JPWO2012176468A1

JPWO2012176468A1 - ズームレンズおよび撮像装置

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Publication number: JPWO2012176468A1
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Inventors: 大樹河村
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2015-02-23
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Abstract

【課題】ズームレンズにおいて、低コスト化、良好な光学性能を実現する。【解決手段】ズームレンズを、物体側より順に負の第１レンズ群（Ｇ１）と、正の第２レンズ群（Ｇ２）とから構成し、第１レンズ群（Ｇ１）は負の第１レンズ（Ｌ１１）と、正の第２レンズ（Ｌ１２）との２枚より構成する。第１レンズ群（Ｇ１）の焦点距離をｆ１、第２レンズ群（Ｇ２）の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第１レンズ（Ｌ１１）と第２レンズ（Ｌ１２）との光軸上の間隔をｄ２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、第２レンズ（Ｌ１２）のｄ線に対する屈折率をｎｄ２、アッベ数をνｄ２としたとき、以下の条件式を満足させる。１．６＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ …（１）１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．４ …（２）０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．６０ …（３）２．５＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４）１．５６＜ｎｄ２＜１．６６ …（５）νｄ２＜３３ …（６）【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズおよび撮像装置に関し、特に、小型のカメラや携帯端末装置に好適に使用可能なズームレンズおよび、そのようなズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

従来、コンパクトなデジタルカメラやビデオカメラ、携帯端末装置などに搭載されるズームレンズとして、負レンズ群先行（物体側に負レンズ群を配置した構成）の２群あるいは３群タイプのズームレンズが広く知られている。例えば特許文献１および２には、変倍比が３倍程度で、より簡易な２群タイプが採用された低コストのズームレンズの例として、第１レンズ群が２枚、第２レンズ群が３枚の計５枚のレンズで構成されたズームレンズが示されている。一方特許文献３には、第１レンズ群が２枚、第２レンズ群が２枚の計４枚のレンズで構成されたズームレンズが示されている。

他方、特許文献４や５には、プラスチックレンズが採用されたズームレンズや、あるいはプラスチックレンズで構成することも想定して設計されたズームレンズが開示されている。特許文献４には、第１レンズ群を構成する３枚のレンズのうち１枚がプラスチックレンズとされた例が示されている。また特許文献５には、全てのレンズがプラスチックレンズで構成された例が示されている。

特開２００７−２９３３６８号公報特開２００７−１０８３９９号公報特開２００７−７８８０１号公報特開２００８−１１２０００号公報特開２００７−１８７７４０号公報

特許文献３に示されたズームレンズは、極めて少ないレンズ枚数で構成されているが、このようにレンズ枚数が少ないことにより単純に低コスト化が実現されるものではない。例えば、少ないレンズ枚数で構成すると、レンズ１枚当たりが担うパワーが強くなり、製造誤差や組立誤差の許容量が少なくなったり、レンズの加工難度が高くなったりして、結果的に生産コストが高くなってしまう可能性もある。

レンズをより安価な材料、例えば、プラスチック材料で構成することも低コスト化の１つの手段であるが、少ないレンズ枚数で構成したときには、レンズ１枚当たりのパワーが強いため、コストの安いプラスチックを用いることが難しくなってしまう。それは、製造誤差や組立誤差、あるいは、温度変化に伴う光学諸元や性能の変動が大きくなったり、収差の補正バランスをとることが難しくなったりするためである。ここで、改めて特許文献３に示されているズームレンズの構成について考えると、第１レンズ群に配置された正レンズおよび負レンズ共に高屈折率の材料が用いられていることから分かるように、低コスト化に重点を置いて設計された訳ではなく、そこにも記載があるように、沈胴時の厚みを小さくすることを優先して設計されたものであることがわかる。

逆に言えば、サイズよりも、光学性能やコストをより優先して考える場合には、特許文献３に示されるような第２群の正レンズのパワーを２枚のレンズに分散させた、特許文献１や２に示される第２群の構成の方が好ましいと考えられる。また、そのような構成とすることで、第２群に配置された正レンズ１枚当たりが担うパワーが小さくなるため、レンズをプラスチックから構成することも可能になる。しかし、特許文献１や２に示されたズームレンズも、第１レンズ群に配置されたレンズが高屈折率材料で構成されており、さらなる低コスト化の余地が残されている。

上述のようにプラスチックレンズを採用するためには、各レンズのパワーを最適に設定する必要がある。つまり、特許文献３に示されるズームレンズのように少ないレンズ枚数で構成し、かつ、コストの低いプラスチックレンズを採用する場合には、各レンズへのパワー配分を十分に考慮しなければならない。

プラスチックレンズが採用されたズームレンズの例としては、前述のように特許文献４や５に示されたものがあるが、それらの第１レンズ群は、特許文献１〜３に示されているズームレンズの第１レンズ群よりもレンズ枚数が１枚多い構成となっている。このように、プラスチックレンズを用いる場合、前述した通り、パワーの強い１枚のレンズを２枚のレンズに分割することによりパワーを分散させて、ある程度までパワーが小さくなったレンズを適用するという考えもある。しかしそのような構成を採用すると、沈胴長は大きくなってしまう。また特許文献５には、全てのレンズがプラスチックレンズで構成された例が示されているが、その場合は、変倍比が２倍程度にとどまっている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、少ないレンズ枚数で３倍乃至４倍程度の変倍比を確保しつつ、プラスチックレンズも採用可能として低コスト化を達成するとともに、各レンズのパワーを最適に設定することで良好な光学性能を実現できる２群ズームレンズを提供することを目的とする。

