大像高が前記撮像領域の対角長の半分となるときの前記ズームレンズの焦点距離を中間焦点距離とするとき、最短焦点距離から前記中間焦点距離までのズーミングに際して最大像高は連続的に増加し、
最長焦点距離における前記ズームレンズの焦点距離をｆｔ、最長焦点距離における前記ズームレンズの撮像半画角をωｔ、最短焦点距離における像高をＹｗ、前記撮像素子の対角長の半分の長さをＤとするとき、
０．７５＜Ｄ／（ｆｔ×ｔａｎ（ωｔ））＜１．１０
１．４＜Ｄ／Ｙｗ＜２．６
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
最短焦点距離における前記ズームレンズの撮像半画角をωｗ、前記中間焦点距離における前記ズームレンズの撮像半画角をωｍとするとき、
０．９＜ωｍ／ωｗ＜１．１
８０°＜ωｗ＜１１５°
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。
【請求項３】
前記正の屈折力のレンズ群は、最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して物体側に単調に移動し、前記正の屈折力のレンズ群の焦点距離をｆｐ、最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際しての前記正の屈折力のレンズ群の移動量をｍｐとするとき、
１．０＜｜ｍｐ／ｆｐ｜＜４．０
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。
【請求項４】
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２負レンズ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項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第１負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、前記第２負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ２ａ、Ｒ２ｂとするとき、
１．０＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜４．５
０．５＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜３．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第１レンズ群は、最も物体側から像側へ順に連続して配置された３枚の負レンズを有し、前記３枚の負レンズの焦点距離を物体側から像側へ順にそれぞれｆＧ１、ｆＧ２、ｆＧ３とするとき、
０．８＜ｆＧ１／ｆＧ２＜４．０
０．３＜ｆＧ２／ｆＧ３＜１．５
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。
【請求項７】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記正の屈折力のレンズ群の焦点距離をｆｐとするとき、
０．２＜｜ｆ１／ｆｐ｜＜０．７
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。
【請求項８】
前記正の屈折力のレンズ群の焦点距離をｆｐとするとき、
０．４＜ｆｐ／ｆｔ＜３．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記正の屈折力のレンズ群は、非球面形状のレンズ面を有するレンズと、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第１レンズ群はズーミングに際して移動し、前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群から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。
【請求項１１】
前記第１レンズ群はズーミングに際して移動し、前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群から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。
【請求項１２】
前記第１レンズ群はズーミングに際して移動し、前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第３レンズ群から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。
【請求項１３】
前記第１レンズ群はズーミングに際して移動し、前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第３レンズ群から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。
【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撮像素子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及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置に用いられる撮像光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、監視カメラや車載カメラなどに用いられる撮像光学系には、死角の少ない撮像が容易な広画角の魚眼ズームレンズが要望されている。魚眼ズームレンズは、歪曲収差を許容することにより撮像画角を広く確保することを主眼としている。例えばレンズ結像位置での撮像素子の対角方向を基準として像円径を設定し、撮像素子の対角における全撮像画角（２ω）を１８０度程度とする方式がある（「対角魚眼方式」と呼ぶ）。
【０００３】
これに対し撮像素子の短辺方向のおける全撮像画角を略１８０度の撮像画角とする方式とし撮像装置の撮像素子上に略円形となる像を形成させ、対角、水平、垂直を含む全周において略１８０度程度の撮像画角を確保する方式がある（「全周魚眼方式」と呼ぶ）。
【０００４】
従来、このように対角魚眼方式から全周魚眼方式の選択を一つのズームレンズで行うために、ズーミングさせることにより、いずれかの魚眼方式を選択可能としたズームレンズが知られている（特許文献１）。この他、最短焦点距離（広角端）において９０度程度の撮像半画角を持ち、望遠端においては標準的な撮像画角までズーミング可能な、比較的高ズーム比の魚眼ズームレンズが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２１０９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９４２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、監視カメラや車載カメラなどの撮像装置では、死角の少ない撮像が可能となる円周魚眼方式を用いた魚眼レンズの要望が増えている。しかしながら円周魚眼方式では撮像素子の全ての画素を有効利用できないことや、拡大倍率が小さくなり被写体の識別能力が不足するという課題がある。このため監視カメラや車載カメラ等の撮像装置では、円周魚眼方式と対角線魚眼方式を含む範囲から、標準的な撮像画角となる最長焦点距離までの全範囲において良好なる光学性能を有するズームレンズが要望されている。
【０００７】
これらの要望を満たすには、撮像素子の撮像領域の形状や寸法、ズームレンズのズーミングに伴う撮像画角の変化や最大像高の変化等を撮像素子の撮像領域に対して適切に設定することが重要になってくる。
【０００８】
本発明は、全周魚眼方式から対角魚眼方式となる撮像領域を有し、しかも最長焦点距離においては標準画角程度の撮像画角で撮像ができ、全ズーム範囲で高い光学性能が容易に得られるズームレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のズームレンズは、撮像素子に結像される被写体像を形成するためのズームレンズであって、
物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群と、複数のレンズ群を含む後群から構成され、最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記後群は正の屈折力のレンズ群を有し、
前記撮像素子の撮像領域は矩形であり、前記ズームレンズの焦点距離が最短焦点距離のときには、最大像高が前記矩形の撮像領域の対角長の半分よりも低く、前記撮像領域に被写体像が形成されない領域が存在し、
最大像高が前記撮像領域の対角長の半分となるときの前記ズームレンズの焦点距離を中間焦点距離とするとき、最短焦点距離から前記中間焦点距離までのズーミングに際して最大像高は連続的に増加し、
最長焦点距離における前記ズームレンズの焦点距離をｆｔ、最長焦点距離における前記ズームレンズの撮像半画角をωｔ、最短焦点距離における像高をＹｗ、前記撮像素子の対角長の半分の長さをＤとするとき、
０．７５＜Ｄ／（ｆｔ×ｔａｎ（ωｔ））＜１．１０
１．４＜Ｄ／Ｙｗ＜２．６
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、全周魚眼方式から対角魚眼方式となる撮像領域を有し、しかも最長焦点距離においては標準画角程度の撮像画角で撮像ができ、全ズーム範囲で高い光学性能が容易に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の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例１の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図３】実施例２の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例２の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図５】実施例３の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例３の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図７】実施例４の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例４の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図９】実施例５の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例５の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図１１】実施例６の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例６の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図１３】実施例７の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例７の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図１５】実施例８の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例８の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図１７】実施例９の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例９の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図１９】実施例１０の最短焦点距離におけるレンズ断面図
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例１０の最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図
