JP5265218B2

JP5265218B2 - ズームレンズ

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Publication number: JP5265218B2
Application number: JP2008044478A
Authority: JP
Inventors: 博規田口
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP2009204699A

Description

この発明は、ボードカメラなどに好適な、広角大口径で高い光学性能を備えた小型のズームレンズに関する。

近年、ビデオカメラ、監視カメラなど、種々の電子撮像装置が普及している。このような電子撮像装置の多くは、撮影レンズとしてズームレンズを搭載している。そして、近年の電子撮像装置の小型化にともない、電子撮像装置に搭載されるズームレンズもより一層の小型化が要求されており、このような要求を満足すべく、小型広角のズームレンズが数多く提案されている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。

特許第３６００８７０号公報特許第３４５４８０６号公報

監視カメラなどとして用いるボードカメラ用のレンズでは、薄暗い場所をより広い範囲まで監視でき、明るい像が得られる広角大口径ズームレンズが望まれている。このようなズームレンズを広角端におけるＦナンバーが１．２程度になるような２群構成で実現しようとすると、特に球面収差や軸上色収差、コマ収差の発生が顕著になるため、その対策が重要になる。しかしながら、そのような構成で、ボードカメラに搭載できるように、諸収差の発生を抑制し、小型広角で高い変倍比が得られるズームレンズは、これまで提案されていない。

たとえば、上記各特許文献に開示されたズームレンズをはじめとする従来技術では、長いバックフォーカスを確保して、明るい像を得るために広角端において１．２程度のＦナンバーを確保しようとすると、光学系の全長が長くなり、小型化を図ることができないという問題がある。加えて、広い画角を確保して高い変倍比を得ることが困難である。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、広角大口径で、明るい像が得られる小型高性能なズームレンズを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、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レンズ群との間隔を変化させることによって焦点距離を変化させるズームレンズであって、前記第２レンズ群は、物体側から順に、少なくとも１面に非球面が形成された正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、負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、が配置されて構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとは接合されており、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（１）ｆ₁／ｆ_w＞−３．０
（２）ｆ₂／ｆ_w＜３．４
（４）０．５＜Ｄ ₂₁ ／ｆ ₂ ≦０．６２
ただし、ｆ₁は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ₂は前記第２レンズ群の焦点距離、ｆ_wは前記ズームレンズの広角端における焦点距離、Ｄ ₂₁ は前記第２レンズ群の第１レンズの厚さを示す。

この請求項１に記載の発明によれば、前記第２レンズ群への入射光束の高さを押さえつつ、十分なバックフォーカスを確保しながら、小型高性能のズームレンズが得られる。加えて、前記第２レンズ群の第１レンズを厚くせずに、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。

また、請求項２の発明にかかるズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、が配置されて構成され、前記第１レンズ群の第３レンズにおけるｄ線の屈折率をＮｄ ₁₃ 、前記第１レンズ群の第３レンズにおけるｄ線のアッベ数をνｄ ₁₃ とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（７）Ｎｄ ₁₃ ＞１．９
（８） νｄ ₁₃ ＜１９

この請求項２に記載の発明によれば、さらに色収差の発生を抑制することができる。

また、請求項３の発明にかかるズームレンズは、請求項１または２に記載の発明において、前記第２レンズ群の第１レンズ物体側面から前記第２レンズ群の前側主点位置までの距離をｆ ₂ ｈ ₁ とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（３）ｆ ₂ ｈ ₁ ／ｆ _w ＜０．２８

この請求項３に記載の発明によれば、ズームレンズの広角端におけるＦナンバーを１．２〜１．４程度とすることができ、明るい像が得られるようになる。

また、請求項４の発明にかかるズームレンズは、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の発明において、前記第２レンズ群の第４レンズの少なくとも１面には、非球面が形成されていることを特徴とする。

この請求項４に記載の発明によれば、より効果的にコマ収差や非点収差の発生を抑制することができる。

また、請求項５の発明にかかるズームレンズは、請求項２〜４のいずれかひとつに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（５）Ｎｄ₁₁＞１．８
（６）Ｎｄ₁₂＞１．７
ただし、Ｎｄ₁₁は前記第１レンズ群の第１レンズにおけるｄ線の屈折率、Ｎｄ₁₂は前記第１レンズ群の第２レンズにおけるｄ線の屈折率を示す。

この請求項５に記載の発明によれば、より効果的にコマ収差、歪曲収差、および非点収差の発生を抑制することができる。

この発明によれば、広角大口径で、明るい像が得られる小型高性能なズームレンズを提供することができるという効果を奏する。

以下、この発明にかかるズームレンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明の実施の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レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、が配置されて構成される。このズームレンズは、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔を変化させることによって焦点距離を変化させる。