本発明による第１のズームレンズは、
実質的に、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描くように移動し、第２レンズ群は物体側に単調移動し、絞りは第２レンズ群と一体で移動するように構成され、
第１レンズ群は、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとの２枚より構成され、
第１レンズ群に配置された２枚のレンズのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、
第２レンズ群は、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む３枚以下のレンズより構成され、
第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズと第２レンズとの光軸上の間隔をｄ２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第２レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２、アッベ数をνｄ２としたとき、以下の条件式
１．６＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ …（１）
１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．４ …（２）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．６０ …（３）
２．５＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４）
１．５６＜ｎｄ２＜１．６６ …（５）
νｄ２＜３３ …（６）
を満足することを特徴とするものである。

ここで、「実質的に第１レンズ群と第２レンズ群とからなる」とは、それらのレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分等を持つ場合も含むものとする。

なお、本発明のズームレンズにおける「第２レンズ群」は、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。また、各レンズ群を構成するレンズには接合レンズが用いられてもよいが、接合レンズはｎ枚の貼り合わせで構成されていれば、ｎ枚のレンズとして数えるものとする。また、本明細書における「本発明のズームレンズ」あるいは「本発明によるズームレンズ」との記載は、特にことわりがなければ本発明による第１のズームレンズおよび、後述する第２のズームレンズの双方を指すものとする。

また、本発明のズームレンズにおけるレンズの面形状、屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。

ここで、本発明による上記第１のズームレンズにおいては、前記第１レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１としたとき、以下の条件式
１．４８＜ｎｄ１＜１．６１ …（７）
νｄ１＞５０ …（８）
を満足していることが望ましい。

また、本発明による第２のズームレンズは、
実質的に、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描くように移動し、第２レンズ群は物体側に単調移動し、絞りは第２レンズ群と一体で移動するように構成され、
第１レンズ群は、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとの２枚より構成され、
第１レンズ群に配置された２枚のレンズのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、
第２レンズ群は、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む３枚以下のレンズより構成され、
第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズと第２レンズとの光軸上の間隔をｄ２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第１レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１としたとき、以下の条件式
１．６＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ …（１）
１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．４ …（２）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．７０ …（３）
２．５＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４）
１．４８＜ｎｄ１＜１．６１ …（７）
νｄ１＞５０ …（８）
を満足することを特徴とするものである。

以上述べた本発明のズームレンズは、広角端において、第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離をＴＬｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、以下の条件式
５．８＜ＴＬｗ／ｆｗ＜８．４ …（９）
を満足するものであることがより望ましい。

また本発明のズームレンズにおいて、前記第２レンズはプラスチックレンズであることが望ましい。

さらに本発明のズームレンズにおいては、前記第１レンズもプラスチックレンズであることが望ましい。

また、本発明のズームレンズにおいて、第２レンズ群は物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズおよび、正の屈折力を有する第５レンズより構成されていることが望ましい。

また、本発明のズームレンズにおいて、第２レンズ群を構成するレンズは全てプラスチックレンズであることが望ましい。

また、本発明のズームレンズは、前記第１レンズの物体側レンズ面から像側レンズ面までの光軸上の距離をＤ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、以下の条件式
０．７＜Ｄ１／ｆｗ＜１．２ …（１０）
を満足するものであることが望ましい。
さらに、本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群に配置された第１レンズの物体側レンズ面が、近軸領域で凹面であることが望ましい。

また、本発明のズームレンズにおいて、前記（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（８）、（９）および（１０）式で示した各条件のより望ましい範囲は下記の通りである。

１．７＜ｆ２／ｆｗ＜２．３ …（２’）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．５５ …（３’）
２．７＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４’）
１．５６＜ｎｄ２＜１．６５ …（５’）
νｄ２＜２９ …（６’）
νｄ１＞５２ …（８’）
６．０＜ＴＬｗ／ｆｗ＜８．２ …（９’）
０．８＜Ｄ１／ｆｗ＜１．１ …（１０’）
また、本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群を構成する２枚のレンズがともにプラスチックレンズであることが好ましい。

また本発明のズームレンズにおいては、第２レンズ群が物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、正の屈折力を有する第５レンズより構成され、それらのレンズはそれぞれ、
前記第３レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ３、屈折率をνｄ３としたとき、
１．４８＜ｎｄ３＜１．６１ …（１１）
νｄ３＞５０ …（１２）、さらに好ましくは、νｄ３＞５２ …（１２’）
を満足し、前記第４レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ４、屈折率をνｄ４としたとき、
１．５６＜ｎｄ４＜１．６８ …（１３）
νｄ４＜３３ …（１４）、さらに好ましくは、νｄ４＜２９ …（１４’）
を満足し、前記第５レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ５、屈折率をνｄ５としたとき、
１．４８＜ｎｄ５＜１．６１ …（１５）
νｄ５＞５０ …（１６）、さらに好ましくは、νｄ５＞５２ …（１６’）
を満足する材料で構成されていることが望ましい。

上記条件式（１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１５）および（１６）は、それらのうちのいずれか１つ乃至５つが満足されてもよい。

なお、本発明のズームレンズにおいては、温度変化による光学特性の変動等を十分に考慮してパワー配置を適切に設定することによって、全てのレンズをプラスチックレンズとすることもできる。

さらに本発明のズームレンズにおいては、広角端において、無限遠物体合焦時の最外角光線の主光線の射出角度（像面の法線に対する角度）をαｗとしたとき、以下の条件式
８°＜αｗ＜１２° …（１７）、さらに好ましくは、９°＜αｗ＜１１° …（１７’）を満足することが好ましい。

また本発明のズームレンズにおいては、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群全体、または第２レンズ群に配置された一部のレンズを光軸に沿って移動させる構成となっていることが好ましい。より具体的には、第２レンズ群を物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、正の屈折力を有する第５レンズより構成したとき、第５レンズのみを光軸に沿って移動させる構成であることが好ましい。

