(57)【要約】    【課題】  超広画角で、かつ全ズーム範囲にわたり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得ること。    【解決手段】  物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、広角端に比べ望遠端での該第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が小さく、該第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が大きくなるように少なくとも該第１、第２レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側より像側へ順に、物体側の面が凸で、メニスカス形状の負の第１レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負の第２レンズ、負の第３レンズ、正の第４レンズ、負の第５レンズより構成され、該第１レンズの物体側と像面の面の曲率半径ｒ１ａ、ｒ１ｂ、該第３レンズの物体側と像面の面の曲率半径ｒ３ａ、ｒ３ｂを各々適切に設定したこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、
広角端に比べ望遠端での該第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が小さく、該第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が大きくなるように少なくとも該第１、第２レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
該第１レンズ群は物体側より像側へ順に、物体側の面が凸で、メニスカス形状の負の第１レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負の第２レンズ、負の第３レンズ、正の第４レンズ、負の第５レンズより構成され、
該第１レンズの物体側と像面の面の曲率半径を各々ｒ１ａ、ｒ１ｂ、
該第３レンズの物体側と像面の面の曲率半径を各々ｒ３ａ、ｒ３ｂ、
とするとき
０．４５≦（ｒ１ａ−ｒ１ｂ）／（ｒ１ａ＋ｒ１ｂ）≦１
１≦（ｒ３ａ−ｒ３ｂ）／（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）≦２７
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第３レンズ群は物体側の面が凸形状の正レンズを有し、該第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、
とするとき
８＜ｆ３／ｆｗ＜５０
なる条件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】
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、第３レンズ群から構成され、
広角端に比べ望遠端での該第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が小さく、該第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が大きくなるように少なくとも該第１、第２レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
該第１レンズ群は物体側より像側へ順に、物体側の面が凸で、メニスカス形状の負の第１レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負の第２レンズ、負の第３レンズ、正の第４レンズ、負の第５レンズより構成され、
該第３レンズ群は、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って正の屈折力が強くなる非球面形状の面を含むレンズを有し、
該第１レンズの物体側と像面の面の曲率半径を各々ｒ１ａ、ｒ１ｂ、
該第３レンズの物体側と像面の面の曲率半径を各々ｒ３ａ、ｒ３ｂ、
とするとき
０．４５≦（ｒ１ａ−ｒ１ｂ）／（ｒ１ａ＋ｒ１ｂ）≦１
１≦（ｒ３ａ−ｒ３ｂ）／（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）≦２７
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、
広角端における前記第１レンズ群と第２レンズ群との間隔をＤＷ１、
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群と第３レンズ群の間隔の変化量をΔＤ２、
とするとき
０．７０＜｜ＤＷ１／ｆ１｜＜１．０５
０．５０＜ΔＤ２／ｆｗ  ＜１．１２
なる条件を満足す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。
【請求項５】
前記第１、第２、第３レンズの合成焦点距離をｆ１２３、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、
とするとき
０．２＜ｆ１２３／ｆ１＜０．５
なる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項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
広角端における光学全長をＬＷ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、
とするとき
ＬＷ／ｆｗ＜９
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項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第３レンズ群は負の屈折力より成ることを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第２レンズ群は物体から像側へ順に、両凸形状の正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズより構成され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】
前記第２レンズ群は物体から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズより構成され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乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０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た像を受光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。
【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、銀塩フィルム用カメラ等に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
広画角で長いバックフォーカスを得ることが容易な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）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。
【０００３】
ネガティブリード型のズームレンズのうち、特に広画角化を図ったズームレンズとして、魚眼ズームレンズ（魚眼レンズ）が知られている。
