JP4597623B2

JP4597623B2 - ズームレンズ

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Publication number: JP4597623B2
Application number: JP2004283379A
Authority: JP
Inventors: 右恭富岡
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2010-12-15
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Also published as: JP2005134887A

Description

本発明は、主に監視用に用いられるズームレンズに関し、特に、可視域および近赤外域の双方において使用可能なズームレンズに関する。

ＣＣＴＶ（Closed Circuit TeleVision）などの監視用のカメラには、昼夜を問わず使用可能なレンズ系の開発が望まれている。特に屋外で使用される監視用のカメラでは、通常、昼間は可視光による撮影を行い、夜間は近赤外光による撮影を行うため、そのレンズ系としては、可視域から近赤外域までの広い波長域に対応したものが必要となる。

一般的な可視域用に設計されたレンズ系では、特に、近赤外領域において色収差が発生し、夜間の近赤外領域での撮影の際にピントずれを起こしてしまう。このため、監視カメラ用のレンズ系では、特に、可視域から近赤外域まで色収差が良好に補正されている必要がある。

従来、可視域から近赤外域まで色収差を補正したズームレンズとしては、例えば以下の特許文献記載のものがある。この特許文献１に記載のズームレンズは、物体側から順に負の前群と正の後群とで構成された２群タイプのズームレンズとなっている。前群としては２群３枚構成、後群としては５群６枚構成の例が記載されている。
特開２００２−２０７１６６号公報

上述したように、監視カメラ用のレンズ系では、可視域から近赤外域まで特に色収差が良好に補正されている必要がある。監視カメラ用としてはさらに、低照度下でも利用可能な明るく大口径比でコンパクトなレンズ系への要求がある。したがって、これらの種々の要求を満たすレンズ系の開発が望まれている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、小型で大口径比の明るいレンズ系を実現できるズームレンズを提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、可視域から近赤外域まで良好に色収差を補正することができるズームレンズを提供することにある。

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レンズ群とを備え、第２レンズ群を光軸上で物体側に移動させることで広角端から望遠端への変倍を行い、その変倍に伴う像面補正を第１レンズ群を光軸上で像側に移動させることで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、負の屈折力を有する第1-1レンズと、負の屈折力を有する第1-2レンズと、負の屈折力を有する第1-3レンズおよび正の屈折力を有する第1-4レンズからなる接合レンズとが配列された３群４枚構成であり、第２レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第2-1レンズと、正の屈折力を有する第2-2レンズと、負の屈折力を有する第2-3レンズと、正の屈折力を有する第2-4レンズとが配列された４群４枚構成で、かつ、第2-1レンズの少なくとも１面以上が非球面形状で構成されている。かつ、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されているものである。

０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．８ ……（１）
２．６＜ｓｔｒ／ｚ＜２．９ ……（２）
ただし、ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離を示し、ｆ２は、第２レンズ群の焦点距離を示す。ｓｔｒは第２レンズ群の変倍に伴う広角端から望遠端までの移動量（ｍｍ）、ｚはズーム比を示す。

この第１の観点に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群における第1-1レンズおよび第1-2レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第1-3レンズは両凹レンズであることが好ましい。また、第２レンズ群における第2-3レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることが好ましい。

この第１の観点に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群および第２レンズ群を上記のような好ましい構成にした場合、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より好ましい。

ｎｄ_L14＞１．８３ ……（３）
νｄ_L21＞６０ ……（４−１）
ｎｄ_L23＞１．８３ ……（５）
ただし、ｎｄ_L14は第１レンズ群における第1-4レンズのｄ線に対する屈折率、νｄ_L21は第２レンズ群における第2-1レンズのｄ線に対するアッベ数、ｎｄ_L23は第２レンズ群における第2-3レンズのｄ線に対する屈折率を示す。

