JP4313539B2 - 非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影用のズームレンズに関し、特に、デジタルスチルカメラ（以下、単にデジタルカメラという。）や監視用のテレビカメラなど、撮像素子を用いた小型の撮像装置への搭載に適した、非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を用いた、デジタルカメラや監視用のテレビカメラなどの撮像装置が知られている。
【０００３】
これらの撮像装置は、一般に、高画質、高解像度で構成がコンパクトであることが要求される。従って、それに搭載される撮像用のズームレンズについても、特に小型化が図られていることが望ましい。また、撮像装置においては、光の高周波成分をカットするために、撮像レンズと像面との間に、いわゆるローパスフィルタを配置することが多い。このため、撮像レンズとしては、適度に長いバックフォーカスを有したものが必要である。
【０００４】
従来、簡易な構成のズームレンズとしては、２群ズーム方式のものが知られている。２群ズーム方式としては、例えば、特開平9-258103号公報、特開平10-232350号公報、特開平11-142734号公報、特開2000-9997号公報、特開2000-267009号公報、特開2001-21806号公報、および特開2001-100098号公報、ならびに特許第3033138号公報および許第3033149号公報等に記載されたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各公報記載のレンズでは、特に小型で高解像度の撮像装置用のものとしては、性能的に不十分なところがあり、まだ改善の余地がある。例えば、特開2000-267009号公報および特開2001-100098号公報記載のレンズでは、レンズ枚数が７，８枚と比較的多く、小型および構成の簡易さにおいて不利なものとなっている。また、上記各公報記載のズームレンズでは、フォーカス方式について言及されているものが少ない。しかしながら、通常、そのフォーカス方式によって最適なレンズ構成は異なるため、そのフォーカス方式に適したレンズ構成が必要とされる。従来では、このような点において検討が不十分である。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易な構成でありながら、特に小型で高解像度の撮像装置に適した良好な性能を得ることができる、非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点に係るズームレンズは、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、第１レンズ群と第２レンズ群とを光軸上で移動させることにより変倍を行い、第１レンズ群を光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされている。第１レンズ群は、物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとで構成されている。第２レンズ群は、物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズとで構成されている。
本発明の第１の観点に係るズームレンズは、さらに、以下の条件式（１）を満足するように構成されている。
１７０．７３０≦ｆ45／ｆｗ＜５００ ……（１）
ただし、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ45は、第４レンズと第５レンズとの合成焦点距離を示す。
【０００８】
本発明の第１の観点に係るズームレンズでは、以上のような構成にすることにより、構成枚数が少ないにもかかわらず、フロントフォーカス方式に有利な性能が得られる。特に、第１レンズおよび第３レンズに非球面合成樹脂レンズを用いているが、これにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、前群（第１レンズ群）で最も重量の大きくなりがちな第１レンズを合成樹脂製にしたことで、レンズの駆動系に掛かる負担が軽減される。これにより、小型の駆動系を用いることが可能となり、駆動系を含めたレンズ装置全体の小型化が図られる。
また、条件式（１）を満足することにより、主として色収差と広角端での歪曲収差が良好に補正される。
【０００９】
ここで、本発明の第１の観点に係るズームレンズにおいて、第１レンズおよび第３レンズは、両面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００１０】
本発明の第１の観点に係るズームレンズにおいて、第４レンズは、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されていることが望ましい。このような構成にした場合、さらに、第１レンズおよび第３レンズの各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００１３】
本発明の第２の観点に係るズームレンズは、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、第１レンズ群と第２レンズ群の少なくとも一部のレンズとを光軸上で移動させることにより変倍を行い、第２レンズ群の他の一部のレンズを光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされている。第１レンズ群は、物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとで構成されている。第２レンズ群は、物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズと、合焦を行うために光軸上を移動可能な負の屈折力を有する第６レンズとで構成されている。
また、第１レンズの物体側の面が凹面形状であると共に、第６レンズの物体側の面が凹面形状であり、かつ、以下の条件式を満足するように構成されている。
−２５＜ｆ６／ｆｗ＜−１５ ……（２）
―０．０４＜ｆｗ／Ｒ１＜０ ……（３）
ただし、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ６は、第６レンズの焦点距離を示し、Ｒ１は、第１レンズの物体側の面の曲率半径を示す。
【００１４】
本発明の第２の観点に係るズームレンズでは、以上のような構成にすることにより、簡易な構成でありながら、諸収差が良好に補正され、かつ、インナーフォーカス方式に有利な性能が得られる。特に、第１レンズおよび第３レンズに非球面合成樹脂レンズを用いているが、これにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、このズームレンズでは、通常のフロントフォーカス方式のレンズに比べて種々の有利な性能が得られる。例えば、フロントフォーカス方式において前群をガラスで構成した場合のものと比較して、焦点調節時に移動するレンズの総重量が格段に少なくなるなど利点が得られる。これにより、レンズの駆動系に掛かる負担が軽減され、小型の駆動系を用いることが可能となり、駆動系を鏡胴内部に収納しやすくなる。例えば第２レンズ群の周辺部に収めることも可能となる。
また、条件式（２）を満足することにより、フォーカスレンズとしての第６レンズの移動量が適切な範囲に抑えられる。また、条件式（３）を満足することにより、第１レンズの物体側の面の形状が適切なものとされる。
【００１５】
ここで、本発明の第２の観点に係るズームレンズにおいて、第１レンズおよび第３レンズは、両面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００１６】
本発明の第２の観点に係るズームレンズにおいて、第４レンズは、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されていることが望ましい。また、第５レンズは、両凸形状であることが望ましい。このような構成にした場合、さらに、第１レンズおよび第３レンズの各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００２０】
本発明の第２の観点に係るズームレンズは、さらに、以下の条件式を満足するように構成されていることが望ましい。この条件式（４）において、ｆ３は、第３レンズの焦点距離を示す。この条件式（４）を満足することにより、種々の収差が良好に補正される。
１．７＜ｆ３／ｆｗ＜２．２ ……（４）
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
図１、図３０および図３１は、本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの構成例を示している。図１に示した構成例は、後述の数値実施例１−１（図３）のレンズ構成に対応している。図３０および図３１に示した構成例はそれぞれ、後述の数値実施例１−２，１−３（図４，図５）のレンズ構成に対応している。なお、以下では図１に示した構成例を参照して説明する。
図１において、符号Ｒｉは、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１〜１２）の構成要素の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔を示す。また、図１において、（Ａ）は、広角端（ワイド端）でのレンズ配置に対応し、（Ｂ）は、中間焦点距離状態でのレンズ配置に対応し、（Ｃ）は、望遠端（テレ端）でのレンズ配置に対応している。
【００２６】
図１に示した本実施の形態に係るズームレンズ１は、例えばデジタルカメラなどの小型の撮像装置に搭載して好適なものである。このズームレンズ１は、光軸Ｚ１に沿って、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを備えている。このズームレンズ１の結像面Ｓｉｍｇには、図示しないＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの撮像素子が配置される。第２レンズ群Ｇ２と結像面Ｓｉｍｇとの間には、撮像面を保護するためのカバーガラスや、ローパスフィルタなどの光学素子ＬＣが配置されている。
【００２７】
このズームレンズ１は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを光軸上で移動させることにより変倍を行うようになっている。このズームレンズ１は、フロントフォーカス方式のレンズであり、第１レンズ群Ｇ１を光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされている。
【００２８】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを含んで構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、開口絞り（明るさ絞り）Ｓｔと、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とを含んで構成されている。
【００２９】
第１レンズＬ１は、負の屈折力を有している。この第１レンズＬ１は、少なくとも１面に非球面を有した合成樹脂製のレンズとなっている。また、この第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けたレンズ形状となっている。
【００３０】
第２レンズＬ２は、正の屈折力を有している。この第２レンズＬ２は、例えば物体側に凸のメニスカス形状となっている。
【００３１】
第３レンズＬ３は、正の屈折力を有している。この第３レンズＬ３は、少なくとも１面に非球面を有した合成樹脂製のレンズとなっている。また、この第３レンズＬ３は、物体側に凸面を向けた形状、例えば両凸形状のレンズとなっている。