【図２１】本発明のズームレンズの各変倍位置における像円と撮像素子の概略図
【図２２】本発明のズームレンズの像円と、撮像素子の概略図
【図２３】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の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明は、撮像素子に被写体像を形成するためのズームレンズである。撮像素子の撮像領域は矩形である。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、正の屈折力のレンズ群を含む、複数のレンズ群を有する後群より構成され、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。
【００１３】
図１は本発明の実施例１のズームレンズの最短焦点距離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のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例１はズーム比５．００、Ｆナンバー１．６０〜３．５０のズームレンズである。
【００１４】
図３は本発明の実施例２のズームレンズの最短焦点距離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のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例２はズーム比４．００、Ｆナンバー１．６０〜３．５０のズームレンズである。
【００１５】
図５は本発明の実施例３のズームレンズの最短焦点距離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のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例３はズーム比４．００、Ｆナンバー１．６０〜３．５０のズームレンズである。
【００１６】
図７は本発明の実施例４のズームレンズの最短焦点距離におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例４はズーム比８．００、Ｆナンバー１．６０〜４．５０のズームレンズである。
【００１７】
図９は本発明の実施例５のズームレンズの最短焦点距離におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例５はズーム比１０．００、Ｆナンバー１．６０〜４．９０のズームレンズである。
【００１８】
図１１は本発明の実施例６のズームレンズの最短焦点距離におけるレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例６のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例６はズーム比５．００、Ｆナンバー１．６０〜３．５０のズームレンズである。
【００１９】
図１３は本発明の実施例７のズームレンズの最短焦点距離におけるレンズ断面図である。図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例７のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例７はズーム比５．００、Ｆナンバー１．６０〜３．５０のズームレンズである。
【００２０】
図１５は本発明の実施例８のズームレンズの最短焦点距離におけるレンズ断面図である。図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例８のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例８はズーム比４．９９、Ｆナンバー１．６０〜３．５０のズームレンズである。
【００２１】
図１７は本発明の実施例９のズームレンズの最短焦点距離におけるレンズ断面図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例９のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例９はズーム比４．９９、Ｆナンバー１．６０〜３．５０のズームレンズである。
【００２２】
図１９は本発明の実施例１０のズームレンズの最短焦点距離におけるレンズ断面図である。図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１０のズームレンズの最短焦点距離、中間焦点距離、最長焦点距離における収差図である。実施例１０はズーム比５．００、Ｆナンバー１．６０〜３．５０のズームレンズである。
【００２３】
図２１は本発明のズームレンズにおいて各ズーム位置における像円と撮像素子との関係を示す説明図である。図２２は本発明のズームレンズにおいて像円と撮像素子との関係を示す説明図である。図２３は本発明の撮像装置の要部概略図である。
【００２４】
各実施例のズームレンズは監視カメラに用いられる撮像光学系である。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、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いても良い。
【００２５】
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。また、レンズ断面図において、Ｌ０はズームレンズである。ＬＲは正の屈折力のレンズ群を含み複数のレンズ群を有する後群である。ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。ＳＰは開口絞りである。Ｇはフィルター等の光学ブロックである。ＩＰは像面である。像面ＩＰは、デジタルカメラやビデオカメラ、監視カメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。
【００２６】
また、銀塩フィルムカメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。各実施例のズームレンズは、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。矢印は最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。またフォーカスに関する矢印は無限遠から近距離へフォーカシングするときのレンズ群の移動方向を示している。
【００２７】
球面収差図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線の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ΔＭはｄ線のメリディオナル像面、実線のΔＳはｄ線のサジタル像面である。歪曲収差は等立体角射影方式を基準としたときのｄ線での値を示している。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは撮像半画角（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。なお、各実施例において最短焦点距離と最長焦点距離は変倍用のレンズ群が機構上、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。
【００２８】
本発明のズームレンズは、最も物体側に負の屈折力の第１レンズ群を有し、第１レンズ群よりも像側に正の屈折力のレンズ群を含む複数のレンズ群を有する後群ＬＲより構成される。そして隣り合うレンズ群間隔を変化させることでズーミングを行う。
【００２９】
上記のように３つ以上の複数のレンズ群の間隔を変化させてズーミングを行う構成により、最短焦点距離において円周魚眼、中間焦点距離において対角線魚眼を経て、最長焦点距離での標準的な撮像画角に至るまでの高ズーム比化を達成している。これに加え、ズーミングに伴う大きな撮像画角の変動により発生する収差変動を全ズーム領域に渡り良好に軽減している。
【００３０】
本発明のズームレンズは、全系の焦点距離が最短焦点距離においては最大像高が矩形の撮像領域の対角長よりも小さい。そして矩形の撮像領域の長辺方向と対角線方向の周辺部に被写体像が形成されない領域が存在する。さらに、最短焦点距離における最大像高を、撮像素子の撮像領域の短辺の半分の長さと略一致させることで円周魚眼方式を採用している。
【００３１】
また最短焦点距離から最長焦点距離に向けてのズーミングに際して、最大像高が中間の焦点距離まで連続的に単調増加する。このときのズーム位置が対角線魚眼となる。このズーム位置から更に最長焦点距離までズーミングを行う。
【００３２】
本発明の撮像装置ではズームレンズと矩形の撮像領域を有する撮像素子との組み合わせにより被写体像を撮像する。
【００３３】
図２１は撮像素子ＩＭと撮像領域との関係を示す説明図である。図２１（Ａ）の最短焦点距離における最大像高Ｙｗは、矩形の撮像領域ＳＲの対角長の半分の長さＤよりも短く、矩形の撮像領域ＳＲの長辺方向と対角線方向の周辺部に被写体像が形成されない領域ＢＲが存在する。さらに、最短焦点距離における最大像高Ｙｗを、撮像素子ＩＭの短辺の半分の長さと略一致させることで円周魚眼を成す。
【００３４】
また図２１（Ａ）の最短焦点距離から図２１（Ｃ）の最長焦点距離に向けてのズーミングにより、最大像高Ｙが図２１（Ｂ）に示す中間の焦点距離まで連続的に単調増加する。ここでは最大像高Ｙが矩形の撮像素子ＩＭの対角長の半分の長さＤを初めて超える焦点距離を中間焦点距離と呼ぶ。この変倍位置が対角線魚眼となる。この変倍位置から更に最長焦点距離まで変倍を行う。
【００３５】
図２１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ズーミングに伴って変化する像円径と、撮像素子ＩＭとの関係性を、実施例１を例に図示化している。図２１（Ａ）に示すように最短焦点距離においては撮像素子ＩＭの短辺長と像円径が略一致しており、全方位で１９０度の撮像画角を持つ円周魚眼となっている。最短焦点距離からの変倍により像円径が増大することで、図２１（Ｂ）に示す中間焦点距離においては撮像素子ＩＭの対角長と像円径が略一致し、対角方向の撮像画角が１９０度の対角線魚眼となっている。
【００３６】
図２１（Ｃ）に示すように最長焦点距離においても撮像素子ＩＭの対角長と像円径が略一致しており、対角画角が５５度の標準的な撮像画角となっている。なお、ここで言う像円の半径と、各焦点距離における最大像高Ｙは略一致している。但し、最長焦点距離における最大像高Ｙｔは撮像素子ＩＭの対角長の半分の長さＤより小さくても構わない。これは、画像処理によって有効撮像領域を変化させる、所謂デジタルズームとの併用が適用できるためである。
【００３７】
本発明のズームレンズにおいて、最長焦点距離におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｔ、最長焦点距離におけるズームレンズ全系の撮像半画角をωｔ、最短焦点距離における撮像半画角をωｗとする。中間焦点距離における撮像半画角をωｍ、最短焦点距離における像高をＹｗ、矩形の撮像素子ＩＭの対角長の半分の長さをＤとする。このとき、
０．７５＜Ｄ／ｆｔ×ｔａｎ（ωｔ）＜１．１０  ・・・（１）
１．４＜Ｄ／Ｙｗ＜２．６                      ・・・（２）
なる条件式を満足する。
【００３８】
魚眼レンズは一般に、像高をＹ、焦点距離をｆ、半画角をωとするとき、下記の式を満足する射影方式を採用している。
【００３９】
Ｙ＝２ｆ×ｓｉｎ（ω／２）      ・・・等立体角射影方式
Ｙ＝２ｆ×ｔａｎ（ω／２）      ・・・立体射影方式
Ｙ＝ｆ×ω                      ・・・等距離射影方式
Ｙ＝ｆ×ｓｉｎω                ・・・正射影方式
一方、本発明に係るズームレンズは、魚眼ズームレンズとしては高いズーム比を達成しており、最長焦点距離においてはＹ＝ｆ×ｔａｎωで表される中心射影方式のレンズの標準的な画角となる。このため、歪曲が大きいと不自然な映像となってしまう。
【００４０】
図２２は本発明に係るズームレンズに撮像される像円と、撮像装置に用いられる撮像素子の撮像面の概略図である。図中ＩＭは対角長が２×Ｄとなる矩形の撮像素子である。