他方、本発明による撮像装置は、以上説明した本発明による第１あるいは第２のズームレンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明によるズームレンズは実質的に、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描くように移動し、第２レンズ群は物体側に単調移動し、絞りは第２レンズ群と一体で移動するように構成され、第１レンズ群は、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとの２枚より構成され、第１レンズ群に配置された２枚のレンズのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、第２レンズ群は、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む３枚以下のレンズより構成され、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズと第２レンズとの光軸上の間隔をｄ２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第１レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１、前記第２レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２、アッベ数をνｄ２としたとき、前記条件式（１）〜（６）を満足し（第１のズームレンズの場合）、あるいは前記条件式（１）〜（４）、（７）および（８）を満足する（第２のズームレンズの場合）ように構成されているので、プラスチックレンズを採用して低コスト化を達成するとともに、少ないレンズ枚数で３倍乃至４倍程度の変倍比を確保しつつ、各レンズのパワーを最適に設定することで良好な光学性能を実現できるものとなる。

以下、上に述べた効果についてさらに詳しく説明する。条件式（１）は、第１レンズ群の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の関係を規定しており、その下限値以下になると、色収差を抑えようとしたとき、第１レンズ群を構成する各レンズのパワーが強くなり、それに伴って第２レンズ群を構成するレンズのパワーも強くなってしまい、諸収差のバランス取ることが非常に困難になる。特に、像面湾曲と歪曲収差の補正が困難になる。さらに、第１レンズ群を構成するレンズの製造誤差や組立誤差の許容量が少なくなってしまうため好ましくない。また、第１レンズ群中にプラスチックレンズを用いるに当たり、レンズのパワーが強過ぎると、温度による屈折率変化に伴って像面位置の変動などが起こるので、好ましくない。逆に（１）式の上限値以上になると、変倍時の第１レンズ群の移動量が大きくなるとともに、光学全長が大きくなってしまい、好ましくない。条件式（１）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の関係を規定しており、その下限値以下になると、第２レンズ群を構成する各レンズのパワーが強くなり、球面収差の補正が困難になる。さらに、第２レンズ群を構成するレンズの製造誤差や組立誤差の許容量が少なくなってしまうため好ましくない。また、第２レンズ群中に、プラスチックレンズを用いるに当たり、レンズのパワーが強過ぎる、温度による屈折率変化に伴って像面位置の変動などが起こるので、好ましくない。逆に（２）式の上限値以上になると、変倍時の第２レンズ群の移動量が増大するとともに、バックフォーカスが大きくなり、レンズ系全体が大型化してしまうため好ましくない。条件式（２）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

条件式（３）は、第１レンズ群に配置された第１レンズと第２レンズの間隔と広角端における全系の焦点距離の関係を規定しており、その下限値以下になると、コンパクト化には有利になるが、球面収差の補正が難しくなるため好ましくない。逆に上限値以上になると、第１レンズ群全体が大型化してしまうため、好ましくない。条件式（３）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。また、本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群の少なくとも１枚のレンズをプラスチックで構成しているが、プラスチックレンズのコバ（フランジ）形状と、第１レンズおよび第２レンズの保持方法の点からも、条件式（３）の範囲を外れない方が好ましい。

条件式（４）は、広角端および望遠端の焦点距離の関係、つまり、変倍比を規定しており、その下限値以下になると、ズームレンズとしての有意性が小さくなってしまう。逆に、その上限値以上になると、レンズ系が大型化してしまう。また、このズームタイプにおいては、望遠端において明るさの低下が大きくなり過ぎてしまい、好ましくない。また、望遠端において、ある程度の明るさを確保しようとすれば、第２レンズ群への負担が大きくなり、少ないレンズ枚数での収差補正が困難になってしまう。条件式（４）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

条件式（５）および条件式（７）はそれぞれ、第２レンズの屈折率、第１レンズの屈折率を規定しており、それらの条件式の下限値以下になると、収差の発生が大きくなってしまうとともに、レンズの曲率（近似曲率）が大きくなって、第１レンズ群が厚くなってしまうため好ましくない。また、前記のように、低コスト化や軽量化等の目的によって、第１レンズ群に配置された２枚のレンズの少なくとも１枚をプラスチックレンズで構成しようとする場合、それらの条件式の上限値以上となるような材料で構成すると、非点収差や倍率色収差の補正のバランスをとることが困難になり、好ましくない。条件式（５）あるいは（７）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

条件式（６）および条件式（８）はそれぞれ、第２レンズのアッベ数、第１レンズのアッベ数を規定しており、それらの条件式の範囲を外れると、第１レンズと第２レンズとのアッベ数の差が小さくなり、色収差の補正が困難になる。また、条件式（６）あるいは（８）の範囲を外れると、色収差補正のために、第１レンズ群に配置された他方のレンズ（条件式（６）で第２レンズのアッベ数を規定する場合は第１レンズがこの「他方のレンズ」であり、条件式（８）で第１レンズのアッベ数を規定する場合は第２レンズがこの「他方のレンズ」である）のパワーも強くする必要があり、特に、広角端において像面湾曲や歪曲収差の補正が困難になるため、好ましくない。条件式（６）あるいは（８）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

以上の効果は、条件式（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（８）の範囲の中で特にそれぞれ、条件式（２’）、（３’）、（４’）、（５’）、（６’）、（８’）が満足されている場合は、より顕著なものとなる。

一方、本発明のズームレンズにおいて特に前記条件式（９）が満足されている場合は、下記の効果を得ることができる。すなわちこの条件式（９）は、広角端における光学全長と焦点距離の関係を規定しており、その下限値以下になると、コンパクトに構成することができるが、各レンズのパワーが強くなって、収差補正が困難になるとともに、レンズの製造誤差や組立誤差の許容量が少なくなってしまうため好ましくない。逆に上限値以上になると、レンズ全長が大きくなってしまうので、好ましくない。条件式（９）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