【００３２】
第４レンズＬ４は、負の屈折力を有している。この第４レンズＬ４は、例えば像側に凹面を向けたレンズ形状となっている。
【００３３】
第５レンズＬ５は、第４レンズＬ４と共に接合レンズを構成している。第５レンズＬ５は、例えば両凸形状となっている。
【００３４】
このズームレンズ１において、第１レンズＬ１および第３レンズは、両面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００３５】
このズームレンズ１において、第４レンズＬ４は、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されていることが望ましい。このような構成にした場合、さらに、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００３６】
このズームレンズ１は、以下の条件式（１）を満足するように構成されていることが望ましい。条件式（１）において、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ45は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合成焦点距離を示す。
１７０．７３０≦ｆ45／ｆｗ＜５００ ……（１）
【００３７】
このズームレンズ１は、また、以下の条件式（５）〜（７）を満足するように構成されていてもよい。これらの条件式において、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ3-5は、第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離を示し、ｆ１は、第１レンズＬ１の焦点距離を示す。Ｒ１は、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径を示す。
【００３８】
２．２＜ｆ3-5／ｆｗ＜２．７ ……（５）
｜ｆ１／ｆｗ｜＜１．７４ ……（６）
｜ｆｗ／Ｒ１｜＜ ０．０４ ……（７）
【００３９】
次に、以上のような構成のズームレンズ１によってもたらされる光学的な作用および効果について説明する。
【００４０】
このズームレンズ１は、構成枚数が少ないにもかかわらず、フロントフォーカス方式に有利な構成となっている。フロントフォーカス方式は、前群のレンズを一体的に移動させ、前群を繰り出す方式であり、マニュアルフォーカスが可能なタイプに使用されることが多い。フロントフォーカス方式は、フォーカス補正繰り出し量がズーム倍率によってもあまり変わらないため、マニュアルフォーカスが可能である。また、フロントフォーカス方式は、合焦時に駆動するレンズ群が前群のみなのでズーム方式が簡単になり、ズームカムなど複雑な駆動機構が必要ない。さらに、合焦に伴う諸収差の変動を抑えることができるため、構成レンズ枚数を少なくできる。
【００４１】
このズームレンズ１では、フロントフォーカス方式を採用した場合において、前群（第１レンズ群Ｇ１）で最も重量の大きくなりがちな第１レンズＬ１を、合成樹脂製にしたことで、レンズの駆動系に掛かる負担を軽減することができる。これにより、小型の駆動系を用いることが可能となり、駆動系を含めたレンズ装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００４２】
このズームレンズ１では、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３に非球面合成樹脂レンズを用いているが、これにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。このズームレンズ１では、広角端と望遠端とで光線の通過する位置が大きく異なるが、第１レンズＬ１に非球面を用いることにより、望遠端における性能を満足しつつ、広角端でのディストーションおよび像面湾曲を良好に補正することが可能になる。第３レンズＬ３における非球面では、主に、望遠端におけるディストーションおよび像面湾曲を良好に補正することができる。また、非球面形状を用いるレンズをプラスチックレンズにすることにより、加工、製造性の点で有利となり、さらに軽量化を図りやすくなる。
【００４３】
条件式（１）において、ｆ45は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合成焦点距離、すなわち接合レンズの合成焦点距離を示しているが、条件式（１）は、この接合レンズの合成焦点距離ｆ45の適切な値を規定している。条件式（１）を満足することにより、主として色収差と広角端での歪曲収差を良好に補正することができる。条件式（１）の範囲を外れるとこれらの収差の補正が困難になる。
【００４４】
条件式（５）は、後群（第２レンズ群Ｇ２）の焦点距離ｆ3-5の適切な範囲を規定している。条件式（５）を満足することにより、像面湾曲と歪曲収差のバランスを良好に保ちつつ、バックフォーカスを小さくし、ひいては全長をも小さくすることができる。条件式（５）の下限を下回ると、像面湾曲と歪曲収差のバランスを保つことが難しくなる。一方、上限を上回ると、バックフォーカスを小さくしにくくなり、全長の増大を招く。
【００４５】
条件式（６）は、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１の適切な範囲を規定している。条件式（６）を満足することにより、良好な収差補正を行うことができると共に、バックフォーカスを長くとりやすくなり、第２レンズ群Ｇ２の小型化を図ることができる。条件式（６）の範囲を越えると、第２レンズ群Ｇ２の小型化を図りにくくなる。
【００４６】
条件式（７）は、プラスチックレンズである第１レンズＬ１の物体側の面の適切な形状を規定している。例えば鏡筒への沈胴時におけるレンズの長さを小さくする上では、第１レンズＬ１の物体側の面が平面に近い方が好ましい。条件式（７）を満足することにより、第１レンズＬ１の物体側の面の形状を平面に近くなるので、好ましい。
【００４７】
このように、本実施の形態に係るズームレンズ１によれば、５枚のレンズ構成という簡易な構成でありながら、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能を得ることができる。特に、小型化、軽量化および低コスト化を容易に図ることができる。また、フロントフォーカス方式に有利な性能を得ることができる。
【００４８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４９】
図２および図３２は、本発明の第２の実施の形態に係るズームレンズの構成例を示している。図２に示した構成例は、後述の数値実施例２−１（図６）のレンズ構成に対応している。図３２に示した構成例は、後述の数値実施例２−２（図７）のレンズ構成に対応している。なお、以下では図２に示した構成例を参照して説明する。
図２では、上記第１の実施の形態に係るズームレンズ１（図１）の構成要素に対応する部分には、同一の符号を付している。図２において、符号Ｒｉは、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１〜１４）の構成要素の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔を示す。また、図２において、（Ａ）は、広角端（ワイド端）でのレンズ配置に対応し、（Ｂ）は、中間焦点距離状態でのレンズ配置に対応し、（Ｃ）は、望遠端（テレ端）でのレンズ配置に対応している。
【００５０】
図２に示した本実施の形態に係るズームレンズ２は、図１に示したズームレンズ１と同様、特にコンパクトなデジタルカメラに搭載して好適なものである。このズームレンズ２は、図１に示したズームレンズ１と同様、光軸Ｚ１に沿って、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２を備えている。
【００５１】
このズームレンズ２は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部のレンズとを光軸上で移動させることにより変倍を行うようになっている。このズームレンズ２は、インナーフォーカス方式のレンズであり、第２レンズ群Ｇ２の他の一部のレンズ（第６レンズＬ６）を光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされている。
【００５２】
第１レンズ群Ｇ１は、図１のズームレンズ１と同様、物体側より順に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを含んで構成されている。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の基本構成は、図１のズームレンズ１とほぼ同様である。
【００５３】
一方、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、開口絞り（明るさ絞り）Ｓｔ、および第３レンズＬ３〜第５レンズＬ５、ならびに第６レンズＬ６を含んで構成されている。第３レンズＬ３〜第５レンズＬ５の基本構成は、図１のズームレンズ１とほぼ同様である。第６レンズＬ６は、負の屈折力を有し、合焦を行うために光軸上を移動可能となっている。フォーカスレンズとして、この第６レンズＬ６が設けられている点が、構成上、図１のズームレンズ１と大きく異なる部分である。
【００５４】
このズームレンズ２において、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３は、両面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００５５】
このズームレンズ２において、第４レンズＬ４は、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されていることが望ましい。また、第５レンズＬ５は、両凸形状であることが望ましい。このような構成にした場合、さらに、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００５６】
また、このズームレンズ２において、第１レンズＬ１の物体側の面は、凹面形状とすることができる。また、第６レンズＬ６の物体側の面も、凹面形状とすることができる。このような構成にした場合、さらに、以下の条件式を満足するように構成されていることが望ましい。条件式（２），（３）において、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ６は、第６レンズＬ６の焦点距離を示し、Ｒ１は、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径を示す。
【００５７】
−２５＜ｆ６／ｆｗ＜−１５ ……（２）
―０．０４＜ｆｗ／Ｒ１＜０ ……（３）
【００５８】
このズームレンズ２は、さらに、以下の条件式を満足するように構成されていることが望ましい。この条件式（４）において、ｆ３は、第３レンズＬ３の焦点距離を示す。
１．７＜ｆ３／ｆｗ＜２．２ ……（４）
【００５９】
次に、以上のような構成のズームレンズ２によってもたらされる光学的な作用および効果について説明する。
【００６０】
このズームレンズ２は、インナーフォーカス方式に有利な構成となっている。インナーフォーカス方式は、マニュアルフォーカスが必要ないタイプに用いられることが多く、全長に有利な方式である。このズームレンズ２では、第１レンズＬ１および第６レンズＬ６に負のパワーを持たせることにより、両側が望遠タイプになり主点の位置が入れ替わる方向に働き、レンズ全長を短くすることができる。
【００６１】