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レンズ群とを備え、第２レンズ群を光軸上で物体側に移動させることで広角端から望遠端への変倍を行い、その変倍に伴う像面補正を第１レンズ群を光軸上で像側に移動させることで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、負の屈折力を有する第1-1レンズと、負の屈折力を有する第1-2レンズと、負の屈折力を有する第1-3レンズおよび正の屈折力を有する第1-4レンズからなる接合レンズとが配列された３群４枚構成であり、第２レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第2-1レンズと、正の屈折力を有する第2-2レンズと、負の屈折力を有する第2-3レンズと、正の屈折力を有する第2-4レンズとが配列された４群４枚構成で、かつ、第2-2レンズの少なくとも１面以上が非球面形状で構成されている。かつ、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。

この第２の観点に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群における第1-1レンズおよび第1-2レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第1-3レンズは両凹レンズであることが好ましい。また、第２レンズ群における第2-3レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることが好ましい。

この第２の観点に係るズームレンズはまた、以下の条件式を満足するように構成されていることが好ましい。

ｎｄ_L14＞１．８３ ……（３）
νｄ_L22＞６０ ……（４−２）
ｎｄ_L23＞１．８３ ……（５）
ただし、ｎｄ_L14は第１レンズ群における第1-4レンズのｄ線に対する屈折率、νｄ_L22は第２レンズ群における第２レンズのｄ線に対するアッベ数、ｎｄ_L23は第２レンズ群における第2-3レンズのｄ線に対する屈折率を示す。

本発明の第１および第２の観点に係るズームレンズでは、上記した好ましい構成を、要求される仕様等に応じて適宜採用することで、可視域から近赤外域まで良好に収差補正が行われると共に、小型化および大口径比化を図りやすくなる。特に、条件式（１），（２）を満足することで、諸収差の発生を抑えつつ、小型化を図りやすくなる。また特に、条件式（３），（５）を満足することで、より小型化を図りやすくなる。

また特に、第１レンズ群を３群４枚構成とすることで、例えば、第１レンズ群を２群３枚構成にした場合に比べて、小型化を図りつつ、特に望遠端での球面収差や倍率色収差の補正がしやすくなる。この場合さらに、第1-1レンズおよび第1-2レンズを、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとし、第1-3レンズを両凹レンズとすることで、特に望遠端での球面収差の補正により有利となる。

特に、本発明の第１の観点に係るズームレンズにおいて、第２レンズ群における第2-1レンズの少なくとも１面以上を非球面形状とすることで、特に大口径比化に伴って発生する球面収差の補正をしやすくなる。また、第２レンズ群の最も物体側の第2-1レンズに非球面を用いることで、偏芯感度を小さく抑えやすくなる。さらに、この第2-1レンズに関して条件式（４−１）を満足することで、近赤外域まで良好に色収差の補正をしやすくなる。

また特に、本発明の第２の観点に係るズームレンズにおいて、第２レンズ群における第2-2レンズの少なくとも１面以上を非球面形状とすることで、特に大口径比化に伴って発生する球面収差の補正をしやすくなる。さらに、この第2-2レンズに関して条件式（４−２）を満足することで、近赤外域まで良好に色収差の補正をしやすくなる。

本発明の第１の観点に係るズームレンズによれば、各レンズ群の焦点距離の比に関して適切な条件を満足すると共に、第２レンズ群の移動量に関して適切な条件を満足するようにしたので、小型で大口径比の明るいレンズ系を実現しやすくなる。

本発明の第１の観点に係るズームレンズにおいて、特に、第２レンズ群を、物体側より順に、正の屈折力を有する第2-1レンズと、正の屈折力を有する第2-2レンズと、負の屈折力を有する第2-3レンズと、正の屈折力を有する第2-4レンズとが配列された４群４枚構成とし、かつ、第2-1レンズの少なくとも１面以上を非球面形状にした場合には、球面収差の補正をしやすくなるので、より大口径比化を図りやすくなる。さらに、第２レンズ群の第2-1レンズのアッベ数に関して所定の条件式（４−１）を満足することで、近赤外域まで良好に色収差の補正を行いつつ、小型化および大口径比化を図ることができる。