以上の効果は、条件式（９）の範囲の中で特に条件式（９’）が満足されている場合は、より顕著なものとなる。

また、本発明のズームレンズにおいて特に前記条件式（１０）が満足されている場合は、下記の効果を得ることができる。すなわち、この条件式（１０）の下限値以下になると、小型化には有利であるが、条件式（３）で規定したように第１レンズと第２レンズの空気間隔を一定以上確保した上で、条件式（１０）の値を小さくして小型化を図るためには、第１レンズや第２レンズを小さく、あるいは、薄く構成する必要があり、歪曲収差の補正が困難になったり、色収差の補正のバランスが取れなくなったりしてしまうため、好ましくない。また、第１レンズ群の材料をプラスチックで構成することに無理が生じてくる。逆に上限値以上になると、第１レンズ群が大型化してしまうため好ましくない。条件式（１０）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

以上の効果は、条件式（１０）の範囲の中で特に条件式（１０’）が満足されている場合は、より顕著なものとなる。

また、本発明のズームレンズにおいて特に、第１レンズ群を構成する２枚のレンズが共にプラスチックレンズとされた場合は、下記の効果を得ることができる。すなわち、第１レンズ群中に少なくとも１枚のプラスチックレンズを用いる場合、第１レンズ群は、負レンズ、正レンズ各々１枚ずつで構成されているので、温度変化に伴う像面変動を考慮したとき、共にプラスチックレンズであれば、それぞれのパワーが打ち消し合うようにする上で有利である。また、良好な光学性能を得るためには、第１レンズ群には非球面レンズを用いることが好ましいが、第１レンズ群を構成する２枚のレンズが共にプラスチックレンズであれば、非球面レンズをガラスで構成する場合に比べて低コスト化が実現される。

また本発明のズームレンズにおいて特に、第２レンズ群が物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、正の屈折力を有する第５レンズより構成され、それらのレンズがそれぞれ前記（１１）、（１２）、（１３）（１４）、（１５）および（１６）式を満足する材料で構成されている場合は、下記の効果を得ることができる。すなわち、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む第２レンズ群において、正レンズをプラスチック材料で構成する場合には、アッベ数が５５程度、負レンズをプラスチック材料で構成する場合には、アッベ数が２５程度の材料を用いることが好ましいが、他のレンズが上記条件式（１１）〜（１６）式を満足する材料で構成されていると、像面湾曲や球面収差をバランス良く補正する上で有利となる。

さらに、上記条件式（１１）〜（１６）を満足することによって、第２レンズ群を構成するレンズを比較的安価な硝種やプラスチックで構成することができ、低コスト化を実現できる。

以上の効果は、条件式（１２）、（１４）、（１６）の範囲の中で特にそれぞれ条件式（１２’）、（１４’）、（１６’）が満足されている場合は、より顕著なものとなる。

また本発明のズームレンズにおいて特に、広角端において、無限遠物体合焦時の最外角光線の主光線の射出角度（像面の法線に対する角度）をαｗとしたとき、前記条件式（１７）が満足されている場合は、撮像素子での周辺光量低下を防止することができる。この効果は、条件式（１７）に代えて条件式（１７’）が満足されている場合は、より顕著なものとなる。

また本発明のズームレンズにおいて特に、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群全体、または、第２レンズ群に配置された一部のレンズを光軸に沿って移動させる構成となっている場合は、下記の効果を得ることができる。すなわち、第１レンズ群全体を繰り出してフォーカスする構成を採用した場合は、第１レンズ群の有効径が大きくなったり、外径の大きなレンズを動かす必要が生じたりするが、第２レンズ群全体、または、第２レンズ群に配置された一部のレンズを移動させる場合は、そのような問題を回避することが可能になる。

以上の効果は、第２レンズ群を物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、正の屈折力を有する第５レンズより構成し、第５レンズのみを光軸に沿って移動させる構成とした場合に、より顕著なものとなる。

また、本発明のズームレンズにおいて特に、第１レンズ群に配置された第１レンズの物体側レンズ面が近軸領域で凹面とされた場合は、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正することが可能になる。

他方、本発明による撮像装置は、以上説明した効果を奏する本発明のズームレンズを備えたものであるから、良好な光学性能を備えた上で低コスト化を達成できるものとなる。

本発明の実施例１にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例２にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例３にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例４にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例５にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例６にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例７にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例８にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例９にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例１０にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図本発明の実施例１１にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例１のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例２のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例３のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例４のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例５のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例６のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例７のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例８のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例９のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例１０のズームレンズの各収差図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の実施例１１のズームレンズの各収差図本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるズームレンズの構成例を示す断面図であり、後述の実施例１のズームレンズに対応している。また、図２〜図１１は、本発明の実施形態にかかる別の構成例を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例２〜１１のズームレンズに対応している。図１〜図１１に示す例の基本的な構成は、図１０の実施例では第２レンズ群Ｇ２が２枚のレンズからなる点を除いて、その他は互いに同様であり、図示方法も同様であるので、ここでは主に図１を参照しながら、本発明の実施形態にかかるズームレンズについて説明する。

図１では、左側が物体側、右側が像側として、（Ａ）は無限遠合焦状態でかつ広角端（最短焦点距離状態）での光学系配置を、（Ｂ）は無限遠合焦状態でかつ望遠端（最長焦点距離状態）での光学系配置を示している。これは、後述する図２〜１１においても同様である。

本発明の実施形態にかかるズームレンズは、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とがレンズ群として配列されてなる。また第２レンズ群Ｇ２には、開口絞りＳｔが含まれている。ここに示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

なお、図１には、第２レンズ群Ｇ２と像面Ｓｉｍとの間に、平行平板状の光学部材ＰＰが配置された例を示している。ズームレンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタ等を配置することが好ましい。光学部材ＰＰは、これらカバーガラスや各種フィルタ等を想定したものである。また、近年の撮像装置は高画質化のために各色毎にＣＣＤを用いる３ＣＣＤ方式を採用しているものがあり、この３ＣＣＤ方式に対応するためには、色分解プリズム等の色分解光学系をレンズ系と像面Ｓｉｍの間に挿入することになる。その場合には、光学部材ＰＰの位置に色分解光学系を配置してもよい。