このズームレンズ２では、後群（第２レンズ群Ｇ２）を構成するレンズのうち、最も像面側に位置する第６レンズＬ６が負レンズにより構成されていることにより、バックフォーカスを小さくすることができ、ひいては全長を小さくすることができる。また、この第６レンズＬ６を設けたことにより、絞りＳｔより後ろの正の屈折率を持つ第２レンズ群Ｇ２において、過剰な正のペッツバール和と負のディストーションを抑えることができる。従って、焦点調節を行う際には、この負の第６レンズＬ６のみを光軸上で移動させるようにすることで、前群レンズを一体的に移動させる前群繰り出し方式（フロントフォーカス方式）のものに比べて、合焦に伴う諸収差の変動を抑えることができる。これは、特にフォーカスレンズである第６レンズＬ６のパワーが小さいときに顕著となる。
【００６２】
また、フロントフォーカス方式とは異なり、前群（第１レンズ群Ｇ１）が合焦時に移動しないので、そのレンズ径を大きくしなくても、至近距離に合焦した際の周辺光量を十分に確保することができる。
【００６３】
また、インナーフォーカス方式では、焦点調節時に移動するレンズの総重量が、フロントフォーカス方式において前群をガラスで構成した場合のものと比較して格段に少なくなる。これにより、レンズの駆動系に掛かる負担が軽減され、小型の駆動系を用いることが可能となり、駆動系を鏡胴内部に収納しやすくなる。例えば第２レンズ群Ｇ２の周辺部に収めることも可能となる。
【００６４】
また、このズームレンズ２では、合焦時に移動する負の第６レンズＬ６と、これよりも物体側に位置する第５レンズＬ５との面間隔を調整することで、射出瞳位置を適正な位置に調整し、レンズ系の全長が必要以上に長くなることを防止できる。
【００６５】
条件式（２）は、フォーカスレンズとしての第６レンズＬ６の適切な移動量を規定している。全長を小さくする上では、フォーカスレンズの移動量が小さい方が好ましい。その一方、フォーカスの精度を高めるためには、フォーカスレンズの移動量が大きい方が好ましい。条件式（２）を満足することにより、フォーカスレンズとしての移動量を小さくして全長を小さく抑えつつ、フォーカスの精度を高めることができる。条件式（２）の下限を下回ると、フォーカスレンズとしてのパワーが強くなり過ぎ、移動量の制御をしにくくなりフォーカスの精度が低下する。一方、条件式（２）の上限を上回ると、フォーカスレンズとしてのパワーが弱くなり過ぎ、フォーカスの際の移動量が大きくなり、ひいては全長の増大を招きやすくなる。
【００６６】
条件式（３）は、プラスチックレンズである第１レンズＬ１の物体側の面の適切な形状を規定している。プラスチックレンズの製造においては、レンズの中心部と周辺部の肉厚の割合が小さい方が成型時に正確な形状が転写されやすい。そのため、負の屈折力を有する第１レンズＬ１において、レンズ形状が凸面であると、正確な形状を転写するのに不利になってしまう。また、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて傷つきやすいので、レンズの最も物体側に配置された第１レンズＬ１に適用すると、例えば落としてしまったり不用意に障害物に接触してしまった場合等に問題となることが考えられる。このような場合、第１レンズＬ１に局部的に力が掛かりやすくなってしまうため、物体側のレンズ形状が凸面であると、傷が付きやすくなってしまう。条件式（３）の上限を上回ると、レンズ形状が凸面になってしまうため、上述の種々の問題が生ずる。
【００６７】
また、鏡筒への沈胴時におけるレンズの長さを小さくする上では、第１レンズＬ１の物体側の面が平面に近い方が好ましい。条件式（３）の下限を下回ると、この物体側の面が平面形状から離れてしまうので好ましくない。
【００６８】
条件式（４）は、諸収差の補正に寄与している。条件式（４）を満足することにより、主として歪曲収差、広角端での像面湾曲、および望遠端での球面収差を良好に補正することができる。
【００６９】
このように、本実施の形態に係るズームレンズ２によれば、簡易な構成でありながら、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能を得ることができる。特に、小型化、軽量化および低コスト化を容易に図ることができる。また、インナーフォーカス方式に有利な性能を得ることができる。
【００７０】
【実施例】
次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。
【００７１】
＜実施例１−１〜１−３＞
まず、第１の実施の形態についての実施例を説明する。以下では、第１〜第３の実施例（実施例１−１〜１−３）をまとめて説明する。図３（Ａ），（Ｂ）は、図１に示したズームレンズ１の構成に対応する実施例１−１のレンズデータを示し、図４（Ａ），（Ｂ）は図３０に示した構成に対応する実施例１−２のレンズデータを示し、図５（Ａ），（Ｂ）は図３１に示した構成に対応する実施例１−３のレンズデータを示している。図３〜図５において、（Ａ）には、その実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示し、（Ｂ）には、非球面形状に関するデータを示す。
【００７２】
図３〜図５の（Ａ）に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、各実施例のズームレンズについて、絞りＳｔも含めて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加する構成要素の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１に示した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の構成要素の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図１に示した符号に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。ｎej，νdjの欄には、それぞれ、物体側からj番目（j＝１〜５）のレンズ要素のｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に対する屈折率、およびｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数の値を示す。図２（Ａ）および図３（Ａ）には、全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、最大画角２ω（°）、およびＦナンバー（ＦＮＯ．）、ならびに変倍率の値も同時に示す。
【００７３】
各実施例のズームレンズでは、変倍に伴って面間隔Ｄ４，Ｄ１０の値が変化する。図では、これらの面間隔Ｄ４，Ｄ１０として広角端（ＷＩＤＥ）と望遠端（ＴＥＬＥ）とにおける値を代表して示す。
【００７４】
図３〜図５の（Ａ）において、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面であることを示す。各実施例ともに、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の両面（第１，２面および第６，７面）が非球面形状となっている。図３〜図５の（Ａ）では、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍（近軸領域）の曲率半径の数値を示している。
【００７５】
図３〜図５の（Ｂ）に示した非球面データは、以下の式（Ａ）によって表される非球面多項式における定数または係数である。式（Ａ）の非球面多項式は、光軸Ｚ１に直交する方向にＸ，Ｙ軸をとって非球面の形状を表したものである。非球面は、式（Ａ）で表される曲線を光軸Ｚ１の周りに回転して得られる曲面である。ρは、光軸Ｚ１からレンズ面までの距離（高さ）に相当する。Ｚの値は、光軸Ｚ１から高さρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸Ｚ１に垂直なＸＹ平面）に下ろした垂線の長さ、すなわち非球面の深さを示す。Ｃは、光軸近傍におけるレンズ面の近軸曲率半径Ｒの逆数（１／Ｒ）である。また、ＫＡは、離心率（または円錐定数）を表し、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は、それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数を表す。なお、非球面係数を表す数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０-2」であることを示す。
【００７６】
Ｚ（ρ）＝［Ｃρ2／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ2・ρ2）1/2｝］
＋Ａ4ρ4＋Ａ6ρ6＋Ａ8ρ8＋Ａ10ρ10 ……（Ａ）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ρ：高さ（ｍｍ）、ρ2＝Ｘ2＋Ｙ2（Ｘ，Ｙは、光軸Ｚ１に垂直なＸＹ直交座標平面上の座標位置）
ＫＡ：離心率
Ｃ＝１／Ｒ：近軸曲率
（Ｒ：近軸曲率半径）
【００７７】
図８は、上述の条件式（１），（５）〜（７）に対応する値を、各実施例についてまとめて示したものである。なお、図８には、ペッツバール和についても示す。図８に示したように、各実施例の値が、各条件式の範囲内となっている。また、各実施例についてペッツバール和が小さい値となっている。
【００７８】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）および図１１（Ａ）〜（Ｇ）、ならびに図１２（Ａ）〜（Ｄ）および図１３（Ａ）〜（Ｇ）は、実施例１−１のズームレンズについての諸収差を示している。具体的には、図１０（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、広角端における球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示している。図１２（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、望遠端における球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示している。また、図１１（Ａ）〜（Ｇ）は、広角端における各画角ω（ω＝半画角）についてのコマ収差を示している。図１３（Ａ）〜（Ｇ）は、望遠端における各画角ωについてのコマ収差を示している。各収差図において、Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ赤、緑、青色の波長に対する収差であることを示す。図１１において、（Ａ）〜（Ｄ）は、タンジェンシャル方向におけるコマ収差を示し、（Ｅ）〜（Ｇ）は、サジタル方向におけるコマ収差を示す。
【００７９】
実施例１−１の場合と同様にして、その他の実施例１−２，１−３についての諸収差を、図１４〜図１７（実施例１−２）および図１８〜図２１（実施例１−３）に示す。各収差図に付した符号の意味等は、実施例１−１の場合と同様である。
【００８０】
以上のレンズデータおよび収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能が得られている。また、フロントフォーカス方式に有利な性能が得られている。特に、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の２枚のレンズに合成樹脂を用いたにもかかわらず、ペッツバール和が小さく、歪曲収差も小さい性能が得られている。また、偏芯軸ズレ感度が小さいながらも、全長を小さくすることができている。
【００８１】
＜実施例２−１，２−２＞