【０００４】
魚眼レンズは、歪曲収差を発生させた特殊な射影方式で定義されるレンズ系であって、その特殊なデフォルメを活かした撮影や測定等に用いられている。
【０００５】
魚眼レンズの代表的な射影方式として、被写体の作る立体角と像面上の面積が比例する等立体角射影方式、光線入射角と像高が比例する等距離射影方式、その他に正射影方式、立体射影方式などがある。
【０００６】
従来より、一眼レフカメラ用の交換可能な魚眼レンズとして、広角端において負の歪曲収差を大きく発生させ、対角画角が１６０度以上ある超広画角のズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００７】
特許文献１、２では、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群より成り、ズーミングに際して各レンズ群を相対的に移動させている。そして撮影画角１６０度程度の広画角のズームレンズを開示している。
【０００８】
特許文献１、２のズームレンズは、２群ズームレンズであり、ズーミングに際して収差変動が多く、全ズーム範囲にわたり、高い光学性能を得るのが難しい傾向があった。
【０００９】
これに対し、魚眼ズームレンズではないが広角端の撮影画角が８０度程度と広画角で全ズーム範囲にわたり諸収差を良好に補正した広画角のズームレンズが知られている（特許文献３）。
【００１０】
特許文献３では物体側から像側へ順に、負、正、正の屈折力の第１〜第３レンズ群から成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行った撮影画角８０度程度のズームレンズを開示している。
【特許文献１】特許第３３１５８３９号
【特許文献２】特開２００７−０９４３７１号公報
【特許文献３】特開２００４−１５７１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般に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、又所定のバックフォーカスが容易に得られるという特徴がある。
【００１２】
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、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しい。
【００１３】
特に撮影画角が１８０度程度の超広画角の魚眼ズームレンズになると光学系の非対称が強くなり、良好なる光学性能を確保するのが大変難しくなってくる。
【００１４】
超広画角のズームレンズにおいて、良好なる光学性能を得るには、ズームタイプ、各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成、そしてレンズ形状等を適切に設定する必要がある。
【００１５】
これらの各構成が不適切であると、超広画角（１８０度程度）を図ったとき、ズーミングに伴う収差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【００１６】
本発明は、各レンズ群の構成、特に第１レンズ群のレンズ構成を適切に構成することによって、超広画角で、かつ全ズーム範囲にわたり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の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、
広角端に比べ望遠端での該第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が小さく、該第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が大きくなるように少なくとも該第１、第２レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
該第１レンズ群は物体側より像側へ順に、物体側の面が凸で、メニスカス形状の負の第１レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負の第２レンズ、負の第３レンズ、正の第４レンズ、負の第５レンズより構成され、
該第１レンズの物体側と像面の面の曲率半径を各々ｒ１ａ、ｒ１ｂ、
該第３レンズの物体側と像面の面の曲率半径を各々ｒ３ａ、ｒ３ｂ、
とするとき
０．４５≦（ｒ１ａ−ｒ１ｂ）／（ｒ１ａ＋ｒ１ｂ）≦１
１≦（ｒ３ａ−ｒ３ｂ）／（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）≦２７
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、超広画角で、かつ全ズーム範囲にわたり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が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、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例について説明する。
【００２０】
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、正の屈折力の第２レンズ群、正又は負の屈折力の第３レンズ群から構成されている。
【００２１】
広角端に比べ望遠端での該第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が小さく、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が大きくなるように少なくとも第１、第２レンズ群を移動させてズーミングを行っている。
【００２２】
第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、物体側の面が凸で、メニスカス形状の負の第１レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の負の第２レンズ、負の第３レンズ、正の第４レンズ、負の第５レンズより構成されている。
【００２３】
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、図２、図３、図４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。
【００２４】
図５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、図６、図７、図８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。
【００２５】
図９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、図１０、図１１、図１２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。
【００２６】
図１３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、図１４、図１５、図１６はそれぞれ実施例４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。
【００２７】
図１７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、図１８、図１９、図２０はそれぞれ実施例５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。
【００２８】