このズームレンズは、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍ側に凸状の軌跡を描くように移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側に単調移動し、開口絞りＳｔは第２レンズ群Ｇ２と一体で移動するように構成されている。図１には、広角端から望遠端へ変倍するときの第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２の移動軌跡を、（Ａ）と（Ｂ）との間に付した実線の矢印で模式的に示している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ１２とから構成されている。ここで、例えば図１に示す例のように、第１レンズＬ１１は両凹形状のレンズとし、第２レンズＬ１２は正メニスカス形状のレンズとすることができる。本発明のズームレンズにおいて、これらの第１レンズＬ１１および第２レンズＬ１２の少なくとも１枚はプラスチックレンズとされるが、本実施例では特に双方ともプラスチックレンズとされている。

本発明のズームレンズにおいて第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む３枚以下のレンズより構成されるが、図１の構成において第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズＬ２１、負の屈折力を有する第４レンズＬ２２、および正の屈折力を有する第５レンズＬ２３より構成されている。例えば図１の例のように上記第３レンズＬ２１は両凸形状のレンズ、上記第４レンズＬ２２は両凹形状のレンズ、第５レンズＬ２３は正メニスカス形状のレンズとすることができる。なお図１の構成では特に、第２レンズ群Ｇ２の全てのレンズＬ２１、Ｌ２２、およびＬ２３がプラスチックレンズとされている。

ここで、図２〜図１１の構成におけるレンズ材料に関して説明すると、図６の第１レンズＬ１１、第３レンズＬ２１および第４レンズＬ２２、並びに図８の第５レンズＬ２３以外は全てプラスチックレンズとされている。

以上説明の通り、第１レンズ群Ｇ１を２枚のレンズから構成するとともに第２レンズ群Ｇ２を３枚のレンズから構成した上で、第１レンズＬ１１および第２レンズＬ１２の少なくとも１枚をプラスチックレンズ（より好ましくは双方ともプラスチックレンズ）とし、そして第３レンズＬ２１、第４レンズＬ２２および第５レンズＬ２３のうちの少なくとも１枚をプラスチックレンズ（より好ましくは３枚ともプラスチックレンズ）とすることにより、低コスト化を達成するとともに、少ないレンズ枚数で３倍乃至４倍程度の変倍比を確保しつつ、各レンズのパワーを最適に設定することで良好な光学性能を実現できるようになる。

なお、図１〜１１の構成のうち特に図１０の構成では、その他の構成と異なって、第２レンズ群Ｇ２が２枚のレンズつまり第３レンズＬ２１および第４レンズＬ２２から構成されているが、この構成においても上記の作用、効果を得ることができる。

また本ズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２との光軸上の間隔をｄ２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、第１レンズＬ１１のｄ線に対する屈折率をｎｄ２、アッベ数をνｄ２、第２レンズＬ１２のｄ線に対する屈折率をｎｄ２、アッベ数をνｄ２としたとき、以下の条件式
１．６＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ …（１）
１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．４ …（２）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．６０ …（３）
２．５＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４）
１．５６＜ｎｄ２＜１．６６ …（５）
νｄ２＜３３ …（６）
１．４８＜ｎｄ１＜１．６１ …（７）
νｄ１＞５０ …（８）
を満足している。

なお、以上の条件式（１）〜（８）で規定される各条件の数値例を、実施例毎にまとめて表３４に示してある。またこの表３４には、後述する条件式（９）〜（１７）で規定される各条件の数値例も併せて示してある。

さらに本ズームレンズにおいては、広角端において、第１レンズＬ１１の物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離をＴＬｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、以下の条件式
５．８＜ＴＬｗ／ｆｗ＜８．４ …（９）
を満足している。

また本ズームレンズにおいては、第１レンズＬ１１の物体側レンズ面から像側レンズ面までの光軸上の距離をＤ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、以下の条件式
０．７＜Ｄ１／ｆｗ＜１．２ …（１０）
を満足している。

さらに本ズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１に配置された第１レンズＬ１１の物体側レンズ面が、近軸領域で凹面であることが望ましく、実施例１〜３および７においてはそのように構成されている。

また本ズームレンズにおいて、前記（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（８）、（９）および（１０）式で示した各条件は、より望ましくは下記の範囲に設定される。

１．７＜ｆ２／ｆｗ＜２．３ …（２’）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．５５ …（３’）
２．７＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４’）
１．５６＜ｎｄ２＜１．６５ …（５’）
νｄ２＜２９ …（６’）
νｄ１＞５２ …（８’）
６．０＜ＴＬｗ／ｆｗ＜８．２ …（９’）
０．８＜Ｄ１／ｆｗ＜１．１ …（１０’）
また本ズームレンズにおいては、第２レンズ群Ｇ２が物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズＬ２１、負の屈折力を有する第４レンズＬ２２、正の屈折力を有する第５レンズＬ２３より構成され、それらのレンズはそれぞれ、第３レンズＬ２１のｄ線に対する屈折率をｎｄ３、屈折率をνｄ３としたとき、
１．４８＜ｎｄ３＜１．６１ …（１１）
νｄ３＞５０ …（１２）、さらに好ましくは、νｄ３＞５２ …（１２’）
を満足し、第４レンズＬ２２のｄ線に対する屈折率をｎｄ４、屈折率をνｄ４としたとき、
１．５６＜ｎｄ４＜１．６８ …（１３）
νｄ４＜３３ …（１４）、さらに好ましくは、νｄ４＜２９ …（１４’）
を満足し、第５レンズＬ２３のｄ線に対する屈折率をｎｄ５、屈折率をνｄ５としたとき、
１．４８＜ｎｄ５＜１．６１ …（１５）
νｄ５＞５０ …（１６）、さらに好ましくは、νｄ５＞５２ …（１６’）
を満足する材料で構成されていることが望ましい。