次に、第２の実施の形態についての実施例を説明する。以下では、第２の実施の形態についての第１および第２の数値実施例（実施例２−１，２−２）をまとめて説明する。図６（Ａ），（Ｂ）は、図２に示したズームレンズ２の構成に対応する実施例２−１のレンズデータを示し、図７（Ａ），（Ｂ）は図３２に示した構成に対応する実施例２−２のレンズデータを示している。図６および図７において、（Ａ）には、その実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示し、（Ｂ）には、非球面形状に関するデータを示す。これらのレンズデータの示す意味は、上記実施例１−１〜１−３（図３（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ））と同様である。
【００８２】
実施例２−１，２−２のズームレンズでは、変倍に伴って面間隔Ｄ４，Ｄ１０，Ｄ１２の値が変化する。図では、これらの面間隔Ｄ４，Ｄ１０，Ｄ１２として広角端（ＷＩＤＥ）と望遠端（ＴＥＬＥ）とにおける値を代表して示す。
【００８３】
図９は、上述の条件式（２）〜（４）に対応する値を、各実施例についてまとめて示したものである。なお、図９には、ペッツバール和についても示す。図９に示したように、各実施例の値が、各条件式の範囲内となっている。また、各実施例についてペッツバール和が小さい値となっている。
【００８４】
上記実施例１−１の場合と同様にして、本実施例２−１，２−３についての諸収差を、図２２〜図２５（実施例２−１）および図２６〜図２９（実施例２−２）に示す。各収差図に付した符号の意味等は、実施例１−１の場合と同様である。
【００８５】
以上のレンズデータおよび収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能が得られている。また、インナーフォーカス方式に有利な性能が得られている。特に、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の２枚のレンズに合成樹脂を用いたにもかかわらず、ペッツバール和が小さく、歪曲収差も小さい性能が得られている。また、偏芯軸ズレ感度が小さいながらも、全長を小さくすることができている。
【００８６】
なお、本発明は、上記各実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率およびアッベ数の値などは、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。
【００８７】
また、本発明は、デジタルカメラなどに限らず、銀塩フィルム式のカメラ用レンズとしても用いることが可能である。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズによれば、第１レンズ群を、物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとで構成し、第２レンズ群を、物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズとで構成するようにしたので、簡易な構成でありながら、小型で高解像度の撮像装置に適した良好な性能を得ることができる。特に、非球面合成樹脂レンズを有していることにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、フロントフォーカス方式に有利な性能を得ることができる。
【００８９】
また、請求項５ないし９のいずれか１項に記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズによれば、第１レンズ群を、物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとで構成し、第２レンズ群を、物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズと、合焦を行うために光軸上を移動可能な負の屈折力を有する第６レンズとで構成するようにしたので、簡易な構成でありながら、小型で高解像度の撮像装置に適した良好な性能を得ることができる。特に、非球面合成樹脂レンズを有していることにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、インナーフォーカス方式に有利な性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの実施例１−１に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【図２】 本発明の第２の実施の形態に係るズームレンズの実施例２−１に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【図３】 実施例１−１に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図４】 実施例１−２に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図５】 実施例１−３に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図６】 実施例２−１に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図７】 実施例２−２に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図８】 実施例１−１〜１−３に係るズームレンズが満たす条件値のデータを示す説明図である。
【図９】 実施例２−１，２−２に係るズームレンズが満たす条件値のデータを示す説明図である。
【図１０】 実施例１−１に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１１】 実施例１−１に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図１２】 実施例１−１に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１３】 実施例１−１に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図１４】 実施例１−２に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１５】 実施例１−２に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図１６】 実施例１−２に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１７】 実施例１−２に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図１８】 実施例１−３に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１９】 実施例１−３に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２０】 実施例１−３に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２１】 実施例１−３に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２２】 実施例２−１に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２３】 実施例２−１に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２４】 実施例２−１に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２５】 実施例２−１に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２６】 実施例２−２に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２７】 実施例２−２に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２８】 実施例２−２に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２９】 実施例２−２に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図３０】 本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの実施例１−２に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【図３１】 本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの実施例１−３に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【図３２】 本発明の第２の実施の形態に係るズームレンズの実施例２−２に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｌ１〜Ｌ６…第１〜第６レンズ、ＬＣ…光学素子、Ｓｔ…絞り、Ｓｉｍｇ…結像面、Ｚ１…光軸、１，２…ズームレンズ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影用のズームレンズに関し、特に、デジタルスチルカメラ（以下、単にデジタルカメラという。）や監視用のテレビカメラなど、撮像素子を用いた小型の撮像装置への搭載に適した、非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を用いた、デジタルカメラや監視用のテレビカメラなどの撮像装置が知られている。
【０００３】
これらの撮像装置は、一般に、高画質、高解像度で構成がコンパクトであることが要求される。従って、それに搭載される撮像用のズームレンズについても、特に小型化が図られていることが望ましい。また、撮像装置においては、光の高周波成分をカットするために、撮像レンズと像面との間に、いわゆるローパスフィルタを配置することが多い。このため、撮像レンズとしては、適度に長いバックフォーカスを有したものが必要である。
【０００４】
従来、簡易な構成のズームレンズとしては、２群ズーム方式のものが知られている。２群ズーム方式としては、例えば、特開平9-258103号公報、特開平10-232350号公報、特開平11-142734号公報、特開2000-9997号公報、特開2000-267009号公報、特開2001-21806号公報、および特開2001-100098号公報、ならびに特許第3033138号公報および許第3033149号公報等に記載されたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各公報記載のレンズでは、特に小型で高解像度の撮像装置用のものとしては、性能的に不十分なところがあり、まだ改善の余地がある。例えば、特開2000-267009号公報および特開2001-100098号公報記載のレンズでは、レンズ枚数が７，８枚と比較的多く、小型および構成の簡易さにおいて不利なものとなっている。また、上記各公報記載のズームレンズでは、フォーカス方式について言及されているものが少ない。しかしながら、通常、そのフォーカス方式によって最適なレンズ構成は異なるため、そのフォーカス方式に適したレンズ構成が必要とされる。従来では、このような点において検討が不十分である。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易な構成でありながら、特に小型で高解像度の撮像装置に適した良好な性能を得ることができる、非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点に係るズームレンズは、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、第１レンズ群と第２レンズ群とを光軸上で移動させることにより変倍を行い、第１レンズ群を光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされている。第１レンズ群は、物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとで構成されている。第２レンズ群は、物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズとで構成されている。