本発明の第２の観点に係るズームレンズによれば、各レンズ群の焦点距離の比に関して適切な条件を満足すると共に、第２レンズ群の移動量に関して適切な条件を満足するようにしたので、小型で大口径比の明るいレンズ系を実現しやすくなる。特に、第２レンズ群における第2-2レンズの少なくとも１面以上を非球面形状で構成するようにしたので、球面収差の補正をしやすくなり、大口径比化を図りやすくなる。

本発明の第２の観点に係るズームレンズにおいて、特に、第２レンズ群の第2-2レンズのアッベ数に関して所定の条件式（４−２）を満足した場合には、近赤外域まで良好に色収差の補正を行いつつ、小型化および大口径比化を図ることができる。

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。

［第１の実施の形態］
図１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。この構成例は、後述の数値実施例１−１（表１〜３）のレンズ構成に対応している。また、図２は、本実施の形態に係るズームレンズの他の構成例を示している。図２の構成例は、後述の数値実施例１−２（表４〜６）のレンズ構成に対応している。なお、図１，図２は、広角端でのレンズ配置を示している。

各図において、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ようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１８）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Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では、図１に示したズームレンズの構成を基本にして説明する。

このズームレンズは、可視域および近赤外域の双方において使用可能なものであり、例えば昼夜兼用の監視カメラなどに搭載して好適なものである。このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って、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、物体側より順に配設された構成となっている。このズームレンズの結像面（撮像面）には、例えば、図示しないＣＣＤ（電荷結合素子）またはＣＭＯＳ（Complementary Mental-Oxide Semiconductor）などを用いた撮像素子が配置される。第２レンズ群Ｇ２と結像面との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材が配置されていても良い。図１の構成例では、撮像面を保護するためのカバーガラスＧＣが配置されている。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、絞りＳｔが配置されている。

このズームレンズは、２群ズーム方式となっており、第２レンズ群Ｇ２を光軸上で物体側に移動させることで広角端から望遠端への変倍を行い、その変倍に伴う像面補正を第１レンズ群Ｇ１を光軸上で像側に移動させることで行うようになっている。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２は、広角端から望遠端へと変倍させるに従い、図１に実線で示した軌跡を描くように移動する。第１レンズ群Ｇ１は、フォーカス群としての機能も兼ねている。

このズームレンズは、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。ただし、ｆ１は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を示し、ｆ２は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を示す。ｓｔｒは第２レンズ群Ｇ２の変倍に伴う広角端から望遠端までのストローク量（移動量、単位ｍｍ）、ｚはズーム比を示す。
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．８ ……（１）
２．６＜ｓｔｒ／ｚ＜２．９ ……（２）

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、例えば、負の屈折力を有する第1-1レンズＬ１１と、負の屈折力を有する第1-2レンズＬ１２と、負の屈折力を有する第1-3レンズＬ１３および正の屈折力を有する第1-4レンズＬ１４からなる接合レンズとが配列された３群４枚構成となっている。

第１レンズ群Ｇ１において、第1-1レンズＬ１１および第1-2レンズＬ１２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることが好ましい。第1-3レンズＬ１３は、両凹形状であることが好ましい。第1-4レンズＬ１４は、例えば物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなっている。

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2-1レンズＬ２１と、正の屈折力を有する第2-2レンズＬ２２と、負の屈折力を有する第2-3レンズＬ２３と、正の屈折力を有する第2-4レンズＬ２４とが配列された４群４枚構成で、かつ、第2-1レンズＬ２１の少なくとも１面以上が非球面形状で構成されていることが好ましい。

第２レンズ群Ｇ２において、第2-1レンズＬ２１は、例えば近軸近傍において両凸形状となっている。第2-2レンズＬ２２および第2-4レンズＬ２４は、例えば両凸形状となっている。第2-3レンズＬ２３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成されていることが好ましい。