【００４１】
条件式（１）は、上記撮像素子ＩＭの対角長の半分の長さＤと、最長焦点距離における中心射影方式での理想像高ｆｔ×ｔａｎ（ωｔ）の比を規定したものであり、歪曲が大きくなり過ぎない数値範囲を規定している。条件式（１）の下限値を超えると、樽型の歪曲が大きくなり過ぎ不自然な映像となってしまい好ましくない。条件式（１）の上限値を超えると、糸巻き型の歪曲が大きくなり過ぎ不自然な映像となってしまい好ましくない。
【００４２】
図２２において、ＩＳｗは最短焦点距離における像円を表しており、最大像高Ｙｗは像円ＩＳｗの半径に略一致する。また、最大像高Ｙｗは矩形の撮像素子ＩＭの短辺の長さの半分ＤＳにも略一致する。ＩＳｍは、中間焦点距離における像円であり、中間焦点距離における最大像高Ｙｍは、撮像素子ＩＭの対角長の半分の長さＤと略一致する。
【００４３】
条件式（２）は、矩形の撮像素子ＩＭの対角長の半分の長さＤと、最短焦点距離における最大像高Ｙｗの比を規定する。矩形の撮像素子ＩＭのアスペクト（縦横）比は、長辺：短辺が３：２や４：３、１６：９など様々なものが存在する。円周魚眼状態において、矩形の撮像領域の周辺部に被写体像が形成されない領域が最も少ない状態は、長辺と短辺の長さが等しくなるアスペクト比１：１であり、比率が大きくなるにつれて被写体像が形成されない領域が大きくなる。
【００４４】
実施例１乃至５、８乃至１０において、撮像素子ＩＭは長辺と短辺の比率が４：３である。実施例６において、撮像素子ＩＭは長辺と短辺の比率が１：１である。実施例７において、撮像素子ＩＭは長辺と短辺の比率が２．３５：１である。
【００４５】
条件式（２）の下限値を超えると、最短焦点距離における最大像高Ｙｗが、矩形の撮像素子ＩＭの短辺の長さの半分ＤＳを超えるため、撮像素子ＩＭの短辺方向の映像周辺部に死角が生まれてしまい好ましくない。条件式（２）の上限値を超えると、矩形の撮像領域の周辺部に被写体像が形成されない領域が大きくなり過ぎて、最短焦点距離で撮影する映像の解像力が低くなり好ましくない。なお好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
【００４６】
０．７８＜Ｄ／（ｆｔ×ｔａｎ（ωｔ））＜１．０５  ・・・（１ａ）
１．４０＜Ｄ／Ｙｗ＜２．５７                      ・・・（２ａ）
また、さらに好ましくは、条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
０．７８５＜Ｄ／（ｆｔ×ｔａｎ（ωｔ））＜１．００  ・・・（１ｂ）
１．４０＜Ｄ／Ｙｗ＜２．５６                        ・・・（２ｂ）
【００４７】
以上の構成により、最短焦点距離において撮影半画角が８０度以上の広い撮像画角を持つ。そして最長焦点距離において標準画角程度の撮影画角で被写体を拡大した撮影が容易な、高ズーム比で、しかも高い光学性能を有するズームレンズが得られる。さらに、好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足することが良い。最短焦点距離における撮像半画角をωｗ、中間焦点距離における撮像半画角をωｍとする。
【００４８】
後群ＬＲに含まれる正の屈折力のレンズ群Ｌｍｐは最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して像側から物体側に単調移動し、ズーミングに際して移動量が最も大きいレンズ群である。そしてレンズ群Ｌｍｐの焦点距離をｆｐ、最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに伴うレンズ群Ｌｍｐの移動量をｍｐとする。ここでレンズ群の移動量の符号は最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して移動した結果、その位置が最短焦点距離に比べて最長焦点距離において物体側に位置するときを負、像側に位置するときを正とする。
【００４９】
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第１負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２負レンズを有する。このとき、第１負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、第２負レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ２ａ、Ｒ２ｂとする。
【００５０】
第１レンズ群Ｌ１は、最も物体側から像側へ順に３枚の負レンズが連続して配置されているとき、３枚の負レンズの焦点距離を物体側から像側へ順にそれぞれｆＧ１、ｆＧ２、ｆＧ３とする。第１レンズ群の焦点距離をｆ１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。
【００５１】
０．９＜ωｍ／ωｗ＜１．１              ・・・（３）
８０°＜ωｗ＜１１５°                  ・・・（４）
１．０＜｜ｍｐ／ｆｐ｜＜４．０          ・・・（５）
１．０＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜４．５    ・・・（６）
０．５＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜３．５    ・・・（７）
０．８＜ｆＧ１／ｆＧ２＜４．０          ・・・（８）
０．３＜ｆＧ２／ｆＧ３＜１．５          ・・・（９）
０．２＜｜ｆ１／ｆｐ｜＜０．７        ・・・（１０）
０．４＜ｆｐ／ｆｔ＜３．０            ・・・（１１）
【００５２】
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。本発明に係るズームレンズは、後群ＬＲに含まれる正の屈折力のレンズ群Ｌｍｐが主変倍レンズ群である。本発明に係るズームレンズでは高いズーム比と明るいＦ値（Ｆナンバー）を持ち、さらに全系の小型化も達成するために、主変倍レンズ群のパワー配置やズーミングに際してのレンズ群Ｌｍｐの移動量を適切に設定している。
【００５３】
条件式（３）は、最短焦点距離における最大半画角ωｗと中間焦点距離における最大半画角ωｍの比を規定したものである。条件式（３）の上限値又は下限値を超えると、円周魚眼状態から対角線魚眼状態への変倍により撮像画角が変化し過ぎ、ズーミングによって画面周辺部の被写体が映らなくなる場合があるため好ましくない。
【００５４】
条件式（４）は最短焦点距離における最大半画角を規定する。特に監視用カメラなどでは、天井や壁面に設置するような状況が多く、魚眼レンズとして死角を少なくするため１８０度程度の広い撮像画角を持つことが要求される。条件式（４）の下限値を超えると、死角が生まれ所望の被写体の撮像ができないおそれがあり好ましくない。条件式（４）の上限値を超えると、特に負の屈折力の第１レンズ群の屈折力が強くなり過ぎて軸外の諸収差が増大し、高ズーム比化を図りつつ、高い光学性能を得るのが困難となる。
【００５５】
条件式（５）は、最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際してのレンズ群Ｌｍｐの移動量ｍｐと、レンズ群Ｌｍｐの焦点距離ｆｐの比を規定する。条件式（５）の下限値を超えて、移動量が小さくなると、高ズーム比化を図るのが困難になる。又はレンズ群Ｌｍｐの屈折力が弱くなりすぎてズーミングに際してのレンズ群Ｌｍｐの移動量が増大し、全系の小型化が困難になる。
【００５６】
条件式（５）の上限値を超えて、移動量が大きくなりすぎると、全系の小型化が困難になる。又はレンズ群Ｌｍｐの屈折力が強くなり、諸収差の発生量が増大し高い光学性能を得るのが困難になる。
【００５７】
本発明に係るズームレンズでは円周魚眼から対角線魚眼状態において１６０度から２２０度程度の撮像画角を有し、第１レンズ群Ｌ１への光線の入射角度は光軸に対して略直交している。このように、本発明に係るズームレンズは、最短焦点距離において８０度以上の撮像半画角を達成しており、光軸に関する第１レンズ群Ｌ１への光線の入射角度が大きいため、第１レンズ群Ｌ１内で入射光線を大きく曲げる（屈折する）必要がある。
【００５８】
一方、光線を急激に曲げ過ぎると、特に歪曲収差や像面湾曲など周辺像高に関わる諸収差が増大するため、第１レンズ群Ｌ１内のレンズ構成やレンズ形状およびパワー配置などを適切に設定することが重要になってくる。
【００５９】
本発明に係るズームレンズでは、高い光学性能を維持しながら入射光線を大きく曲げるために、第１レンズ群Ｌ１を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を２枚連続配置している。更に好ましくは、その像側にも１枚の負レンズを配置することが好ましい。
【００６０】
条件式（６）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれるメニスカス形状の第１負レンズのレンズ形状（シェイプファクター）を規定する。条件式（７）は第１レンズ群Ｌ１に含まれるメニスカス形状の第２負レンズのレンズ形状を規定する。条件式（６）又は条件式（７）の下限値を超えると、第１負レンズと第２負レンズの双方のレンズの屈折力が強くなり過ぎて高い光学性能を得るのが困難になる。
【００６１】
条件式（６）又は条件式（７）の上限値を超えると、第１負レンズと第２負レンズのそれぞれのレンズにおいて、物体側のレンズ面と像側のレンズ面の曲率半径の値が近くなる。その結果、第１負レンズや第２負レンズの屈折力が弱くなり過ぎて、広い撮像画角を得ることが困難になるため、好ましくない。
【００６２】
条件式（８）、条件式（９）は、第１レンズ群Ｌ１の物体側から像側へ順に、連続配置される第１負レンズ、第２負レンズ、第３負レンズの３枚の負レンズの焦点距離の比を規定する。条件式（８）の下限値を超えて、第１負レンズの負の屈折力が強過ぎると歪曲収差の補正が困難となるか、第２負レンズの負の屈折力が弱過ぎて広い撮像画角を得ることが困難になる。条件式（８）の上限値を超えて第１負レンズの負の屈折力が弱くなりすぎると広い撮像画角を達成することが困難となるか、第２負レンズの負の屈折力が強過ぎて歪曲収差や像面湾曲等の補正が不十分となり、高い光学性能を得るのが困難になる。
【００６３】
条件式（９）の下限値を超えて、第２負レンズの負の屈折力が強過ぎると歪曲収差や像面湾曲等の補正が不十分となり、高い光学性能を得るのが困難となるか、第３負レンズの負の屈折力が弱過ぎて広い撮像画角を得ることが困難になる。条件式（９）の上限値を超えて、第２負レンズの負の屈折力が弱過ぎると広い撮像画角を得ることが困難となるか、第３負レンズの負の屈折力が強過ぎてコマ収差や像面湾曲等の補正が不十分となり、高い光学性能を得るのが困難になる。
【００６４】
条件式（１０）は、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と、後群ＬＲに含まれる正の屈折力のレンズ群Ｌｍｐの焦点距離ｆｐの比を規定する。条件式（１０）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が強くなりすぎると（負の屈折力の絶対値が大きくなりすぎると）レンズ群Ｌｍｐへの入射光束の発散性が強すぎて、明るいＦ値を達成することが困難となる。又はレンズ群Ｌｍｐの正の屈折力が弱くなりすぎて、ズーミングに際してのレンズ群Ｌｍｐの移動量が大き過ぎて全系の小型化が困難になる。
【００６５】
条件式（１０）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が弱くなりすぎると、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎて全系の小型化が困難になる。又はレンズ群Ｌｍｐの正の屈折力が強くなりすぎて諸収差の発生量が増大し高い光学性能を得るのが困難になる。
【００６６】
条件式（１１）は、正の屈折力のレンズ群Ｌｍｐの焦点距離ｆｐと、最長焦点距離におけるズームレンズ全系の焦点距離ｆｔの比を規定する。条件式（１１）の下限値を超えて、レンズ群Ｌｍｐの正の屈折力が強くなると諸収差の発生量が増大し高い光学性能を得るのが困難になる。条件式（１１）の上限値を超えて、レンズ群Ｌｍｐの正の屈折力が弱くなると、ズーミングに際してレンズ群Ｌｍｐの移動量が大きくなり過ぎて全系の小型化が困難になる。