図２１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、図２２、図２３、図２４はそれぞれ実施例６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。
【００２９】
図２５は本発明の各実施例で用いるズームタイプの説明図である。
【００３０】
図２６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の要部概略図である。
【００３１】
各実施例のズームレンズはレンズ交換式の一眼レフカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、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。ｉは物体側からの順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
【００３２】
図１、図５、図９、図１３、図１７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。
【００３３】
図２１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は負の屈折力の第３レンズ群である。
【００３４】
ＳＰは開口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」ともいう。）である。
【００３５】
各実施例のズームレンズは、広角端で約１８０度の画角を有する魚眼ズームレンズである。
【００３６】
収差図において、ｄ、ｇ、Ｃは各々ｄ線、ｇ線、Ｃ線である。Ｍ、Ｓはｄ線におけるメリディオナル像面、サジタル像面である。ｇＭ、ｇｓはｇ線における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。
【００３７】
ＦｎｏはＦナンバー、Ｙは像高である。
【００３８】
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（第２レンズ群Ｌ２）が機構上、光軸上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。
【００３９】
各実施例のズームレンズは、図２５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すいずれか１つのズームタイプを採用している。
【００４０】
図２５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、矢印は広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動方向を示している。
【００４１】
図２５（ａ）は実施例２、３、４に相当し、図２５（ｂ）は実施例１、５に相当し、図２５（ｃ）は実施例６に相当している。
【００４２】
図２５（ａ）〜（ｃ）に示すように、各実施例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で略往復移動している。第２レンズ群Ｌ２は物体側に移動している。
【００４３】
図２５（ａ）、（ｃ）では第３レンズ群Ｌ３は不動である。
【００４４】
図２５（ｂ）では第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動している。各実施例では、広角端に比べ望遠端での第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少なくとも第１、第２レンズ群が移動してズーミングを行っている。
【００４５】
各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１の往復移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。
【００４６】
各実施例のズームレンズでは、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正又は負の屈折力の第３レンズ群より構成している。
【００４７】
これにより、十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、広い画角のズームレンズを得ている。またズーミングに際して、第１レンズ群と第２レンズ群、そして必要に応じて第３レンズ群を各々独立して移動させることで、ズーミングに伴うコマ収差等の諸収差の変動を抑えている。
【００４８】
第１レンズ群Ｌ１の負の第１レンズ、負の第２レンズ、負の第３レンズは広角端において負の歪曲収差を多く発生させ、画角約１８０度を達成するのに必要なレンズ形状と屈折力である。正の屈折力の第４レンズと負の屈折力の第５レンズでは、色収差・コマ収差等を良好に補正している。
【００４９】
第２レンズ群Ｌ２は物体から像側へ順に、両凸形状の正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズより構成される。
【００５０】
又は、第２レンズ群は物体から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズより構成される。
【００５１】
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は変倍に伴う像点変動を補正している。第１レンズ群Ｌ１は合焦機能を有している。第２レンズ群Ｌ２は変倍機能と結像機能を有する。また、第３レンズ群Ｌ３は収差の調整機能を有している。
【００５２】
次に各実施例の特徴について説明する。
【００５３】
第１レンズの物体側と像面の面の曲率半径を各々ｒ１ａ、ｒ１ｂとする。第３レンズの物体側と像面の面の曲率半径を各々ｒ３ａ、ｒ３ｂとする。
このとき
０．４５≦（ｒ１ａ−ｒ１ｂ）／（ｒ１ａ＋ｒ１ｂ）≦１  ・・・（１）
１≦（ｒ３ａ−ｒ３ｂ）／（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）≦２７・・・（２）
なる条件を満足している。
【００５４】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１中の第１レンズの形状因子に関する条件である。条件式（１）の上限を超えると、第１レンズの物体側の面が物体側に凹面になるため、光軸に対して垂直な方向（半画角９０度相当）からの光が入射できない。又、広角端において画角約１８０度を確保するのが難しくなる。
【００５５】
また、条件式（１）の下限を超えると、像側の面の曲率がきつくなり、軸外の非点収差及び像面湾曲が大きくなる。また、像側の面において曲率半径と有効径の関係が半球形状に近くなりため製造が困難となる。
【００５６】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｌ１中の第３レンズの形状因子に関する条件である。条件式（２）の上限を超えると、第３レンズの物体側の面が像側に凸を向けた面となり、軸外光線の物体側の面への入射角が大きくなり、軸外のコマ収差及び非点収差が大きくなる。
【００５７】
また、条件式（２）の下限を超えると、第３レンズの物体側の面が物体側に凸を向けた面となり、軸外光の光線入射角が小さくなるため、歪曲の発生が弱まり広角化が困難になる。
【００５８】
更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００５９】
０．４７≦（ｒ１ａ−ｒ１ｂ）／（ｒ１ａ＋ｒ１ｂ）≦  ０．９０・・・（１ａ）
１．２０≦（ｒ３ａ−ｒ３ｂ）／（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）≦２７．００・・・（２ａ）
以上のように本実施例によれば、広角端において、前記等立体角射影方式に沿った歪曲収差を発生させ、画角約１８０度を達成し、かつ、コマ収差・球面収差・軸上色収差を含む諸収差の変動を良好に補正したズームレンズを得ることができる。