本発明の第１の観点に係るズームレンズは、さらに、以下の条件式（１）を満足するように構成されている。
１７０．７３０≦ｆ45／ｆｗ＜５００ ……（１）
ただし、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ45は、第４レンズと第５レンズとの合成焦点距離を示す。
【０００８】
本発明の第１の観点に係るズームレンズでは、以上のような構成にすることにより、構成枚数が少ないにもかかわらず、フロントフォーカス方式に有利な性能が得られる。特に、第１レンズおよび第３レンズに非球面合成樹脂レンズを用いているが、これにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、前群（第１レンズ群）で最も重量の大きくなりがちな第１レンズを合成樹脂製にしたことで、レンズの駆動系に掛かる負担が軽減される。これにより、小型の駆動系を用いることが可能となり、駆動系を含めたレンズ装置全体の小型化が図られる。
また、条件式（１）を満足することにより、主として色収差と広角端での歪曲収差が良好に補正される。
【０００９】
ここで、本発明の第１の観点に係るズームレンズにおいて、第１レンズおよび第３レンズは、両面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００１０】
本発明の第１の観点に係るズームレンズにおいて、第４レンズは、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されていることが望ましい。このような構成にした場合、さらに、第１レンズおよび第３レンズの各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００１３】
本発明の第２の観点に係るズームレンズは、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、第１レンズ群と第２レンズ群の少なくとも一部のレンズとを光軸上で移動させることにより変倍を行い、第２レンズ群の他の一部のレンズを光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされている。第１レンズ群は、物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとで構成されている。第２レンズ群は、物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズと、合焦を行うために光軸上を移動可能な負の屈折力を有する第６レンズとで構成されている。
また、第１レンズの物体側の面が凹面形状であると共に、第６レンズの物体側の面が凹面形状であり、かつ、以下の条件式を満足するように構成されている。
−２５＜ｆ６／ｆｗ＜−１５ ……（２）
―０．０４＜ｆｗ／Ｒ１＜０ ……（３）
ただし、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ６は、第６レンズの焦点距離を示し、Ｒ１は、第１レンズの物体側の面の曲率半径を示す。
【００１４】
本発明の第２の観点に係るズームレンズでは、以上のような構成にすることにより、簡易な構成でありながら、諸収差が良好に補正され、かつ、インナーフォーカス方式に有利な性能が得られる。特に、第１レンズおよび第３レンズに非球面合成樹脂レンズを用いているが、これにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、このズームレンズでは、通常のフロントフォーカス方式のレンズに比べて種々の有利な性能が得られる。例えば、フロントフォーカス方式において前群をガラスで構成した場合のものと比較して、焦点調節時に移動するレンズの総重量が格段に少なくなるなど利点が得られる。これにより、レンズの駆動系に掛かる負担が軽減され、小型の駆動系を用いることが可能となり、駆動系を鏡胴内部に収納しやすくなる。例えば第２レンズ群の周辺部に収めることも可能となる。
また、条件式（２）を満足することにより、フォーカスレンズとしての第６レンズの移動量が適切な範囲に抑えられる。また、条件式（３）を満足することにより、第１レンズの物体側の面の形状が適切なものとされる。
【００１５】
ここで、本発明の第２の観点に係るズームレンズにおいて、第１レンズおよび第３レンズは、両面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００１６】
本発明の第２の観点に係るズームレンズにおいて、第４レンズは、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されていることが望ましい。また、第５レンズは、両凸形状であることが望ましい。このような構成にした場合、さらに、第１レンズおよび第３レンズの各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００２０】
本発明の第２の観点に係るズームレンズは、さらに、以下の条件式を満足するように構成されていることが望ましい。この条件式（４）において、ｆ３は、第３レンズの焦点距離を示す。この条件式（４）を満足することにより、種々の収差が良好に補正される。
１．７＜ｆ３／ｆｗ＜２．２ ……（４）
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
図１、図３０および図３１は、本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの構成例を示している。図１に示した構成例は、後述の数値実施例１−１（図３）のレンズ構成に対応している。図３０および図３１に示した構成例はそれぞれ、後述の数値実施例１−２，１−３（図４，図５）のレンズ構成に対応している。なお、以下では図１に示した構成例を参照して説明する。
図１において、符号Ｒｉは、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１〜１２）の構成要素の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔を示す。また、図１において、（Ａ）は、広角端（ワイド端）でのレンズ配置に対応し、（Ｂ）は、中間焦点距離状態でのレンズ配置に対応し、（Ｃ）は、望遠端（テレ端）でのレンズ配置に対応している。
【００２６】
図１に示した本実施の形態に係るズームレンズ１は、例えばデジタルカメラなどの小型の撮像装置に搭載して好適なものである。このズームレンズ１は、光軸Ｚ１に沿って、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを備えている。このズームレンズ１の結像面Ｓｉｍｇには、図示しないＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの撮像素子が配置される。第２レンズ群Ｇ２と結像面Ｓｉｍｇとの間には、撮像面を保護するためのカバーガラスや、ローパスフィルタなどの光学素子ＬＣが配置されている。
【００２７】
このズームレンズ１は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを光軸上で移動させることにより変倍を行うようになっている。このズームレンズ１は、フロントフォーカス方式のレンズであり、第１レンズ群Ｇ１を光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされている。
【００２８】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを含んで構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、開口絞り（明るさ絞り）Ｓｔと、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とを含んで構成されている。
【００２９】
第１レンズＬ１は、負の屈折力を有している。この第１レンズＬ１は、少なくとも１面に非球面を有した合成樹脂製のレンズとなっている。また、この第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けたレンズ形状となっている。
【００３０】
第２レンズＬ２は、正の屈折力を有している。この第２レンズＬ２は、例えば物体側に凸のメニスカス形状となっている。
【００３１】
第３レンズＬ３は、正の屈折力を有している。この第３レンズＬ３は、少なくとも１面に非球面を有した合成樹脂製のレンズとなっている。また、この第３レンズＬ３は、物体側に凸面を向けた形状、例えば両凸形状のレンズとなっている。
【００３２】
第４レンズＬ４は、負の屈折力を有している。この第４レンズＬ４は、例えば像側に凹面を向けたレンズ形状となっている。
【００３３】
第５レンズＬ５は、第４レンズＬ４と共に接合レンズを構成している。第５レンズＬ５は、例えば両凸形状となっている。
【００３４】
このズームレンズ１において、第１レンズＬ１および第３レンズは、両面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００３５】
このズームレンズ１において、第４レンズＬ４は、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されていることが望ましい。このような構成にした場合、さらに、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００３６】
このズームレンズ１は、以下の条件式（１）を満足するように構成されていることが望ましい。条件式（１）において、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ45は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合成焦点距離を示す。
１７０．７３０≦ｆ45／ｆｗ＜５００ ……（１）
【００３７】
このズームレンズ１は、また、以下の条件式（５）〜（７）を満足するように構成されていてもよい。これらの条件式において、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ3-5は、第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離を示し、ｆ１は、第１レンズＬ１の焦点距離を示す。Ｒ１は、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径を示す。
【００３８】
２．２＜ｆ3-5／ｆｗ＜２．７ ……（５）
｜ｆ１／ｆｗ｜＜１．７４ ……（６）
｜ｆｗ／Ｒ１｜＜ ０．０４ ……（７）
【００３９】
次に、以上のような構成のズームレンズ１によってもたらされる光学的な作用および効果について説明する。
【００４０】