【００６７】
なお、各実施例において、好ましくは、条件式（３）乃至（１１）の数値範囲を次のよ
うに設定するのが良い。
【００６８】
０．９５＜ωｍ／ωｗ＜１．０５          ・・・（３ａ）
８５°＜ωｗ＜１１５°                  ・・・（４ａ）
１．０５＜｜ｍｐ／ｆｐ｜＜３．５０      ・・・（５ａ）
１．５＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜４．０    ・・・（６ａ）
０．８＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜３．０    ・・・（７ａ）
１．０＜ｆＧ１／ｆＧ２＜３．５          ・・・（８ａ）
０．４＜ｆＧ２／ｆＧ３＜１．３          ・・・（９ａ）
０．２５＜｜ｆ１／ｆｐ｜＜０．６５    ・・・（１０ａ）
０．５＜ｆｐ／ｆｔ＜２．５            ・・・（１１ａ）
【００６９】
また、さらに好ましくは、条件式（３ａ）乃至（１１ａ）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
０．９７＜ωｍ／ωｗ＜１．０２        ・・・（２ｂ）
９０°＜ωｗ＜１１５°                ・・・（３ｂ）
１．１５＜｜ｍｐ／ｆｐ｜＜２．６０    ・・・（５ｂ）
１．８＜（Ｒ１ａ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ１ａ−Ｒ１ｂ）＜３．１    ・・・（６ｂ）
１．３＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜２．３    ・・・（７ｂ）
１．３＜ｆＧ１／ｆＧ２＜３．０          ・・・（８ｂ）
０．５＜ｆＧ２／ｆＧ３＜１．１          ・・・（９ｂ）
０．２９＜｜ｆ１／ｆｐ｜＜０．５７    ・・・（１０ｂ）
０．７＜ｆｐ／ｆｔ＜２．１            ・・・（１１ｂ）
【００７０】
本発明に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｌ１は３枚以上の負レンズと１枚以上の正レンズを有していることが好ましい。第１レンズ群Ｌ１が負レンズを３枚以上有していることは上述した通りであるが、特に軸上色収差と倍率色収差の補正のために、正レンズを１枚以上有していることが好ましい。また本発明に係るズームレンズにおいて、主変倍レンズ群であるレンズ群Ｌｍｐは、非球面形状のレンズ面を有するレンズ及び正レンズと負レンズを接合した接合レンズをレンズ群Ｌｍｐの中に有することが好ましい。
【００７１】
レンズ群Ｌｍｐにおいては、負の屈折力の第１レンズ群から入射する発散光を収斂光へと大きく曲げる必要があり、そのとき特に球面収差が大きく発生する。従って球面収差の補正のため、レンズ群Ｌｍｐは少なくとも非球面形状のレンズを１枚以上有することが好ましい。また、軸上色収差および倍率色収差の補正のため、正レンズと負レンズを接合した接合レンズを有することが好ましい。
【００７２】
また本発明に係るズームレンズにおいて後群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から構成されるのが良い。そしてズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３が移動することが好ましい。このように物体側から像側へ順に、負、正、負、正と符号の異なる屈折力のレンズ群を交互に配置することで、各レンズ群の屈折力が強くなり高ズーム比化を容易に達成している。
【００７３】
また主変倍レンズ群は第２レンズ群Ｌ２で、変倍に伴う像面位置の補正は主に第１レンズ群Ｌ１が担っており、第３レンズ群Ｌ３が独立に移動することで高ズーム比化に伴う諸収差のズーム変動を効果的に抑制し、高い光学性能を得ている。また本発明に係るズームレンズにおいて後群ＬＲは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されることが好ましい。またズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１乃至第４レンズ群Ｌ４が移動することが好ましい。
【００７４】
主変倍レンズ群は第３レンズ群Ｌ３で、変倍に伴う像面位置の補正は主に第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２が担っており、第３レンズ群Ｌ３が独立に移動することで高ズーム比化に伴う諸収差のズーム変動を効果的に抑制し、高い光学性能を達成している。また、第２レンズ群Ｌ２の移動軌跡が第１レンズ群Ｌ１と僅かに異なることで、最短焦点距離側の軸外収差の補正を良好に行い高い光学性能を得ている。
【００７５】
また本発明に係るズームレンズにおいて、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Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されるのが良い。そしてズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３が移動することが好ましい。
【００７６】
主変倍レンズ群は第２レンズ群Ｌ２で、変倍に伴う像面位置の補正は主に第１レンズ群Ｌ１が担っており、第３レンズ群Ｌ３が独立に移動することで高ズーム比化に伴う諸収差のズーム変動を効果的に抑制し、高い光学性能を得ている。また本発明に係るズームレンズにおいて後群ＬＲは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されるのが良い。そしてズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３が移動するのが良い。
【００７７】
主変倍レンズ群は第２レンズ群Ｌ２で、変倍に伴う像面位置の補正は主に第１レンズ群Ｌ１が担っており、第３レンズ群Ｌ３が独立に移動することで高ズーム化に伴う諸収差のズーム変動を効果的に抑制し、高い光学性能を得ている。さらに本発明に係るズームレンズは具体的には以下のような構成を取ることがより好ましい。
【００７８】
次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。実施例１乃至７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Ｌ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成される。後群ＬＲは第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４より構成される。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ように各レンズ群が移動する。これにより、各レンズ群で変倍を分担することにより、十分な変倍比を確保しつつ、レンズ全長の短縮化及び前玉有効径の小型化を図っている。
【００７９】
最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｌ４は不動である。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と同じ軌跡で（一体的に）移動する。
【００８０】
実施例１乃至７では第３レンズ群Ｌ３でフォーカシングを行うリアフォーカス方式を採用している。レンズ断面図の第３レンズ群Ｌ３に関する実線３ａと点線３ｂは各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに伴う移動軌跡を示している。また最長焦点距離において無限遠から近距離へフォーカシングを行う場合には、レンズ断面図の矢印３ｃに示すように第３レンズ群Ｌ３を像側に繰り込むことで行っている。
【００８１】
実施例８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、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５より構成される。後群ＬＲは第２レンズ群Ｌ２乃至第５レンズ群Ｌ５より構成される。
【００８２】
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。最短焦点距離から最長焦点距離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は像側へ凸状の軌跡で移動し、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動し、第５レンズ群Ｌ５は不動である。レンズ断面図の第４レンズ群Ｌ４に関する実線４ａと点線４ｂは各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに伴う移動軌跡を示している。最長焦点距離において無限遠から近距離へのフォーカシングを行う場合は矢印４ｃの如く第４レンズ群Ｌ４を像側へ移動する。
【００８３】
実施例９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。後群ＬＲは第３レンズ群Ｌ３より構成される。後群ＬＲは第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３より構成される。最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際しては各レンズ群が矢印の如く移動する。
【００８４】
具体的には最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｌ２は単調に物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は像側に移動する。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２と同じ軌跡で（一体的に）移動する。
【００８５】
第３レンズ群Ｌ３に関する矢印３ａは無限遠物体にフォーカスしているときの最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。また矢印３ｂは近距離物体にフォーカスしているときの最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。第３レンズ群Ｌ３に関する矢印３ｃは無限遠から近距離へのフォーカシングに際しての移動方向を示している。無限遠から近距離へのフォーカシングは第３レンズ群Ｌ３が物体側へ移動する。
【００８６】
実施例１０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より構成される。後群ＬＲは第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３より構成される。最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際しては各レンズ群が矢印の如く移動する。具体的には最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｌ２は単調に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は物体側に移動する。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２と同じ軌跡で（一体的に）移動する。
【００８７】
第１レンズ群Ｌ１に関する矢印１ａは無限遠にフォーカスしているときの最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。また矢印１ｂは近距離にフォーカスしているときの最短焦点距離から最長焦点距離へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。第１レンズ群Ｌ１に関する矢印１ｃは無限遠から近距離へのフォーカシングに際しての移動方向を示している。無限遠から近距離へのフォーカシングは第１レンズ群Ｌ１が物体側へ移動する。