【００６０】
実施例１〜５において、第３レンズ群Ｌ３は物体側の面が凸形状の正レンズを有している。そして、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、
とする。このとき
８＜ｆ３／ｆｗ＜５０  ・・・（３）
なる条件を満足している。
【００６１】
条件式（３）は、第３レンズ群Ｌ３の屈折力（パワー）を規定する条件式である。条件式（３）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱くなり、ズーミングに伴う収差変動の補正効果が少なくなるので、好ましくない。また、条件式（３）の下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３のパワーが強くなりすぎ、ズーミングに伴う非点収差の変動が大きくなるので、好ましくない。
【００６２】
更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６３】
９．０＜ｆ３／ｆｗ＜４６．０  ・・・（３ａ）
実施例６は第３レンズ群Ｌ３の屈折力は負である。
【００６４】
このとき第３レンズ群Ｌ３は、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って正の屈折力が強くなる非球面形状の面を含むレンズを有している。
【００６５】
レンズ周辺に向かって正の屈折力が強くなる形状の非球面は、絞りＳＰに対して像側の面である。
【００６６】
このときの非球面により広角端で、高い像高において負の歪曲を発生させ、画角約１８０度を達成するのを容易にしている。またズーミングに際して、コマ収差を含む諸収差変動を良好に補正している。
【００６７】
尚、各実施例において、より好ましくは次の諸条件のうち、１以上を満足するのが良い。
【００６８】
第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。広角端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔をＤＷ１とする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔の変化量をΔＤ２とする。
【００６９】
第１、第２、第３レンズの合成焦点距離をｆ１２３とする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。
【００７０】
広角端における光学全長（第１レンズ面から像面までの長さ）をＬＷ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。
【００７１】
このとき
０．７０＜｜ＤＷ１／ｆ１｜＜１．０５  ・・・（４）
０．５０＜ΔＤ２／ｆｗ  ＜１．１２  ・・・（５）
０．２＜ｆ１２３／ｆ１＜０．５      ・・・（６）
ＬＷ／ｆｗ＜９    ・・・（７）
なる条件のうち１以上を満足するのが良い。
【００７２】
条件式（４）は、ズーミングの際に必要な第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を規定するものである。条件式（４）において、下限を超えると、広角端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が狭くなりすぎて、望遠側にズーミングする際の第２レンズ群Ｌ２の移動領域が狭くなるため、有効なズーム比の確保が困難となる。
【００７３】
上限を超えると、広角端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が広くなりすぎて、前玉有効径が大型化するので好ましくない。
【００７４】
条件式（５）は、第３レンズ群Ｌ３におけるズーミング時の移動量を規定するものである。条件式（５）の下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３が第２レンズ群Ｌ２の移動軌跡に近づくため望遠側において収差補正効果が弱くなるので、好ましくない。また、条件式（５）の上限を超えると、十分な長さのバックフォーカスを確保することが困難になる。
【００７５】
条件式（６）は、第１レンズ群Ｌ１中における第１レンズのパワーを規定するものである。条件式（６）の上限を超えると、第１レンズのパワーが強くなりすぎて、製造が困難な形状となってくる。条件式（６）の下限を超えると、第１レンズのパワーが弱くなりすぎて、広角端で魚眼レンズとして必要な歪曲が得られなくなり、好ましくない。
【００７６】
条件式（７）は、光学全長（第１レンズ面から像面までの長さ）を規定するものである。条件式（７）の上限を超えると、撮影画面の大きさに対して光学全長が長くなりすぎるので、良くない。
【００７７】
更に好ましくは条件式（４）〜（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００７８】
０．７３＜｜ＤＷ１／ｆ１｜＜１．００  ・・・（４ａ）
０．５５＜ΔＤ２／ｆｗ  ＜１．０５  ・・・（５ａ）
０．２０＜ｆ１２３／ｆ１＜０．４７  ・・・（６ａ）
７．０＜ＬＷ／ｆｗ＜８．５          ・・・（７ａ）
以上のように各実施例によれば、広角端では射影方式に沿って撮影画角が約１８０度となり、また、ズーミングに際してもコマ収差・球面収差・軸上色収差等の収差変動を良好に抑えることができる。
【００７９】
次に各実施例のレンズ構成の具体的な特徴について説明する。
【００８０】
実施例１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からなる。
【００８１】
以下、各レンズは物体側から像側へ順に配置されているものとして説明する。
【００８２】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側が凸でメニスカス形状の負（負の屈折力）の第１レンズ、物体側が凸でメニスカス形状の負の第２レンズ、両凹形状の負の第３レンズ、両凸形状の正（正の屈折力）の第４レンズ、両凹形状の負の第５レンズからなる。
【００８３】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズ、正レンズと負レンズの貼合わせレンズ、負レンズ、正レンズからなる。第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状の正レンズからなる。
【００８４】
広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔は狭まり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔は広がるように各レンズ群が移動する。
【００８５】
第１レンズ群Ｌ１は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第２、第３レンズ群Ｌ２、Ｌ３は共に物体側へ移動する。
【００８６】
実施例２のズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折力と各レンズ群のレンズ構成は、実施例１と同じである。実施例２では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の間隔が狭まり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が広がるように第１、第２レンズ群が移動する。第２レンズ群Ｌ２は物体側に動き、第３レンズ群Ｌ３はズーミング時の際、固定である。
【００８７】
実施例３のズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折力は実施例１と同じである。