さらに本ズームレンズにおいては、広角端において、無限遠物体合焦時の最外角光線の主光線の射出角度（像面の法線に対する角度）をαｗとしたとき、以下の条件式
８°＜αｗ＜１２° …（１７）、さらに好ましくは、９°＜αｗ＜１１° …（１７’）を満足することが好ましい。

また本ズームレンズにおいては、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｇ２全体、または第２レンズ群Ｇ２に配置された一部のレンズを光軸に沿って移動させる構成となっていることが好ましい。より具体的には、第２レンズ群Ｇ２を物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズＬ２１、負の屈折力を有する第４レンズＬ２２、正の屈折力を有する第５レンズＬ２３より構成したとき、第５レンズＬ２３のみを光軸に沿って移動させる構成であることが好ましい。

以下、上記各条件式で規定された構成による作用、効果について説明する。

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の関係を規定しており、その下限値以下になると、色収差を抑えようとしたとき、第１レンズ群Ｇ１を構成する各レンズＬ１１、Ｌ１２のパワーが強くなり、それに伴って第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３のパワーも強くなってしまい、諸収差のバランス取ることが非常に困難になる。特に、像面湾曲と歪曲収差の補正が困難になる。さらに、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの製造誤差や組立誤差の許容量が少なくなってしまうため好ましくない。また、第１レンズ群Ｇ１中にプラスチックレンズを用いるに当たり、レンズのパワーが強過ぎると、温度による屈折率変化に伴って像面位置の変動などが起こるので、好ましくない。逆に（１）式の上限値以上になると、変倍時の第１レンズ群Ｇ１の移動量が大きくなるとともに、光学全長が大きくなってしまい、好ましくない。条件式（１）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の関係を規定しており、その下限値以下になると、第２レンズ群Ｇ２を構成する各レンズＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３のパワーが強くなり、球面収差の補正が困難になる。さらに、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズの製造誤差や組立誤差の許容量が少なくなってしまうため好ましくない。また、第２レンズ群Ｇ２中に、プラスチックレンズを用いるに当たり、レンズのパワーが強過ぎると、温度による屈折率変化に伴って像面位置の変動などが起こるので、好ましくない。逆に（２）式の上限値以上になると、変倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量が増大するとともに、バックフォーカスが大きくなり、レンズ系全体が大型化してしまうため好ましくない。条件式（２）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１に配置された第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２の間隔と広角端における全系の焦点距離の関係を規定しており、その下限値以下になると、コンパクト化には有利になるが、球面収差の補正が難しくなるため好ましくない。逆に上限値以上になると、第１レンズ群Ｇ１全体が大型化してしまうため、好ましくない。条件式（３）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。また、本ズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１の少なくとも１枚のレンズをプラスチックで構成しているが、プラスチックレンズのコバ（フランジ）形状と、第１レンズＬ１１および第２レンズＬ１２の保持方法の点からも、条件式（３）の範囲を外れない方が好ましい。

条件式（４）は、広角端および望遠端の焦点距離の関係、つまり、変倍比を規定しており、その下限値以下になると、ズームレンズとしての有意性が小さくなってしまう。逆に、その上限値以上になると、レンズ系が大型化してしまう。また、このズームタイプにおいては、望遠端において明るさの低下が大きくなり過ぎてしまい、好ましくない。また、望遠端において、ある程度の明るさを確保しようとすれば、第２レンズ群Ｇ２への負担が大きくなり、少ないレンズ枚数での収差補正が困難になってしまう。条件式（４）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

条件式（５）および条件式（７）はそれぞれ、第２レンズＬ１２の屈折率、第１レンズＬ１１の屈折率を規定しており、それらの条件式の下限値以下になると、収差の発生が大きくなってしまうとともに、レンズの曲率（近似曲率）が大きくなって、第１レンズ群Ｇ１が厚くなってしまうため好ましくない。また、低コスト化や軽量化等の目的によって、第１レンズ群Ｇ１に配置された２枚のレンズの少なくとも１枚をプラスチックレンズで構成しようとする場合、それらの条件式の上限値以上となるような材料で構成すると、非点収差や倍率色収差の補正のバランスをとることが困難になり、好ましくない。条件式（５）あるいは（７）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

なお、上記条件式（５）および（７）の双方が満足されるのがより望ましいが、それらの一方のみが満足される場合でも、上記の効果を得ることができる。

条件式（６）および条件式（８）はそれぞれ、第２レンズＬ１２のアッベ数、第１レンズＬ１１のアッベ数を規定しており、それらの条件式の範囲を外れると、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２とのアッベ数の差が小さくなり、色収差の補正が困難になる。また、条件式（６）あるいは（８）の範囲を外れると、色収差補正のために、第１レンズ群に配置された他方のレンズ（条件式（６）で第２レンズＬ１２のアッベ数を規定する場合は第１レンズＬ１１がこの「他方のレンズ」であり、条件式（８）で第１レンズＬ１１のアッベ数を規定する場合は第２レンズＬ１２がこの「他方のレンズ」である）のパワーも強くする必要があり、特に、広角端において像面湾曲や歪曲収差の補正が困難になるため、好ましくない。条件式（６）あるいは（８）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

なお、上記条件式（６）および（８）の双方が満足されるのがより望ましいが、それらの一方のみが満足される場合でも、上記の効果を得ることができる。

以上の効果は、条件式（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（８）の範囲の中で特にそれぞれ、前述の条件式（２’）、（３’）、（４’）、（５’）、（６’）、（８’）が満足されている場合は、より顕著なものとなる。