【００８８】
尚、各実施例において第１レンズ群Ｌ１は、３枚以上の負レンズと１枚以上の正レンズを有する。又、各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は最も物体側に両レンズ面が非球面形状の正レンズ及び負レンズと正レンズを接合した接合レンズを有している。これによって全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得ている。各実施例では、Ｙ＝２ｆ×ｓｉｎ（ω／２）で表される等立体角射影方式を想定した設計が成されているが、上述した立体射影方式など魚眼レンズ特有の射影方式や、それ以外の射影方式であっても構わない。
【００８９】
以上のように、本発明によれば、最短焦点距離において８０度以上の広い撮像半画角を持ち、最長焦点距離において標準画角程度の画角で被写体を拡大した撮像が可能な、全系が小型で、明るいＦ値、ズーム比、高い光学性能を有するズームレンズが得られる。
【００９０】
図２３は本発明に係るズームレンズを用いた監視カメラの要部概略図である。２０は監視カメラ本体、２１は実施例１乃至１０で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。２２は撮像光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
【００９１】
次に、本発明の実施例１乃至１０にそれぞれ対応する数値データを示す。各数値データにおいて、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率とアッベ数を示す。また、最も像側の２つの光学面はフェースプレート等のガラス材である。面番号に付した＊はレンズ面が非球面形状であることを示す。
【００９２】
またＫを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとする。このとき、非球面形状は次式で表される。
【００９３】
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋［１−（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）２］１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６
ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０＋Ａ１２ｈ１２
で表示される。但しＲは近軸曲率半径である。また「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
【００９４】
各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）は、平行平板などのガラスブロックを除くレンズ系の最も像側の面から像面までの距離を、空気換算長により表したものである。レンズ全長はレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカス（ＢＦ）を加えた値である。ＦｎｏはＦナンバー、半画角（ω）に関しては歪曲量を考慮した撮像可能画角に関する数値である。また各数値データにおける上述した条件式との対応を表１に示す。
【００９５】
［実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         28.064    1.10   1.78800    47.4           
2         11.648    4.71                             
3         38.228    0.75   1.78800    47.4           
4          7.236    8.61                             
5        -19.301    0.45   1.75500    52.3           
6         18.322    0.15                             
7         16.294    1.66   1.95906    17.5           
8        135.475  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*        12.509    6.00   1.69350    53.2           
11*       -43.880    2.24                             
12         36.329    0.40   1.84666    23.8           
13          9.146    2.92   1.49700    81.5           
14        -16.179    0.15                             
15        819.957    1.10   1.49700    81.5           
16        -26.056  (可変)                             
17        -40.224    0.70   1.77250    49.6           
18        184.665  (可変)                             
19         15.913    2.04   1.49700    81.5           
20        -36.252    2.00                             
21          ∞       2.00   1.51633    64.1           
22          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【００９６】
非球面データ
第10面
K  =-1.38286e-001  A 4=-7.49796e-005  A 6=-3.15768e-007 
A 8= 1.88748e-009  A10= 6.26009e-011  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.22542e-004  A 6=-5.62573e-007  
各種データ
ズーム比      5.00 
最短     中間     最長
焦点距離       1.67     2.77     8.37  
Fナンバー      1.60     1.85     3.50  
半画角（度）  95.22    94.96    27.52  
像高           2.40     4.00     4.00  
レンズ全長    68.02    58.97    63.93  
BF             4.82     4.82     4.82  
d 8           25.26    13.07     1.50  
d16            1.50     3.77     8.49  
d18            1.78     2.64    14.46  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -4.81  
2    9      11.92  
3   17     -42.70  
4   19      22.54  
【００９７】
［実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         30.125    1.40   1.83481    42.7           
2         12.072    6.25                             
3         30.258    0.80   1.83481    42.7           
4          7.021    9.74                             
5        -18.682    0.45   1.75500    52.3           
6         17.046    0.15                             
7         15.215    2.94   1.95906    17.5           
8        140.545  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*        12.429    5.87   1.69350    53.2           
11*       -32.047    2.37                             
12         50.275    0.40   1.84666    23.8           
13          8.936    2.34   1.49700    81.5           
14        -22.072    0.15                             
15         51.822    1.14   1.49700    81.5           
16        -20.144  (可変)                             
17        -53.135    0.70   1.77250    49.6           
18        115.735  (可変)                             
19         30.306    1.71   1.49700    81.5           
20        -23.347    2.00                             
21          ∞       2.00   1.51633    64.1           
22          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【００９８】
非球面データ
第10面
K  =-1.79267e-001  A 4=-9.00830e-005  A 6=-9.80669e-007 
A 8= 2.98779e-008  A10=-7.83349e-010  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.22119e-004  A 6=-1.43231e-006  
各種データ
ズーム比      4.00 
最短      中間     最長
焦点距離       1.50     2.46     5.98  
Fナンバー      1.60     1.97     3.50  
半画角（度） 111.01   109.93    38.72  
像高           2.40     4.00     4.00  
レンズ全長    70.06    60.49    61.02  
BF             4.82     4.82     4.82  
d 8           24.13    11.82     1.50  
d16            1.50     3.62     5.78  
d18            1.53     2.14    10.84  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -4.39  
2    9      11.41  
3   17     -47.06  
4   19      26.82  
【００９９】
［実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         22.154    1.00   1.77250    49.6           
2         11.089    3.12                             