【００８８】
第１レンズ群Ｌ１のレンズ構成は実施例１と同じである。第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、物体側が凸でメニスカス形状の正レンズ、物体側の面Ｒ１４が非球面形状で像側の面が凸でメニスカス形状の正レンズ、正レンズと負レンズの貼合わせレンズ、負レンズ、正レンズからなる。第３レンズ群Ｌ３は、物体側が凸でメニスカス形状の正レンズからなる。ズーミングに伴う各レンズ群の移動形態は実施例２と同じである。
【００８９】
実施例４において各レンズ群の屈折力は実施例１と同じである。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は実施例１と同じである。第３レンズ群Ｌ３は、物体側が凸でメニスカス形状の正レンズからなる。ズーミングに伴う各レンズ群の移動形態は実施例２と同じである。
【００９０】
実施例５において、各レンズ群の屈折力は実施例１と同じである。各レンズ群のレンズ構成は実施例１と同じである。ズーミングに伴う各レンズ群の移動形態は実施例１と同じである。
【００９１】
実施例６のズームレンズ系は、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からなる。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は、実施例１と同じである。
【００９２】
第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が非球面形状の負レンズからなる。ズーミングに伴う各レンズ群の移動条件は実施例２と同じである。
【００９３】
次に、本発明のズームレンズを用いた一眼レフカメラシステムの実施例を図２６を用いて説明する。図２６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。
【００９４】
１２は交換レンズ１１を通して形成される被写体像を受光するフィルムや固体撮像素子などの記録手段である。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。
【００９５】
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で正立像とした後、接眼光学系１７で拡大して観察する。
【００９６】
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。
【００９７】
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光学機器に適用することにより、高い光学性能を有した光学機器が実現できる。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
以下に、本発明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面のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。
【０１０１】
またＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは非球面係数である。非球面係数は光軸から高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき
【０１０２】
【数１】
2009103790.tif 000003
【０１０３】
で表される。但しＲは曲率半径、Ｋは円錐定数である。
【０１０４】
又、「ｅ−０Ｘ」は「×１０−x」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。Ｌは光学全長である。Ｗは広角端、Ｍは中間のズーム位置、Ｔは広角端である。
【０１０５】
(数値実施例1)
W          M         T
f    15.2728   17.74746   21.73635
FNO      3.6        3.9        4.5
ω      98.4         74       58.5
L   119.4748   120.2626   123.8933
面No.   r          d          nd       νd     有効径
1     81.1708    2.70229   1.772499    49.6     60.5
2    17.64272        7.3          1       0   33.249
3    31.33523        2.4   1.638539   55.38   32.901
4    20.22045    7.90542          1       0   28.104
5    -80.0665        1.5   1.622992   58.16   26.886
6     55.2699       0.15          1       0   24.991
7    31.70138    7.87638   1.749497    35.3   24.445
8    -43.4903     0.9891          1       0   21.952
9    -34.7473        1.1    1.58913   61.14   19.199
10   82.62095       可変          1       0   17.102
11    絞り ∞    0.95522          1       0    11.466
12   65.29153    3.17731      1.834   37.16   11.742
13   -79.0131    4.05302          1       0   11.848
14   119.3248     7.5412   1.496999   81.54   12.221
15   -12.3087    8.22984      1.834   37.16   14.902
16   -22.1758       0.15          1       0   20.707
17   306.4144    1.28505   1.805181   25.42       22
18   32.97159    1.47891          1       0   22.645
19   49.28108        3.5    1.58913   61.14   23.829
20   -101.142       可変          1       0   24.432
21   74.78314          3   1.496999   81.54   29.906
22      -1000   39.16547          1       0   30.199
面No.     W          M          T
10   14.86564   10.36494    5.25462
20       0.15    3.93066   10.17949
群番号   開始面   焦点距離   レンス゛構成長
1        1     -19.0268    31.92318
2       11     33.49197    30.37055
3       21     140.1297           3
(数値実施例2)
W           M         T
f    15.30819   19.26095   23.74277
FNO       3.6        3.9        4.5