一方、本ズームレンズにおいて特に前記条件式（９）が満足されている場合は、下記の効果を得ることができる。すなわちこの条件式（９）は、広角端における光学全長と焦点距離の関係を規定しており、その下限値以下になると、コンパクトに構成することができるが、各レンズのパワーが強くなって、収差補正が困難になるとともに、レンズの製造誤差や組立誤差の許容量が少なくなってしまうため好ましくない。逆に上限値以上になると、レンズ全長が大きくなってしまうので、好ましくない。条件式（９）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

また、本ズームレンズにおいて特に前記条件式（１０）が満足されている場合は、下記の効果を得ることができる。すなわち、この条件式（１０）の下限値以下になると、小型化には有利であるが、条件式（３）で規定したように第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２の空気間隔を一定以上確保した上で、条件式（１０）の値を小さくして小型化を図るためには、第１レンズＬ１１や第２レンズＬ１２を小さく、あるいは、薄く構成する必要があり、歪曲収差の補正が困難になったり、色収差の補正のバランスが取れなくなったりしてしまうため、好ましくない。また、第１レンズ群Ｇ１の材料をプラスチックで構成することに無理が生じてくる。逆に上限値以上になると、第１レンズ群Ｇ１が大型化してしまうため好ましくない。条件式（１０）を満足している場合は、以上の不具合を防止することができる。

また、本ズームレンズにおいて特に、第１レンズ群Ｇ１を構成する２枚のレンズＬ１１、Ｌ１２が共にプラスチックレンズとされた場合は、下記の効果を得ることができる。すなわち、第１レンズ群Ｇ１中に少なくとも１枚のプラスチックレンズを用いる場合、第１レンズ群Ｇ１は、負レンズである第１レンズＬ１１、正レンズである第２レンズＬ１２から構成されているので、温度変化に伴う像面変動を考慮したとき、共にプラスチックレンズであれば、それぞれのパワーが打ち消し合うようにする上で有利である。また、良好な光学性能を得るためには、第１レンズ群Ｇ１には非球面レンズを用いることが好ましいが、第１レンズ群Ｇ１を構成する２枚のレンズＬ１１、Ｌ１２が共にプラスチックレンズであれば、非球面レンズをガラスで構成する場合に比べて低コスト化が実現される。

また本ズームレンズにおいて特に、第２レンズ群Ｇ２が物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズＬ２１、負の屈折力を有する第４レンズＬ２２、正の屈折力を有する第５レンズＬ２３より構成され、それらのレンズがそれぞれ前記（１１）、（１２）、（１３）（１４）、（１５）および（１６）式を満足する材料で構成されている場合は、下記の効果を得ることができる。すなわち、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む第２レンズ群Ｇ２において、正レンズをプラスチック材料で構成する場合には、アッベ数が５５程度、負レンズをプラスチック材料で構成する場合には、アッベ数が２５程度の材料を用いることが好ましいが、その他のレンズが上記条件式（１１）〜（１６）を満足する材料で構成されていると、像面湾曲や球面収差をバランス良く補正する上で有利となる。

さらに、上記条件式（１１）〜（１６）を満足することによって、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズを比較的安価な硝種やプラスチックで構成することができ、低コスト化を実現できる。

また本ズームレンズにおいて特に、広角端において、無限遠物体合焦時の最外角光線の主光線の射出角度（像面の法線に対する角度）をαｗとしたとき、前記条件式（１７）が満足されている場合は、撮像素子での周辺光量低下を防止することができる。この効果は、条件式（１７）に代えて条件式（１７’）が満足されている場合は、より顕著なものとなる。

また本ズームレンズにおいて特に、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｇ２全体、または、第２レンズ群Ｇ２に配置された一部のレンズを光軸に沿って移動させる構成となっている場合は、下記の効果を得ることができる。すなわち、第１レンズ群Ｇ１全体を繰り出してフォーカスする構成を採用した場合は、第１レンズ群Ｇ１の有効径が大きくなったり、外径の大きなレンズを動かす必要が生じたりするが、第２レンズ群Ｇ２全体、または、第２レンズ群Ｇ２に配置された一部のレンズを移動させる場合は、そのような問題を回避することが可能になる。

以上の効果は、第２レンズ群Ｇ２を物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズＬ２１、負の屈折力を有する第４レンズＬ２２、正の屈折力を有する第５レンズＬ２３より構成し、第５レンズＬ２３のみを光軸に沿って移動させる構成とした場合に、より顕著なものとなる。

また、本ズームレンズにおいて特に、第１レンズ群Ｇ１に配置された第１レンズＬ１１の物体側レンズ面が近軸領域で凹面とされた場合は、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正することが可能になる。

なお図１には、レンズ系と結像面との間に光学部材ＰＰを配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。実施例１〜１１のズームレンズのレンズ断面図はそれぞれ図１〜１１に示したものである。

そして、実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、ズームに関するデータを表２に、非球面データを表３に示す。同様に、実施例２〜１１のズームレンズの基本レンズデータ、ズームに関するデータ、非球面データを表４〜表３３に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例に挙げて説明するが、実施例２〜１１のものについても基本的に同様である。

表１の基本レンズデータにおいて、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

また、基本レンズデータにおいて、Ｎｄｊの欄には最も物体側のレンズを１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線に対するアッベ数を示している。なお、基本レンズデータには、開口絞りＳｔも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の曲率半径の欄には、∞（開口絞り）と記載している。

表１の基本レンズデータにおけるＤ４、Ｄ１１は、変倍時に変化する面間隔である。Ｄ４は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔であり、Ｄ１１は第２レンズ群Ｇ２と光学部材ＰＰとの間隔である。ただし実施例１０では、上記Ｄ１１の代わりにＤ９を用いている。

表２のズームに関するデータには、広角端、望遠端それぞれにおける、全系の焦点距離（ｆ）、Ｆ値（Ｆｎｏ．）、全画角（２ω）、変倍時に変化する各面間隔の値を示している。