この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より好ましい。ただし、ｎｄ_L14は第１レンズ群Ｇ１における第1-4レンズＬ１４のｄ線に対する屈折率、νｄ_L21は第２レンズ群Ｇ２における第2-1レンズＬ２１のｄ線に対するアッベ数、ｎｄ_L23は第２レンズ群Ｇ２における第2-3レンズＬ２３のｄ線に対する屈折率を示す。
ｎｄ_L14＞１．８３ ……（３）
νｄ_L21＞６０ ……（４−１）
ｎｄ_L23＞１．８３ ……（５）

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。

このズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２を光軸方向に移動させることにより、変倍が行われ、その変倍に伴う像面変動の補正が、第１レンズ群Ｇ１を光軸方向に移動させることにより行われる。フォーカス調整も、第１レンズ群Ｇ１を光軸方向に移動させることにより行われる。

このズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１を３群４枚構成とすることで、例えば、第１レンズ群Ｇ１を２群３枚構成にした場合に比べて、小型化を図りつつ、諸収差、特に望遠端での倍率色収差の補正や球面収差の補正がしやすくなる。特に、第1-3レンズＬ１３および第1-4レンズＬ１４を接合レンズにすることで、色収差の補正がしやすくなる。また特に、最も物体側に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第1-1レンズＬ１１および第1-2レンズＬ１２）を２枚配置することで、望遠端での球面収差の補正がしやすくなる。

このズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２における第2-1レンズＬ２１の少なくとも１面以上を非球面形状とすることで、特に大口径比化に伴って発生する球面収差の補正をしやすくなる。また、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の第2-1レンズＬ２１に非球面を用いることで、偏芯感度を小さく抑えやすくなる。さらに、この第2-1レンズＬ２１に関して条件式（４−１）を満足することで、近赤外域まで良好に色収差の補正をしやすくなる。

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２との比ｆ１／ｆ２の適切な範囲を規定している。条件式（１）を満足することにより、小型化を図りつつ、諸収差が補正しやすくなる。条件式（１）の上限を超えると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなりすぎ、第１レンズ群Ｇ１の移動量が増えてしまうため、コンパクト化を図ることができなくなる。下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎ、特に、望遠端での球面収差が補正不足となるので好ましくない。

条件式（２）は、変倍に伴う第２レンズ群Ｇ２の適切なストローク範囲を規定している。条件式（２）の上限を超えると、第２レンズ群Ｇ２の移動量が増えてしまうため、コンパクト化を図ることができなくなる。下限を下回ると、特に広角端での球面収差とコマ収差との補正が困難となるので好ましくない。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１における第1-4レンズＬ１４の適切な屈折率の範囲を規定している。条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２における第2-3レンズＬ２３の適切な屈折率の範囲を規定している。条件式（３），（５）を満足するようにして屈折率の高い硝種を選択することにより、各レンズＬ１４，Ｌ２３の球面形状を緩く（曲率半径を大きく）しやすくなり、コンパクト化を図りやすくなる。特に、第2-3レンズＬ２３を物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとして、条件式（５）を満足することで、よりコンパクト化を図りやすくなる。条件式（３），（５）の値を下回ると、コンパクト化を図ることが困難となるので好ましくない。

条件式（４−１）は、第２レンズ群Ｇ２における第2-1レンズＬ２１の適切なアッベ数の範囲を規定している。非球面を用いる第2-1レンズＬ２１に関して、条件式（４−１）を満足するようにして硝種を適切に選択することにより、特に、可視域から近赤外域まで軸上色収差を良好に補正することができる。これにより、可視域・近赤外域両用レンズを容易に実現できる。条件式（４−１）の値を下回ると、可視から近赤外域までの色収差の補正が困難となるので好ましくない。