ω       89.2       67.3       53.7
L    115.8072   118.5087   123.2782
面No.   r          d          nd       νd     有効径
1     74.35717       4.2   1.772499   49.6       66
2     25.40754    5.5859          1      0   42.838
3         27.8       2.4   1.622992  58.16   38.324
4      13.8142  11.45172          1      0   26.535
5     -96.8931       1.5   1.696797  55.53   25.629
6     32.36583      0.15          1      0   23.037
7     23.28318   6.04122   1.688931  31.07   22.599
8     -39.7326   0.49743          1      0   21.431
9     -32.9515       1.1   1.651597  58.55   19.812
10    76.70997      可変          1      0   17.663
11      絞り ∞   0.39844         1      0   12.257
12    40.18746   3.59104      1.834  37.16   12.532
13    -138.068   3.24804          1      0   12.593
14    50.23992   3.56288   1.496999  81.54   12.448
15    -13.6368   4.56016      1.834  37.16   12.564
16    -26.1114      0.15          1      0   15.315
17    182.7599    1.2739    1.84666  23.78   16.066
18    27.73323   4.91653          1      0   16.604
19    76.02513       3.5   1.622992  58.16   21.946
20    -45.3213      可変          1      0   22.612
21    111.5937   2.65175    1.48749  70.23   28.858
22    -1416.92  38.99959          1      0   29.234
面No.     W          M          T
10   15.8786     10.2535     6.75055
20      0.15      5.43848   14.17949
群番号   開始面   焦点距離   レンス゛構成長
1          1     -16.3271    32.92627
2         11     29.51382    25.20098
3         21     212.3231     2.65175
(数値実施例3)
W           M          T
f    15.2981   18.29673    23.6924
FNO     2.91        3.1        3.6
ω      97.1       71.4       53.5
L   123.3319   123.8769   126.6198
面No.    r          d          nd       νd     有効径
1    71.40852          5    1.772499    49.6     77.5
2    22.89116    7.07481           1       0   43.934
3    24.09426          3    1.651597   58.55   40.229
4    15.87207   12.33186           1       0   30.464
5    -287.252        1.5    1.696797   55.53   29.575
6    32.78383       0.15           1       0   26.144
7    23.15229    6.15332    1.688931   31.07   25.344
8    -73.6042     1.0798           1       0   24.084
9    -41.4982        1.2    1.651597   58.55   21.961
10   60.67558       可変           1       0   19.354
11     絞り ∞        0.1          1       0   14.094
12   36.63955    2.10066    1.772499    49.6   14.371
13   155.7323    3.18972           1       0    14.39
14-107.12291*    2.00974    1.766464   27.97   14.647
15    -43.322    3.11495           1       0   14.856
16   -111.287    4.26395    1.496999   81.54   15.672
17   -13.1822    1.81565       1.834   37.16   16.683
18    -24.518        0.5           1       0       19
19   -180.518        1.4     1.84666   23.78   20.648
20   48.04537    1.66007           1       0   22.009
21   66.77685    6.60989    1.622992   58.16   24.695
22   -25.9377       可変           1       0   25.997
23   59.44752          2     1.48749   70.23   31.837
24   72.41738   40.69886           1       0    31.91
面No.     W          M          T
10    15.8786    10.65662    4.96433
22        0.5     5.93278    15.2109
群番号   開始面   焦点距離   レンス゛構成長
1         1     -17.6405    37.48979
2        11     29.41456    26.76464
3        23     648.1337           2
非球面         
第14面:         
K=0              A=0
B=-1.067193E-5   C=-5.096163E-8
D=7.241139E-10         
(数値実施例4)
W          M         T
f       15.3   17.61948   23.77092
FNO      3.6        3.9        4.5