3         25.416    0.70   1.77250    49.6           
4          6.505    8.22                             
5        -15.443    0.40   1.72916    54.7           
6         17.588    0.15                             
7         15.031    1.41   1.95906    17.5           
8         74.562  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*        11.626    5.81   1.69350    53.2           
11*       -34.115    1.57                             
12         49.436    0.40   1.84666    23.8           
13          9.584    2.49   1.49700    81.5           
14        -13.770    0.15                             
15       -269.774    1.08   1.49700    81.5           
16        -17.814  (可変)                             
17        -48.004    0.70   1.77250    49.6           
18         53.579  (可変)                             
19         16.426    1.95   1.49700    81.5           
20        -29.481    2.00                             
21          ∞       2.00   1.51633    64.1           
22          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【０１００】
非球面データ
第10面
K  =-6.03930e-001  A 4=-6.92722e-005  A 6=-1.14491e-006 
A 8= 6.40109e-008  A10=-1.62662e-009  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.14069e-004  A 6=-1.41998e-006  
各種データ
ズーム比      4.00 
最短      中間     最長
焦点距離       1.88     3.09     7.50  
Fナンバー      1.60     1.99     3.50  
半画角（度）  81.05    80.99    30.71  
像高           2.40     4.00     4.00  
レンズ全長    58.02    51.38    54.52  
BF             4.82     4.82     4.82  
d 8           19.35     9.68     1.50  
d16            1.50     3.51     7.12  
d18            1.53     2.55    10.27  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -4.78  
2    9      10.44  
3   17     -32.68  
4   19      21.53  
【０１０１】
［実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         38.178    1.60   1.78800    47.4           
2         14.433    7.41                             
3         37.220    1.00   1.78800    47.4           
4          8.622   11.38                             
5        -21.875    0.55   1.75500    52.3           
6         21.735    0.18                             
7         19.640    1.90   1.95906    17.5           
8        163.886  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*        11.916    6.00   1.69350    53.2           
11*      -422.860    2.22                             
12         24.068    0.40   1.84666    23.8           
13          8.682    3.45   1.49700    81.5           
14        -16.004    0.15                             
15        374.184    1.04   1.49700    81.5           
16        -78.545  (可変)                             
17        -90.808    0.70   1.77250    49.6           
18         30.576  (可変)                             
19         16.079    2.08   1.49700    81.5           
20        -33.506    2.00                             
21          ∞       2.00   1.51633    64.1           
22          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【０１０２】
非球面データ
第10面
K  = 7.32309e-003  A 4=-2.52328e-005  A 6= 2.49313e-007 
A 8=-3.36977e-010  A10=-5.62066e-012  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.64347e-004  A 6= 6.47698e-007  
各種データ
ズーム比      8.00 
最短      中間     最長
焦点距離       1.54     2.55    12.30  
Fナンバー      1.60     1.83     4.50  
半画角（度） 107.09   104.97    18.63  
像高           2.40     4.00     4.00  
レンズ全長    89.37    74.59    80.99  
BF             4.82     4.82     4.82  
d 8           39.01    21.44     1.50  
d16            1.50     3.20    10.12  
d18            2.30     3.38    22.81  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -5.39  
2    9      13.11  
3   17     -29.54  
4   19      22.17  
【０１０３】
［実施例５］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         39.696    1.30   1.77250    49.6           
2         13.243    4.05                             
3         24.861    0.90   1.77250    49.6           
4          9.367    8.71                             
5        -24.039    0.65   1.69680    55.5           
6         30.885    0.15                             
7         21.828    1.94   1.95906    17.5           
8         80.313  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*        10.840    5.97   1.69350    53.2           
11*        23.629    2.02                             
12         22.054    0.40   1.85478    24.8           
13          9.602    4.23   1.49700    81.5           
14        -14.229    0.15                             
15         14.108    1.54   1.49700    81.5           
16         48.947  (可変)                             
17        -92.066    0.70   1.69680    55.5           
18         14.722  (可変)                             
19         12.665    2.57   1.49700    81.5           
20        -46.851    2.00                             
21          ∞       2.00   1.51633    64.1           
22          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【０１０４】
非球面データ
第10面
K  = 2.01725e-002  A 4=-1.22434e-005  A 6= 1.06289e-007 
A 8=-8.40518e-009  A10= 7.12164e-011  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.05184e-004  A 6= 9.17735e-007  
各種データ
ズーム比     10.00 
最短      中間     最長
焦点距離       1.84     3.07    18.37  
Fナンバー      1.60     1.84     4.90  
半画角（度）  82.00    80.99    12.44  
像高           2.40     4.00     4.00  
レンズ全長    95.02    76.59    80.56  
BF             4.82     4.82     4.82  
d 8           49.61    28.26     1.50  
d16            1.50     2.38     8.32  