このズームレンズ１は、構成枚数が少ないにもかかわらず、フロントフォーカス方式に有利な構成となっている。フロントフォーカス方式は、前群のレンズを一体的に移動させ、前群を繰り出す方式であり、マニュアルフォーカスが可能なタイプに使用されることが多い。フロントフォーカス方式は、フォーカス補正繰り出し量がズーム倍率によってもあまり変わらないため、マニュアルフォーカスが可能である。また、フロントフォーカス方式は、合焦時に駆動するレンズ群が前群のみなのでズーム方式が簡単になり、ズームカムなど複雑な駆動機構が必要ない。さらに、合焦に伴う諸収差の変動を抑えることができるため、構成レンズ枚数を少なくできる。
【００４１】
このズームレンズ１では、フロントフォーカス方式を採用した場合において、前群（第１レンズ群Ｇ１）で最も重量の大きくなりがちな第１レンズＬ１を、合成樹脂製にしたことで、レンズの駆動系に掛かる負担を軽減することができる。これにより、小型の駆動系を用いることが可能となり、駆動系を含めたレンズ装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００４２】
このズームレンズ１では、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３に非球面合成樹脂レンズを用いているが、これにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。このズームレンズ１では、広角端と望遠端とで光線の通過する位置が大きく異なるが、第１レンズＬ１に非球面を用いることにより、望遠端における性能を満足しつつ、広角端でのディストーションおよび像面湾曲を良好に補正することが可能になる。第３レンズＬ３における非球面では、主に、望遠端におけるディストーションおよび像面湾曲を良好に補正することができる。また、非球面形状を用いるレンズをプラスチックレンズにすることにより、加工、製造性の点で有利となり、さらに軽量化を図りやすくなる。
【００４３】
条件式（１）において、ｆ45は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合成焦点距離、すなわち接合レンズの合成焦点距離を示しているが、条件式（１）は、この接合レンズの合成焦点距離ｆ45の適切な値を規定している。条件式（１）を満足することにより、主として色収差と広角端での歪曲収差を良好に補正することができる。条件式（１）の範囲を外れるとこれらの収差の補正が困難になる。
【００４４】
条件式（５）は、後群（第２レンズ群Ｇ２）の焦点距離ｆ3-5の適切な範囲を規定している。条件式（５）を満足することにより、像面湾曲と歪曲収差のバランスを良好に保ちつつ、バックフォーカスを小さくし、ひいては全長をも小さくすることができる。条件式（５）の下限を下回ると、像面湾曲と歪曲収差のバランスを保つことが難しくなる。一方、上限を上回ると、バックフォーカスを小さくしにくくなり、全長の増大を招く。
【００４５】
条件式（６）は、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１の適切な範囲を規定している。条件式（６）を満足することにより、良好な収差補正を行うことができると共に、バックフォーカスを長くとりやすくなり、第２レンズ群Ｇ２の小型化を図ることができる。条件式（６）の範囲を越えると、第２レンズ群Ｇ２の小型化を図りにくくなる。
【００４６】
条件式（７）は、プラスチックレンズである第１レンズＬ１の物体側の面の適切な形状を規定している。例えば鏡筒への沈胴時におけるレンズの長さを小さくする上では、第１レンズＬ１の物体側の面が平面に近い方が好ましい。条件式（７）を満足することにより、第１レンズＬ１の物体側の面の形状を平面に近くなるので、好ましい。
【００４７】
このように、本実施の形態に係るズームレンズ１によれば、５枚のレンズ構成という簡易な構成でありながら、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能を得ることができる。特に、小型化、軽量化および低コスト化を容易に図ることができる。また、フロントフォーカス方式に有利な性能を得ることができる。
【００４８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４９】
図２および図３２は、本発明の第２の実施の形態に係るズームレンズの構成例を示している。図２に示した構成例は、後述の数値実施例２−１（図６）のレンズ構成に対応している。図３２に示した構成例は、後述の数値実施例２−２（図７）のレンズ構成に対応している。なお、以下では図２に示した構成例を参照して説明する。
図２では、上記第１の実施の形態に係るズームレンズ１（図１）の構成要素に対応する部分には、同一の符号を付している。図２において、符号Ｒｉは、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１〜１４）の構成要素の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔を示す。また、図２において、（Ａ）は、広角端（ワイド端）でのレンズ配置に対応し、（Ｂ）は、中間焦点距離状態でのレンズ配置に対応し、（Ｃ）は、望遠端（テレ端）でのレンズ配置に対応している。
【００５０】
図２に示した本実施の形態に係るズームレンズ２は、図１に示したズームレンズ１と同様、特にコンパクトなデジタルカメラに搭載して好適なものである。このズームレンズ２は、図１に示したズームレンズ１と同様、光軸Ｚ１に沿って、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２を備えている。
【００５１】
このズームレンズ２は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部のレンズとを光軸上で移動させることにより変倍を行うようになっている。このズームレンズ２は、インナーフォーカス方式のレンズであり、第２レンズ群Ｇ２の他の一部のレンズ（第６レンズＬ６）を光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされている。
【００５２】
第１レンズ群Ｇ１は、図１のズームレンズ１と同様、物体側より順に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを含んで構成されている。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の基本構成は、図１のズームレンズ１とほぼ同様である。
【００５３】
一方、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、開口絞り（明るさ絞り）Ｓｔ、および第３レンズＬ３〜第５レンズＬ５、ならびに第６レンズＬ６を含んで構成されている。第３レンズＬ３〜第５レンズＬ５の基本構成は、図１のズームレンズ１とほぼ同様である。第６レンズＬ６は、負の屈折力を有し、合焦を行うために光軸上を移動可能となっている。フォーカスレンズとして、この第６レンズＬ６が設けられている点が、構成上、図１のズームレンズ１と大きく異なる部分である。
【００５４】
このズームレンズ２において、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３は、両面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００５５】
このズームレンズ２において、第４レンズＬ４は、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されていることが望ましい。また、第５レンズＬ５は、両凸形状であることが望ましい。このような構成にした場合、さらに、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっていることが望ましい。
【００５６】
また、このズームレンズ２において、第１レンズＬ１の物体側の面は、凹面形状とすることができる。また、第６レンズＬ６の物体側の面も、凹面形状とすることができる。このような構成にした場合、さらに、以下の条件式を満足するように構成されていることが望ましい。条件式（２），（３）において、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ６は、第６レンズＬ６の焦点距離を示し、Ｒ１は、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径を示す。
【００５７】
−２５＜ｆ６／ｆｗ＜−１５ ……（２）
―０．０４＜ｆｗ／Ｒ１＜０ ……（３）
【００５８】
このズームレンズ２は、さらに、以下の条件式を満足するように構成されていることが望ましい。この条件式（４）において、ｆ３は、第３レンズＬ３の焦点距離を示す。
１．７＜ｆ３／ｆｗ＜２．２ ……（４）
【００５９】
次に、以上のような構成のズームレンズ２によってもたらされる光学的な作用および効果について説明する。
【００６０】
このズームレンズ２は、インナーフォーカス方式に有利な構成となっている。インナーフォーカス方式は、マニュアルフォーカスが必要ないタイプに用いられることが多く、全長に有利な方式である。このズームレンズ２では、第１レンズＬ１および第６レンズＬ６に負のパワーを持たせることにより、両側が望遠タイプになり主点の位置が入れ替わる方向に働き、レンズ全長を短くすることができる。
【００６１】
このズームレンズ２では、後群（第２レンズ群Ｇ２）を構成するレンズのうち、最も像面側に位置する第６レンズＬ６が負レンズにより構成されていることにより、バックフォーカスを小さくすることができ、ひいては全長を小さくすることができる。また、この第６レンズＬ６を設けたことにより、絞りＳｔより後ろの正の屈折率を持つ第２レンズ群Ｇ２において、過剰な正のペッツバール和と負のディストーションを抑えることができる。従って、焦点調節を行う際には、この負の第６レンズＬ６のみを光軸上で移動させるようにすることで、前群レンズを一体的に移動させる前群繰り出し方式（フロントフォーカス方式）のものに比べて、合焦に伴う諸収差の変動を抑えることができる。これは、特にフォーカスレンズである第６レンズＬ６のパワーが小さいときに顕著となる。
【００６２】
また、フロントフォーカス方式とは異なり、前群（第１レンズ群Ｇ１）が合焦時に移動しないので、そのレンズ径を大きくしなくても、至近距離に合焦した際の周辺光量を十分に確保することができる。
【００６３】
また、インナーフォーカス方式では、焦点調節時に移動するレンズの総重量が、フロントフォーカス方式において前群をガラスで構成した場合のものと比較して格段に少なくなる。これにより、レンズの駆動系に掛かる負担が軽減され、小型の駆動系を用いることが可能となり、駆動系を鏡胴内部に収納しやすくなる。例えば第２レンズ群Ｇ２の周辺部に収めることも可能となる。
【００６４】
また、このズームレンズ２では、合焦時に移動する負の第６レンズＬ６と、これよりも物体側に位置する第５レンズＬ５との面間隔を調整することで、射出瞳位置を適正な位置に調整し、レンズ系の全長が必要以上に長くなることを防止できる。
【００６５】
条件式（２）は、フォーカスレンズとしての第６レンズＬ６の適切な移動量を規定している。全長を小さくする上では、フォーカスレンズの移動量が小さい方が好ましい。その一方、フォーカスの精度を高めるためには、フォーカスレンズの移動量が大きい方が好ましい。条件式（２）を満足することにより、フォーカスレンズとしての移動量を小さくして全長を小さく抑えつつ、フォーカスの精度を高めることができる。条件式（２）の下限を下回ると、フォーカスレンズとしてのパワーが強くなり過ぎ、移動量の制御をしにくくなりフォーカスの精度が低下する。一方、条件式（２）の上限を上回ると、フォーカスレンズとしてのパワーが弱くなり過ぎ、フォーカスの際の移動量が大きくなり、ひいては全長の増大を招きやすくなる。
【００６６】