ω      90.0       74.5       52.9 
L   119.9799   119.9883   122.8926
面No.    r             d         nd        νd     有効径
1     87.76067            4    1.772499    49.6     59.2
2     17.70906      7.41464           1       0   33.799
3         28.5      1.98496    1.712995   53.87   33.288
4     18.62412            8           1       0   28.595
5     -103.735          1.4    1.743198   49.34   28.288
6     96.32111         0.15           1       0   27.129
7     28.11352      7.90634    1.749497    35.3   26.171
8     -45.0508       0.5603           1       0   24.161
9     -38.8515          1.1    1.58913    61.14    21.62
10    47.83868         可変           1       0   18.762
11     絞り ∞      0.98429           1       0   11.663
12    66.12403      2.33114       1.834   37.16   11.932
13    -77.5905      5.76359           1       0   11.992
14    123.1697      3.79614     1.48749   70.23   12.952
15     -12.306      8.61854       1.834   37.16   13.777
16    -22.1718         0.15           1       0   19.557
17    461.9161      1.29077     1.84666   23.78   20.701
18    34.18833      0.79727           1       0    21.33
19    51.42205          3.5    1.651597   58.55   21.626
20    -72.8889         可変           1       0   22.293
21    63.51526      2.65175     1.51633   64.14   29.147
22    110.4272      39.9681           1       0   29.402
面No.     W          M          T
10     17.46208   12.92915    4.80189
20         0.15    5.38848   14.12949
群番号   開始面    焦点距離    レンス゛構成長
1         1       -17.6405     37.48979
2        11       29.41456     26.76464
3        23       648.1337            2
(数値実施例5)
W           M         T
f       15.3   18.29811   23.28178
FNO      3.6        3.9        4.5
ω      88.9       70.4       53.5
L   119.6885   119.4185   122.0871
面No.    r         d         nd        νd     有効径
1          88       4.2   1.772499     49.6     60.5
2    18.17418         7          1        0   34.508
3    28.37707       2.4   1.622992    58.16   34.149
4    18.61268   8.18701          1        0   28.898
5    -97.0415       1.5   1.622992    58.16   28.652
6    51.55971      0.15          1        0   26.753
7    28.26035   8.47624   1.749497     35.3   26.151
8    -45.2693   0.90351          1        0   23.754
9    -36.3356       1.1   1.58913     61.14   20.449
10   59.24225      可変          1         0   17.951
11    絞り ∞   1.00172          1         0   11.403
12   69.99706   3.72111      1.834    37.16   11.675
13   -68.1921    4.2078          1        0   11.811
14   92.10127   3.55639   1.496999    81.54   12.926
15   -12.3872   9.21572      1.834    37.16   13.596
16   -22.9038      0.15          1        0   19.504
17   399.8661   1.26612   1.805181    25.42   20.549
18   32.11805   0.83257          1        0   21.158
19   48.03475       3.5    1.58913    61.14   21.462
20   -60.1837      可変          1        0   22.044
21   432.0709   2.65175    1.48749    70.23   28.578
22   -293.524  39.61505          1        0   29.157
面No.     W          M          T
10     15.90346   10.34497    4.27256
20         0.15    6.04161   15.77949
群番号   開始面   焦点距離    レンス゛構成長
1        1    -17.6405      37.48979
2       11    29.41456      26.76464
3       23    648.1337             2
(数値実施例6)
W           M         T
f   15.40368    18.26342   25.30299
FNO      3.6         3.9        4.5
ω      88.7        70.7       48.9
L   124.9347    122.8264   123.9597
面No.     r         d           nd        νd     有効径