d18            2.12     4.17    28.95  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -7.39  
2    9      13.03  
3   17     -18.17  
4   19      20.35  
【０１０５】
［実施例６］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         31.302    1.30   1.78800    47.4           
2         12.687    5.24                             
3         35.463    0.90   1.78800    47.4           
4          7.891    9.33                             
5        -18.952    0.55   1.75500    52.3           
6         23.066    0.15                             
7         19.962    1.75   1.95906    17.5           
8        455.674  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*        14.477    5.55   1.69350    53.2           
11*       -45.648    3.22                             
12         46.602    0.45   1.84666    23.8           
13         10.603    3.14   1.49700    81.5           
14        -18.163    0.15                             
15        247.748    1.21   1.49700    81.5           
16        -28.226  (可変)                             
17        -51.679    0.80   1.77250    49.6           
18         95.706  (可変)                             
19         15.297    2.66   1.49700    81.5           
20        -38.203    2.00                             
21          ∞       2.00   1.51633    64.1           
22          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【０１０６】
非球面データ
第10面
K  = 1.98402e-001  A 4=-5.14881e-005  A 6= 8.07605e-009 
A 8= 1.00915e-009  A10=-6.08754e-012  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 9.74683e-005  A 6=-2.01144e-009  
各種データ
ズーム比      5.00 
最短      中間     最長
焦点距離       1.94     2.74     9.71  
Fナンバー      1.60     1.76     3.50  
半画角（度）  95.84    94.98    23.68  
像高           2.83     4.00     4.00  
レンズ全長    75.03    67.54    71.05  
BF             4.82     4.82     4.82  
d 8           27.47    17.71     1.50  
d16            1.50     3.27    12.22  
d18            3.16     3.67    14.43  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -5.34  
2    9      13.32  
3   17     -43.34  
4   19      22.35  
【０１０７】
［実施例７］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         24.396    1.10   1.77250    49.6           
2         11.101    4.55                             
3         41.771    0.75   1.77250    49.6           
4          6.372    7.37                             
5        -20.443    0.45   1.69680    55.5           
6         10.652    0.15                             
7         10.135    3.17   1.95906    17.5           
8         29.037  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*        15.418    5.98   1.69350    53.2           
11*      -257.173    1.62                             
12         34.506    0.40   1.84666    23.8           
13         10.648    2.25   1.49700    81.5           
14        -16.962    0.15                             
15         68.193    1.24   1.49700    81.5           
16        -14.000  (可変)                             
17        -37.064    0.70   1.77250    49.6           
18        -93.359  (可変)                             
19         12.012    2.17   1.49700    81.5           
20        -76.369    2.00                             
21          ∞       2.00   1.51633    64.1           
22          ∞       1.49                             
像面        ∞   
【０１０８】
非球面データ
第10面
K  =-4.36427e-001  A 4=-1.60904e-004  A 6=-1.70189e-006 
A 8= 1.03080e-008  A10=-2.33625e-009  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 6.18458e-005  A 6=-2.28778e-006  
各種データ
ズーム比      5.00 
最短      中間     最長
焦点距離       1.10     2.82     5.51  
Fナンバー      1.60     2.30     3.50  
半画角（度）  94.90    94.97    42.60  
像高           1.57     4.00     4.00  
レンズ全長    69.03    55.03    59.61  
BF             4.81     4.81     4.81  
d 8           27.47     7.31     1.50  
d16            1.50     5.97     7.08  
d18            1.52     3.21    12.49  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -4.04  
2    9      11.28  
3   17     -80.00  
4   19      21.06  
【０１０９】
［実施例８］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         28.936    1.10   1.78800    47.4           
2         11.680    4.46                             
3         34.847    0.75   1.78800    47.4           
4          7.299    8.22                             
5        -21.543    0.45   1.75500    52.3           
6         28.560  (可変)                             
7         27.485    0.45   1.49700    81.5           
8         14.534    1.60   1.95906    17.5           
9         49.301  (可変)                             
10(絞り)    ∞       1.00                             
11*        12.493    6.00   1.69350    53.2           
12*       -40.391    2.30                             
13         39.190    0.40   1.84666    23.8           
14          9.077    2.96   1.49700    81.5           
15        -14.975    0.15                             
16        440.811    1.05   1.49700    81.5           
17        -32.689  (可変)                             
18        -29.587    0.70   1.77250    49.6           
19       -305.083  (可変)                             
20         14.495    2.09   1.49700    81.5           
21        -38.318    2.00                             
22          ∞       2.00   1.51633    64.1           
23          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【０１１０】
非球面データ
第11面
K  =-2.35887e-001  A 4=-7.55418e-005  A 6=-3.32982e-007 
A 8= 8.59163e-009  A10=-1.45109e-010  