条件式（３）は、プラスチックレンズである第１レンズＬ１の物体側の面の適切な形状を規定している。プラスチックレンズの製造においては、レンズの中心部と周辺部の肉厚の割合が小さい方が成型時に正確な形状が転写されやすい。そのため、負の屈折力を有する第１レンズＬ１において、レンズ形状が凸面であると、正確な形状を転写するのに不利になってしまう。また、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて傷つきやすいので、レンズの最も物体側に配置された第１レンズＬ１に適用すると、例えば落としてしまったり不用意に障害物に接触してしまった場合等に問題となることが考えられる。このような場合、第１レンズＬ１に局部的に力が掛かりやすくなってしまうため、物体側のレンズ形状が凸面であると、傷が付きやすくなってしまう。条件式（３）の上限を上回ると、レンズ形状が凸面になってしまうため、上述の種々の問題が生ずる。
【００６７】
また、鏡筒への沈胴時におけるレンズの長さを小さくする上では、第１レンズＬ１の物体側の面が平面に近い方が好ましい。条件式（３）の下限を下回ると、この物体側の面が平面形状から離れてしまうので好ましくない。
【００６８】
条件式（４）は、諸収差の補正に寄与している。条件式（４）を満足することにより、主として歪曲収差、広角端での像面湾曲、および望遠端での球面収差を良好に補正することができる。
【００６９】
このように、本実施の形態に係るズームレンズ２によれば、簡易な構成でありながら、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能を得ることができる。特に、小型化、軽量化および低コスト化を容易に図ることができる。また、インナーフォーカス方式に有利な性能を得ることができる。
【００７０】
【実施例】
次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。
【００７１】
＜実施例１−１〜１−３＞
まず、第１の実施の形態についての実施例を説明する。以下では、第１〜第３の実施例（実施例１−１〜１−３）をまとめて説明する。図３（Ａ），（Ｂ）は、図１に示したズームレンズ１の構成に対応する実施例１−１のレンズデータを示し、図４（Ａ），（Ｂ）は図３０に示した構成に対応する実施例１−２のレンズデータを示し、図５（Ａ），（Ｂ）は図３１に示した構成に対応する実施例１−３のレンズデータを示している。図３〜図５において、（Ａ）には、その実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示し、（Ｂ）には、非球面形状に関するデータを示す。
【００７２】
図３〜図５の（Ａ）に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、各実施例のズームレンズについて、絞りＳｔも含めて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加する構成要素の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１に示した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の構成要素の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図１に示した符号に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。ｎej，νdjの欄には、それぞれ、物体側からj番目（j＝１〜５）のレンズ要素のｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に対する屈折率、およびｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数の値を示す。図２（Ａ）および図３（Ａ）には、全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、最大画角２ω（°）、およびＦナンバー（ＦＮＯ．）、ならびに変倍率の値も同時に示す。
【００７３】
各実施例のズームレンズでは、変倍に伴って面間隔Ｄ４，Ｄ１０の値が変化する。図では、これらの面間隔Ｄ４，Ｄ１０として広角端（ＷＩＤＥ）と望遠端（ＴＥＬＥ）とにおける値を代表して示す。
【００７４】
図３〜図５の（Ａ）において、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面であることを示す。各実施例ともに、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の両面（第１，２面および第６，７面）が非球面形状となっている。図３〜図５の（Ａ）では、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍（近軸領域）の曲率半径の数値を示している。
【００７５】
図３〜図５の（Ｂ）に示した非球面データは、以下の式（Ａ）によって表される非球面多項式における定数または係数である。式（Ａ）の非球面多項式は、光軸Ｚ１に直交する方向にＸ，Ｙ軸をとって非球面の形状を表したものである。非球面は、式（Ａ）で表される曲線を光軸Ｚ１の周りに回転して得られる曲面である。ρは、光軸Ｚ１からレンズ面までの距離（高さ）に相当する。Ｚの値は、光軸Ｚ１から高さρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸Ｚ１に垂直なＸＹ平面）に下ろした垂線の長さ、すなわち非球面の深さを示す。Ｃは、光軸近傍におけるレンズ面の近軸曲率半径Ｒの逆数（１／Ｒ）である。また、ＫＡは、離心率（または円錐定数）を表し、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は、それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数を表す。なお、非球面係数を表す数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０-2」であることを示す。
【００７６】
Ｚ（ρ）＝［Ｃρ2／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ2・ρ2）1/2｝］
＋Ａ4ρ4＋Ａ6ρ6＋Ａ8ρ8＋Ａ10ρ10 ……（Ａ）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ρ：高さ（ｍｍ）、ρ2＝Ｘ2＋Ｙ2（Ｘ，Ｙは、光軸Ｚ１に垂直なＸＹ直交座標平面上の座標位置）
ＫＡ：離心率
Ｃ＝１／Ｒ：近軸曲率
（Ｒ：近軸曲率半径）
【００７７】
図８は、上述の条件式（１），（５）〜（７）に対応する値を、各実施例についてまとめて示したものである。なお、図８には、ペッツバール和についても示す。図８に示したように、各実施例の値が、各条件式の範囲内となっている。また、各実施例についてペッツバール和が小さい値となっている。
【００７８】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）および図１１（Ａ）〜（Ｇ）、ならびに図１２（Ａ）〜（Ｄ）および図１３（Ａ）〜（Ｇ）は、実施例１−１のズームレンズについての諸収差を示している。具体的には、図１０（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、広角端における球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示している。図１２（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、望遠端における球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示している。また、図１１（Ａ）〜（Ｇ）は、広角端における各画角ω（ω＝半画角）についてのコマ収差を示している。図１３（Ａ）〜（Ｇ）は、望遠端における各画角ωについてのコマ収差を示している。各収差図において、Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ赤、緑、青色の波長に対する収差であることを示す。図１１において、（Ａ）〜（Ｄ）は、タンジェンシャル方向におけるコマ収差を示し、（Ｅ）〜（Ｇ）は、サジタル方向におけるコマ収差を示す。
【００７９】
実施例１−１の場合と同様にして、その他の実施例１−２，１−３についての諸収差を、図１４〜図１７（実施例１−２）および図１８〜図２１（実施例１−３）に示す。各収差図に付した符号の意味等は、実施例１−１の場合と同様である。
【００８０】
以上のレンズデータおよび収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能が得られている。また、フロントフォーカス方式に有利な性能が得られている。特に、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の２枚のレンズに合成樹脂を用いたにもかかわらず、ペッツバール和が小さく、歪曲収差も小さい性能が得られている。また、偏芯軸ズレ感度が小さいながらも、全長を小さくすることができている。
【００８１】
＜実施例２−１，２−２＞
次に、第２の実施の形態についての実施例を説明する。以下では、第２の実施の形態についての第１および第２の数値実施例（実施例２−１，２−２）をまとめて説明する。図６（Ａ），（Ｂ）は、図２に示したズームレンズ２の構成に対応する実施例２−１のレンズデータを示し、図７（Ａ），（Ｂ）は図３２に示した構成に対応する実施例２−２のレンズデータを示している。図６および図７において、（Ａ）には、その実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示し、（Ｂ）には、非球面形状に関するデータを示す。これらのレンズデータの示す意味は、上記実施例１−１〜１−３（図３（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ））と同様である。
【００８２】
実施例２−１，２−２のズームレンズでは、変倍に伴って面間隔Ｄ４，Ｄ１０，Ｄ１２の値が変化する。図では、これらの面間隔Ｄ４，Ｄ１０，Ｄ１２として広角端（ＷＩＤＥ）と望遠端（ＴＥＬＥ）とにおける値を代表して示す。
【００８３】
図９は、上述の条件式（２）〜（４）に対応する値を、各実施例についてまとめて示したものである。なお、図９には、ペッツバール和についても示す。図９に示したように、各実施例の値が、各条件式の範囲内となっている。また、各実施例についてペッツバール和が小さい値となっている。
【００８４】
上記実施例１−１の場合と同様にして、本実施例２−１，２−３についての諸収差を、図２２〜図２５（実施例２−１）および図２６〜図２９（実施例２−２）に示す。各収差図に付した符号の意味等は、実施例１−１の場合と同様である。
【００８５】
以上のレンズデータおよび収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能が得られている。また、インナーフォーカス方式に有利な性能が得られている。特に、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の２枚のレンズに合成樹脂を用いたにもかかわらず、ペッツバール和が小さく、歪曲収差も小さい性能が得られている。また、偏芯軸ズレ感度が小さいながらも、全長を小さくすることができている。
【００８６】
なお、本発明は、上記各実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率およびアッベ数の値などは、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。
【００８７】