このように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、要求される仕様等に応じて、上記した好ましい構成を適宜採用することで、可視域から近赤外域まで良好に収差補正を行いつつ、小型化および大口径比化を図ることができ、監視用のカメラに適した性能を容易に得ることができる。例えば、明るい環境下から低照度の環境下への撮影、または可視光による撮影から近赤外光による撮影へと移行する場合においても、フォーカス調整をし直すことなく、使い勝手の良いレンズ系を実現できる。

［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。

図７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。この構成例は、後述の数値実施例２−１（表８〜１０）のレンズ構成に対応している。また、図８は、本実施の形態に係るズームレンズの他の構成例を示している。図８の構成例は、後述の数値実施例２−２（表１１〜１３）のレンズ構成に対応している。なお、図７，図８は、広角端でのレンズ配置を示している。

図７，図８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ようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１８）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Ｚ１上の面間隔を示す。

本実施の形態に係るズームレンズの基本的な構成は、図１，図２に示したズームレンズと同じなので、以下では、これらとは異なる部分を中心に説明する。

このズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、例えば４枚のレンズＬ１１〜Ｌ１４により構成されている。各レンズＬ１１〜Ｌ１４の基本形状は、図１，図２の構成と略同様である。

第２レンズ群Ｇ２は、例えば４枚のレンズＬ２１〜Ｌ２４により構成されている。このうち、第2-3レンズＬ２３および第2-4レンズＬ２４の基本形状は、図１，図２の構成と略同様である。

図１，図２に示したズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２の第2-1レンズＬ２１に非球面を用いるようにしたが、本実施の形態では、第2-2レンズＬ２２の少なくとも１面以上に非球面を用いている。本実施の形態では、第2-1レンズＬ２１は、例えば両凸形状となっている。第2-2レンズＬ２２は、例えば近軸近傍において物体側に凸面を向けた平凸形状となっている。

このズームレンズは、図１，図２に示したズームレンズと同様、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．８ ……（１）
２．６＜ｓｔｒ／ｚ＜２．９ ……（２）

このズームレンズは、以下の条件式を満足していることが好ましい。ただし、νｄ_L22は第２レンズ群Ｇ２における第2-2レンズＬ２２のｄ線に対するアッベ数を示す。
ｎｄ_L14＞１．８３ ……（３）
νｄ_L22＞６０ ……（４−２）
ｎｄ_L23＞１．８３ ……（５）

このズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２における第2-2レンズＬ２２の少なくとも１面以上を非球面形状とすることで、特に大口径比化に伴って発生する球面収差の補正をしやすくなる。さらに、この第2-2レンズＬ２２に関して条件式（４−２）を満足することで、近赤外域まで良好に色収差の補正をしやすくなる。

条件式（４−２）は、第２レンズ群Ｇ２における第2-2レンズＬ２２の適切なアッベ数の範囲を規定している。非球面を用いる第2-2レンズＬ２２に関して、条件式（４−２）を満足するようにして硝種を適切に選択することにより、特に、可視域から近赤外域まで軸上色収差を良好に補正することができる。これにより、可視域・近赤外域両用レンズを容易に実現できる。条件式（４−２）の値を下回ると、可視から近赤外域までの色収差の補正が困難となるので好ましくない。

その他の作用、効果は、上記第１の実施の形態に係るズームレンズと同様である。このように、本実施の形態に係るズームレンズにおいても、可視域から近赤外域まで良好に収差補正を行いつつ、小型化および大口径比化を図ることができ、監視用のカメラに適した性能を容易に得ることができる。

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。

［実施例１−１，１−２］
まず、上記第１の実施の形態に対応する数値実施例を説明する。以下では、２つの数値実施例１−１，１−２をまとめて説明する。表１〜表３は、図１に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例１−１）を示している。また、表４〜表６は、図２に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例１−２）を示している。表１および表４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、表２および表５には、その実施例のレンズデータのうち非球面形状に関するデータ部分を示す。表３および表６には、その他のデータを示す。