第12面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.12583e-004  A 6=-6.22943e-007  
各種データ
ズーム比      4.99 
最短      中間     最長
焦点距離       1.67     2.76     8.32  
Fナンバー      1.60     1.86     3.50  
半画角（度）  95.11    94.95    27.71  
像高           2.40     4.00     4.00  
レンズ全長    68.09    59.18    64.78  
BF             4.82     4.82     4.82  
d 6            0.50     0.56     0.62  
d 9           25.26    13.04     1.50  
d17            1.50     3.63     7.59  
d19            1.66     2.76    15.90  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -3.55  
2    7      32.11  
3   10      12.00  
4   18     -42.46  
5   20      21.44  
【０１１１】
［実施例９］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         27.555    1.10   1.78800    47.4           
2         11.384    4.43                             
3         30.855    0.75   1.78800    47.4           
4          6.896    6.97                             
5        -24.295    0.45   1.75500    52.3           
6         14.538    0.14                             
7         12.958    1.77   1.95906    17.5           
8         48.972  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*        12.525    4.76   1.69350    53.2           
11*       144.132    3.54                             
12         31.445    0.40   1.84666    23.8           
13          9.982    2.68   1.49700    81.5           
14        -20.051    0.15                             
15         32.875    1.30   1.49700    81.5           
16        -30.642  (可変)                             
17        -29.109    0.70   1.77250    49.6           
18       -128.985    1.02                             
19         13.103    2.08   1.49700    81.5           
20        -41.284  (可変)                             
21          ∞       2.00   1.51633    64.1           
22          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【０１１２】
非球面データ
第10面
K  =-1.03170e-001  A 4=-3.48328e-005  A 6=-7.57643e-007 
A 8= 2.53453e-008  A10=-2.98498e-010  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.11596e-004  A 6=-2.20679e-007  
各種データ
ズーム比      4.99 
最短      中間     最長
焦点距離       1.64     2.74     8.17  
Fナンバー      1.60     1.90     3.50  
半画角（度）  95.00    94.94    28.42  
像高           2.40     4.00     4.00  
レンズ全長    68.12    59.37    63.68  
BF             6.21     5.74     4.82  
d 8           26.49    14.07     1.50  
d16            1.50     5.63    23.45  
d20            3.39     2.92     2.00  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -4.90  
2    9      13.00  
3   17      32.53  
【０１１３】
［実施例１０］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         33.691    1.30   1.80400    46.6           
2         10.001    4.91                             
3         44.432    0.80   1.78800    47.4           
4          7.981    3.64                             
5       -432.818    0.50   1.75500    52.3           
6         14.102    1.26                             
7         14.377    2.36   1.95906    17.5           
8         38.724  (可変)                             
9(絞り)    ∞       1.00                             
10*         9.716    2.98   1.55332    71.7           
11*       -33.063    2.59                             
12         34.349    1.53   1.49700    81.5           
13        -16.775    0.40   1.88300    40.8           
14         42.341    0.13                             
15         11.276    1.61   1.49700    81.5           
16        -30.055    0.40   1.91082    35.3           
17         11.924    0.25                             
18         12.868    1.89   1.69680    55.5           
19        -12.785  (可変)                             
20*        42.920    0.80   1.85135    40.1           
21*        35.080  (可変)                             
22          ∞       2.00   1.51633    64.1           
23          ∞       1.50                             
像面        ∞   
【０１１４】
非球面データ
第10面
K  =-8.83459e-002  A 4=-1.14811e-004  A 6= 5.57176e-007 
A 8= 2.19466e-009  
第11面
K  = 2.36941e+000  A 4= 6.74315e-005  A 6= 1.67148e-006 
A 8=-1.66281e-009  
第20面
K  = 0.00000e+000  A 4=-1.30255e-003  A 6=-1.07107e-006 
A 8=-1.06843e-006  A10= 1.84286e-008  A12= 2.99759e-009  
第21面
K  = 0.00000e+000  A 4=-1.09110e-003  A 6= 5.67614e-006 
A 8=-1.31367e-006  A10= 5.79101e-008  A12= 2.23959e-009  
各種データ
ズーム比      5.00 
最短     中間      最長
焦点距離       1.71     2.77     8.56  
Fナンバー      1.60     1.89     3.50  
半画角（度）  89.74    90.21    26.73  
像高           2.40     4.00     4.00  
レンズ全長    70.01    57.03    52.22  
BF             6.21     8.44    20.10  
d 8           33.11    17.98     1.47  
d19            1.67     1.59     1.63  
d21            3.39     5.62    17.28  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1      -5.79  
2    9      11.67  
3   20    -236.70  
【０１１５】
【表１】
0006555934.tif 000002
【符号の説明】
【０１１６】
Ｌ０  ズームレンズ      ＬＲ  後群      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
Ｌ５  第５レンズ群
【図１】
0006555934.tif 000003
【図２】
0006555934.tif 000004
【図３】
0006555934.tif 000005
【図４】
0006555934.tif 000006
【図５】
0006555934.tif 000007
【図６】
0006555934.tif 000008
【図７】
0006555934.tif 000009
【図８】
0006555934.tif 000010
【図９】
0006555934.tif 000011
【図１０】
0006555934.tif 000012
【図１１】
0006555934.tif 000013
【図１２】
0006555934.tif 000014
【図１３】
0006555934.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0006555934.tif 000018
【図１７】
0006555934.tif 000019
【図１８】
0006555934.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
0006555934.tif 000023
【図２２】
0006555934.tif 000024
【図２３】
0006555934.tif 000025