表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表３の非球面データには、非球面の面番号と、各非球面に関する非球面係数を示す。表３の非球面データの数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は、「×１０−^ｎ」を意味する。なお、非球面係数は、下記非球面式における各係数ＫＡ、ＲＡｍ（ｍ＝３、４、５、…１２）の値である。

Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＲＡｍ・ｈ^ｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、ＲＡｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…１２）
以下に記載する表では、所定の桁で丸めた数値を記載している。また、以下に記載する表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小して使用することが可能であるので、他の適当な単位を用いることもできる。

また表３４に、実施例１〜１１のズームレンズの条件式（１）〜（１７）に対応する値を示す。この表３４の値はｄ線に関するものである。

ここで、実施例１のズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）をそれぞれ図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）に示し、望遠端における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）をそれぞれ図１２（Ｅ）〜図１２（Ｈ）に示す。

各収差図はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準としたものであるが、球面収差図では波長４６０．０ｎｍおよび６１５．０ｎｍに関する収差も示し、倍率色収差図では波長４６０．０ｎｍおよび６１５．０ｎｍに関する収差を示す。非点収差図では、サジタル方向については実線で、タンジェンシャル方向については点線で示している。球面収差図のＦｎｏ．はＦ値を意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。

同様に、実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における各収差図を図１３（Ａ）〜図１３（Ｈ）に示し、以下全く同様にして実施例３〜１１の各収差図をそれぞれ図１４〜図２２に示す。

次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図２３に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態のズームレンズ１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。撮像装置としては、例えば、監視カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等を挙げることができる。

図２３に示す撮像装置１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されて、ズームレンズ１により結像された被写体の像を撮像する撮像素子２と、撮像素子２からの出力信号を演算処理する信号処理部４と、ズームレンズ１の変倍を行うための変倍制御部５と、フォーカス調整を行うためのフォーカス制御部６とを備えている。なお、ズームレンズ１と撮像素子２との間に、適宜フィルタ等が配設されてもよい。

ズームレンズ１は、負の屈折力を有して、広角端から望遠端に変倍する際に像面側に凸状の軌跡を描くように移動する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有して、広角端から望遠端に変倍する際に物体側に単調移動する第２レンズ群Ｇ２と、第２レンズ群Ｇ２と一体で移動するように構成された開口絞りＳｔとを有している。なお、図２３では各レンズ群を概略的に示している。

撮像素子２は、ズームレンズ１により形成される光学像を撮像して電気信号を出力するものであり、その撮像面はズームレンズ１の像面に一致するように配置されている。撮像素子２としては例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等からなるものを用いることができる。

なお、図２３では図示していないが、撮像装置１０は、例えば第２レンズ群Ｇ２の一部を構成する正の屈折力を有するレンズを光軸Ｚに垂直な方向に移動させて、振動や手振れ時の撮影画像のぶれを補正するぶれ補正機構をさらに備えるようにしてもよい。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

Claims

実質的に、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
広角端から望遠端に変倍する際に、前記第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描くように移動し、前記第２レンズ群は物体側に単調移動し、絞りは第２レンズ群と一体で移動するように構成され、
前記第１レンズ群は、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとの２枚より構成され、
前記第１レンズ群に配置された２枚のレンズのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、
前記第２レンズ群は、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む３枚以下のレンズより構成され、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズと第２レンズとの光軸上の間隔をｄ２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第２レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ２、アッベ数をνｄ２としたとき、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．６＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ …（１）
１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．４ …（２）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．６０ …（３）
２．５＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４）
１．５６＜ｎｄ２＜１．６６ …（５）
νｄ２＜３３ …（６）
以下の条件式の少なくとも１つ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。
１．７＜ｆ２／ｆｗ＜２．３ …（２’）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．５５ …（３’）
２．７＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４’）
１．５６＜ｎｄ２＜１．６５ …（５’）
νｄ２＜２９ …（６’）
前記第１レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１としたとき、以下の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。
１．４８＜ｎｄ１＜１．６１ …（７）
νｄ１＞５０ …（８）
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
νｄ１＞５２ …（８’）
実質的に、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
広角端から望遠端に変倍する際に、前記第１レンズ群は像面側に凸状の軌跡を描くように移動し、前記第２レンズ群は物体側に単調移動し、絞りは第２レンズ群と一体で移動するように構成され、
前記第１レンズ群は、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとの２枚より構成され、
前記第１レンズ群に配置された２枚のレンズのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、
前記第２レンズ群は、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む３枚以下のレンズより構成され、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズと第２レンズとの光軸上の間隔をｄ２、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第１レンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１としたとき、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．６＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ …（１）
１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．４ …（２）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．７０ …（３）
２．５＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４）
１．４８＜ｎｄ１＜１．６１ …（７）
νｄ１＞５０ …（８）
以下の条件式の少なくとも１つを満足することを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
１．７＜ｆ２／ｆｗ＜２．３ …（２’）
０．３２＜ｄ２／ｆｗ＜０．５５ …（３’）
２．７＜ｆｔ／ｆｗ＜４．５ …（４’）
νｄ１＞５２ …（８’）
広角端において、第１レンズの物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離をＴＬｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
５．８＜ＴＬｗ／ｆｗ＜８．４ …（９）
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
６．０＜ＴＬｗ／ｆｗ＜８．２ …（９’）
前記第２レンズがプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズがプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群が物体側より順に、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、および正の屈折力を有する第５レンズより構成されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群を構成するレンズが、全てプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズの物体側レンズ面から像側レンズ面までの光軸上の距離をＤ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．７＜Ｄ１／ｆｗ＜１．２ …（１０）
前記第１レンズ群に配置された第１レンズの物体側レンズ面が、近軸領域で凹面であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
請求項１から１４のいずれか１項に記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。