1           86        4.2    1.772499     49.6        61
2     18.17418          7           1        0        34
3     28.37707        2.4    1.622992    58.16     34.71
4     18.61268   11.12726           1        0    29.339
5     -97.0415        1.5    1.622992    58.16    26.304
6     51.55971       0.15           1        0    24.597
7      27.6386    7.92296    1.749497     35.3    24.023
8      -44.595    0.68863           1        0    21.567
9          -38        1.1     1.58913    61.14    19.689
10    48.91287       可変           1        0    17.307
11      絞り ∞    0.96858           1       0        12
12    62.90737    3.86163       1.834    37.16    12.284
13    -98.9731      4.771           1        0    12.388
14    75.10634    3.78272    1.496999    81.54    13.473
15    -12.6258     8.7507       1.834    37.16    14.132
16    -24.1161       0.15           1        0    19.787
17    273.0725    1.27529    1.805181    25.42    20.879
18    33.08483    1.03961           1        0    21.466
19    48.86292          4     1.58913    61.14    22.063
20    -44.0813       可変           1        0    22.624
21 1000.00000*    2.65175     1.48749    70.23    27.533
22         250   39.96009           1        0    28.175
面No.      W        M      T
10    15.98658   9.88487  0.88583
20     1.64794   6.88641 15.62742
群番号   開始面    焦点距離    レンス゛構成長
1          1      -19.311      36.08885
2         11     29.12321      28.59953
3         21     -684.568       2.65175
非球面   
第21面:   
K=0           A=0
B=3.884485E-7 C=-4.062222E-9
D=1.719439E-11   
【０１０６】
【表１】
2009103790.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】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
【図２】実施例１のズームレンズの広角端での収差図
【図３】実施例１のズームレンズの中間のズーム位置での収差図
【図４】実施例１のズームレンズの望遠端での収差図
【図５】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
【図６】実施例２のズームレンズの広角端での収差図
【図７】実施例２のズームレンズの中間のズーム位置での収差図
【図８】実施例２のズームレンズの望遠端での収差図
【図９】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
【図１０】実施例３のズームレンズの広角端での収差図
【図１１】実施例３のズームレンズの中間のズーム位置での収差図
【図１２】実施例３のズームレンズの望遠端での収差図
【図１３】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
【図１４】実施例４のズームレンズの広角端での収差図
【図１５】実施例４のズームレンズの中間のズーム位置での収差図
【図１６】実施例４のズームレンズの望遠端での収差図
【図１７】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
【図１８】実施例５のズームレンズの広角端での収差図
【図１９】実施例５のズームレンズの中間のズーム位置での収差図
【図２０】実施例５のズームレンズの望遠端での収差図
【図２１】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
【図２２】実施例６のズームレンズの広角端での収差図
【図２３】実施例６のズームレンズの中間のズーム位置での収差図
【図２４】実施例６のズームレンズの望遠端での収差図
【図２５】本発明のズームレンズにおいて広角端から望遠端にズーミングするときの各レンズ群の移動軌跡の説明図
【図２６】本発明の撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
【０１０８】
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
ＳＰ    Ｆナンバー決定部材（開口絞り）
ｄ      ｄ線
ｇ      ｇ線
Ｆ      Ｆ線
ΔＳ    サジタル像面
ΔＭ    メリディオナル像面
【図１】
2009103790.tif 000005
【図２】
2009103790.tif 000006
【図３】
2009103790.tif 000007
【図５】
2009103790.tif 000008
【図６】
2009103790.tif 000009
【図７】
2009103790.tif 000010
【図８】
2009103790.tif 000011
【図１０】
2009103790.tif 000012
【図１１】
2009103790.tif 000013
【図１２】
2009103790.tif 000014
【図１４】
2009103790.tif 000015
【図１５】
2009103790.tif 000016
【図１６】
2009103790.tif 000017
【図１８】
2009103790.tif 000018
【図１９】
2009103790.tif 000019
【図２０】
2009103790.tif 000020
【図２２】
2009103790.tif 000021
【図２３】
2009103790.tif 000022
【図２４】
2009103790.tif 000023
【図２５】
2009103790.tif 000024
【図４】
2009103790.tif 000025
【図９】
2009103790.tif 000026
【図１３】
2009103790.tif 000027
【図１７】
2009103790.tif 000028
【図２１】
2009103790.tif 000029
【図２６】
2009103790.tif 000030