各表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，カバーガラスＧＣ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ようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１８）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目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において付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。ｎｄｉの欄には、絞りＳｔ，カバーガラスＧＣも含めて、物体側からｉ番目のレンズ要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νdｊの欄には、カバーガラスＧＣも含めて、物体側からｊ番目（j＝１〜９）のレンズ要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。

表１および表４の各レンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。各実施例共に、第２レンズ群Ｇ２における第2-1レンズＬ２１の両面Ｓ９，Ｓ１０が非球面形状となっている。基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍（近軸近傍）の曲率半径の数値を示している。

表２および表５の各非球面データの数値において、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。

各非球面データには、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ｂ_i，ＫＡの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。

Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＢ_i・ｈⁱ ……（Ａ）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
ＫＡ：離心率
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ｂ_i：第ｉ次（ｉ＝３〜１０）の非球面係数

各実施例のズームレンズ共に、変倍に伴って第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１６の値は、可変となっている。これらの面間隔Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１６の変倍時のデータとして、広角端、および望遠端における各実施例の値を表３および表６に示す。表３および表６にはまた、広角端と望遠端とにおける、焦点距離、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）および半画角ωの値を、各実施例のズームレンズについてまとめて示す。

また、表７に、上述の条件式（１）〜（３），（４−１），（５）に関する値を、各実施例についてまとめて示す。表７に示したように、各実施例の値が、各条件式の数値範囲内となっている。

図３（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１−１のズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、望遠端における同様の各収差を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図には、近赤外域（波長８８０ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ωは、半画角を示す。

同様に、実施例１−２についての諸収差を図５（Ａ）〜（Ｃ）（広角端）、および図６（Ａ）〜（Ｃ）（望遠端）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、可視域から近赤外域まで良好に収差補正がなされ、小型で大口径比のレンズ系が実現できている。

［実施例２−１，２−２］
次に、上記第２の実施の形態に対応する数値実施例を説明する。以下では、２つの数値実施例２−１，２−２をまとめて説明する。表８〜表１０は、図７に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例２−１）を示している。また、表１１〜表１３は、図８に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例２−２）を示している。表８および表１１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、表９および表１２には、その実施例のレンズデータのうち非球面形状に関するデータ部分を示す。表１０および表１３には、その他のデータを示す。各表におけるＲｉ，Ｄｉなどの記号の意味は、上記実施例１−１，１−２と同様である。

表８および表１１の各レンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。各実施例共に、第２レンズ群Ｇ２における第2-2レンズＬ２２の両面Ｓ１１，Ｓ１２が非球面形状となっている。基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍（近軸近傍）の曲率半径の数値を示している。各非球面データには、上述の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ｂ_i，ＫＡの値を記す。

各実施例のズームレンズ共に、変倍に伴って第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１６の値は、可変となっている。これらの面間隔Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１６の変倍時のデータとして、広角端、および望遠端における各実施例の値を表１０および表１３に示す。表１０および表１３にはまた、広角端と望遠端とにおける、焦点距離、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）および半画角ωの値を、各実施例のズームレンズについてまとめて示す。

また、表１４に、上述の条件式（１）〜（３），（４−２），（５）に関する値を、各実施例についてまとめて示す。表１４に示したように、各実施例の値が、各条件式の数値範囲内となっている。

図９（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２−１のズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、望遠端における同様の各収差を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図には、近赤外域（波長８８０ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ωは、半画角を示す。

同様に、実施例２−２についての諸収差を図１１（Ａ）〜（Ｃ）（広角端）、および図１２（Ａ）〜（Ｃ）（望遠端）に示す。

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、面間隔および屈折率の値などは、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。

本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの全体構成を示すものであり、実施例１−１に対応するレンズ断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る他のズームレンズの全体構成を示すものであり、実施例１−２に対応するレンズ断面図である。実施例１−１に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。実施例１−１に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。実施例１−２に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。実施例１−２に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。本発明の第２の実施の形態に係るズームレンズの全体構成を示すものであり、実施例２−１に対応するレンズ断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る他のズームレンズの全体構成を示すものであり、実施例２−２に対応するレンズ断面図である。実施例２−１に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。実施例２−１に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。実施例２−２に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。実施例２−２に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。