また、本発明は、デジタルカメラなどに限らず、銀塩フィルム式のカメラ用レンズとしても用いることが可能である。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズによれば、第１レンズ群を、物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとで構成し、第２レンズ群を、物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズとで構成するようにしたので、簡易な構成でありながら、小型で高解像度の撮像装置に適した良好な性能を得ることができる。特に、非球面合成樹脂レンズを有していることにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、フロントフォーカス方式に有利な性能を得ることができる。
【００８９】
また、請求項５ないし９のいずれか１項に記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズによれば、第１レンズ群を、物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとで構成し、第２レンズ群を、物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズと、合焦を行うために光軸上を移動可能な負の屈折力を有する第６レンズとで構成するようにしたので、簡易な構成でありながら、小型で高解像度の撮像装置に適した良好な性能を得ることができる。特に、非球面合成樹脂レンズを有していることにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、インナーフォーカス方式に有利な性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの実施例１−１に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【図２】 本発明の第２の実施の形態に係るズームレンズの実施例２−１に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【図３】 実施例１−１に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図４】 実施例１−２に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図５】 実施例１−３に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図６】 実施例２−１に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図７】 実施例２−２に係るズームレンズについての基本レンズデータと非球面データとを示す説明図である。
【図８】 実施例１−１〜１−３に係るズームレンズが満たす条件値のデータを示す説明図である。
【図９】 実施例２−１，２−２に係るズームレンズが満たす条件値のデータを示す説明図である。
【図１０】 実施例１−１に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１１】 実施例１−１に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図１２】 実施例１−１に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１３】 実施例１−１に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図１４】 実施例１−２に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１５】 実施例１−２に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図１６】 実施例１−２に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１７】 実施例１−２に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図１８】 実施例１−３に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１９】 実施例１−３に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２０】 実施例１−３に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２１】 実施例１−３に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２２】 実施例２−１に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２３】 実施例２−１に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２４】 実施例２−１に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２５】 実施例２−１に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２６】 実施例２−２に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２７】 実施例２−２に係るズームレンズの広角端でのコマ収差を示す収差図である。
【図２８】 実施例２−２に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、テレビディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図２９】 実施例２−２に係るズームレンズの望遠端でのコマ収差を示す収差図である。
【図３０】 本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの実施例１−２に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【図３１】 本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの実施例１−３に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【図３２】 本発明の第２の実施の形態に係るズームレンズの実施例２−２に対応する構成例を示すレンズ断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｌ１〜Ｌ６…第１〜第６レンズ、ＬＣ…光学素子、Ｓｔ…絞り、Ｓｉｍｇ…結像面、Ｚ１…光軸、１，２…ズームレンズ。
Claims (9)
- 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、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを光軸上で移動させることにより変倍を行い、前記第１レンズ群を光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされた、非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、
物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとからなり、
前記第２レンズ群は、
物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、前記第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズとからなり、
かつ、以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。
１７０．７３０≦ｆ45／ｆｗ＜５００ ……（１）
ただし、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ45は、第４レンズと第５レンズとの合成焦点距離を示す。 - 前記第１レンズおよび前記第３レンズは、両面が非球面形状となっている
ことを特徴とする請求項１記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。 - 前記第４レンズは、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。 - 前記第１レンズおよび前記第３レンズの各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっている
ことを特徴とする請求項３記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。 - 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、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の少なくとも一部のレンズとを光軸上で移動させることにより変倍を行い、前記第２レンズ群の他の一部のレンズを光軸上で移動させることにより、物体距離の変化に伴う合焦を行うようになされた、非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、
物体側より順に、少なくとも１面が非球面からなり負の屈折力を有する合成樹脂製の第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズとからなり、
前記第２レンズ群は、
物体側より順に、明るさ絞りと、物体側に凸面を向け、少なくとも１面が非球面形状の正の屈折力を有する合成樹脂製の第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、前記第４レンズと共に接合レンズを構成する第５レンズと、合焦を行うために光軸上を移動可能な負の屈折力を有する第６レンズとからなり、
前記第１レンズの物体側の面が凹面形状であると共に、前記第６レンズの物体側の面が凹面形状であり、
かつ、以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。
−２５＜ｆ６／ｆｗ＜−１５ ……（２）
―０．０４＜ｆｗ／Ｒ１＜０ ……（３）
ただし、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ６は、第６レンズの焦点距離を示し、Ｒ１は、第１レンズの物体側の面の曲率半径を示す。 - 前記第１レンズおよび前記第３レンズは、両面が非球面形状となっている
ことを特徴とする請求項５記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。 - さらに、以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。
１．７＜ｆ３／ｆｗ＜２．２ ……（４）
ただし、ｆｗは、広角端におけるレンズ系全体の焦点距離を示し、ｆ３は、第３レンズの焦点距離を示す。 - 前記第４レンズは、物体側の面の曲率の絶対値が、像側の面の曲率の絶対値よりも小さく構成され、
前記第５レンズは、両凸形状である
ことを特徴とする請求項５記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。 - 前記第１レンズおよび前記第３レンズの各レンズ面のうち、少なくとも３面が非球面形状となっている
ことを特徴とする請求項８記載の非球面合成樹脂レンズを有するズームレンズ。
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