符号の説明

ＧＣ…カバーガラス、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims

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レンズ群とが配列されてなり、
前記第２レンズ群を光軸上で物体側に移動させることで広角端から望遠端への変倍を行い、その変倍に伴う像面補正を前記第１レンズ群を光軸上で像側に移動させることで行うようになされ、
前記第１レンズ群が、
物体側より順に、負の屈折力を有する第1-1レンズと、負の屈折力を有する第1-2レンズと、負の屈折力を有する第1-3レンズおよび正の屈折力を有する第1-4レンズからなる接合レンズとが配列された３群４枚構成であり、
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2-1レンズと、正の屈折力を有する第2-2レンズと、負の屈折力を有する第2-3レンズと、正の屈折力を有する第2-4レンズとが配列された４群４枚構成で、かつ、前記第2-1レンズの少なくとも１面以上が非球面形状で構成され、
かつ、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている
ことを特徴とするズームレンズ。
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．８ ……（１）
２．６＜ｓｔｒ／ｚ＜２．９ ……（２）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｓｔｒ：第２レンズ群の変倍に伴う広角端から望遠端までの移動量（ｍｍ）
ｚ：ズーム比
前記第１レンズ群において、
前記第1-1レンズおよび前記第1-2レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、前記第1-3レンズは両凹レンズである
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の前記第2-3レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである
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。
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１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ｎｄ_L14＞１．８３ ……（３）
νｄ_L21＞６０ ……（４−１）
ｎｄ_L23＞１．８３ ……（５）
ただし、
ｎｄ_L14：第１レンズ群における第1-4レンズのｄ線に対する屈折率
νｄ_L21：第２レンズ群における第2-1レンズのｄ線に対するアッベ数
ｎｄ_L23：第２レンズ群における第2-3レンズのｄ線に対する屈折率
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レンズ群とが配列されてなり、
前記第２レンズ群を光軸上で物体側に移動させることで広角端から望遠端への変倍を行い、その変倍に伴う像面補正を前記第１レンズ群を光軸上で像側に移動させることで行うようになされ、
前記第１レンズ群が、
物体側より順に、負の屈折力を有する第1-1レンズと、負の屈折力を有する第1-2レンズと、負の屈折力を有する第1-3レンズおよび正の屈折力を有する第1-4レンズからなる接合レンズとが配列された３群４枚構成であり、
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2-1レンズと、正の屈折力を有する第2-2レンズと、負の屈折力を有する第2-3レンズと、正の屈折力を有する第 2-4レンズとが配列された４群４枚構成で、かつ、前記第2-2レンズの少なくとも１面以上が非球面形状で構成され、
かつ、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている
ことを特徴とするズームレンズ。
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．８ ……（１）
２．６＜ｓｔｒ／ｚ＜２．９ ……（２）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｓｔｒ：第２レンズ群の変倍に伴う広角端から望遠端までの移動量（ｍｍ）
ｚ：ズーム比
前記第１レンズ群において、
前記第1-1レンズおよび前記第1-2レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、前記第1-3レンズは両凹レンズである
ことを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の前記第2-3レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである
ことを特徴とする請求項５または６に記載のズームレンズ。
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ないし７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ｎｄ_L14＞１．８３ ……（３）
νｄ_L22＞６０ ……（４−２）
ｎｄ_L23＞１．８３ ……（５）
ただし、
ｎｄ_L14：第１レンズ群における第1-4レンズのｄ線に対する屈折率
νｄ_L22：第２レンズ群における第2-2レンズのｄ線に対するアッベ数
ｎｄ_L23：第２レンズ群における第2-3レンズのｄ線に対する屈折率