前記第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズが配置されて構成される。

前記第２レンズ群は、物体側から順に、少なくとも１面に非球面が形成された正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、負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、が配置されて構成される。前記第２レンズと前記第３レンズとは接合されている。

この発明は、広角大口径および３．５倍以上の変倍が可能で、明るい像が得られる小型高性能なズームレンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、以下に示すような各種条件を設定している。

この実施の形態にかかるズームレンズは、広角大口径であり、また前記第１レンズ群は負の屈折力を有しているため、前記第１レンズ群から発散された光束は、前記第２レンズ群の非常に高い位置に入射する傾向にある。これが高次の球面収差やコマ収差を発生させる原因となる。

そこで、この実施の形態にかかるズームレンズでは、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、前記ズームレンズの広角端における焦点距離をｆ_w 、前記第２レンズ群の第１レンズの厚さをＤ ₂₁とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１）ｆ₁／ｆ_w＞−３．０
（２）ｆ₂／ｆ_w＜３．４
（４）０．５＜Ｄ ₂₁ ／ｆ ₂ ≦０．６２

この条件式（１），（２）を満足することにより、前記第２レンズ群への入射光束の高さを押さえつつ、十分なバックフォーカスを確保しながら小型のズームレンズを構成することができる。また、前述のように、前記第２レンズ群の第１レンズには非球面が形成されていることから、効果的に高次の球面収差やコマ収差の発生を抑制することができる。さらに、前記第２レンズと前記第３レンズとが接合されていることで、効果的に色収差の発生を抑制することができる。したがって、この実施の形態のズームレンズは、上述した構成のもと、条件式（１），（２）を満足することで小型高性能のズームレンズになる。さらに、条件式（４）を満足することで、前記第２レンズ群の第１レンズを厚くせずに、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。ここで、条件式（４）においてその下限を下回ると、前記第２レンズ群の第１レンズを薄くすることはできるが、球面収差やコマ収差を良好に補正することが困難になる。一方、条件式（４）においてその上限を超えると、球面収差やコマ収差を良好に補正することはできるが、前記第２レンズ群の第１レンズを薄くすることが困難になる。当該第１レンズの厚さが増すと、光学系の全長が延び光学系の小型化が阻害される。したがって、条件式（１），（２）に加え、条件式（４）を満足することで、ズームレンズの小型化、高性能化が一層促進されることになる。

また、この実施の形態にかかるズームレンズでは、前記第２レンズ群の第１レンズ物体側面から前記第２レンズ群の前側主点位置までの距離をｆ₂ｈ₁とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（３）ｆ₂ｈ₁／ｆ_w＜０．２８

この条件式（３）を満足することにより、ズームレンズの広角端におけるＦナンバーを１．２〜１．４程度とすることができ、明るい像が得られるようになる。もし、条件式（３）の値がその上限を上回ると、明るい像が得られず、薄暗い場所をより広い範囲まで監視する機能が求められる監視カメラには不適なレンズとなり、好ましくない。

また、この実施の形態にかかるズームレンズでは、前記第２レンズ群の第４レンズを正の屈折力を有するレンズで構成することにより、コマ収差や非点収差を補正している。さらに、前記第４レンズの少なくとも１面に非球面を形成すれば、より効果的にコマ収差やコマ収差の発生を抑制することができる。

さらに、この実施の形態にかかるズームレンズでは、前記第１レンズ群の第１レンズにおけるｄ線の屈折率をＮｄ₁₁、前記第１レンズ群の第２レンズにおけるｄ線の屈折率をＮｄ₁₂とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（５）Ｎｄ₁₁＞１．８
（６）Ｎｄ₁₂＞１．７

この条件式（５），（６）を満足することにより、コマ収差、歪曲収差、および非点収差の発生を抑制することができる。

さらに、この実施の形態にかかるズームレンズでは、前記第１レンズ群の第３レンズにおけるｄ線の屈折率をＮｄ₁₃、前記第１レンズ群の第３レンズにおけるｄ線のアッベ数をνｄ₁₃とするとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
（７）Ｎｄ₁₃＞１．９
（８） νｄ₁₃＜１９

この条件式（７），（８）を満足することにより、より効果的に色収差の発生を抑制することができる。

以上説明したように、この実施の形態にかかるズームレンズは、上記のような特徴を備えているので、広角大口径で、明るい像が得られる小型高性能なズームレンズになる。特に、このズームレンズは、適宜非球面が形成されたレンズを用いて構成されていることにより、少ないレンズ枚数で諸収差を効果的に補正できるとともに、光学系の小型軽量化、製造コストの低減化を図ることができる。

以下、この発明にかかるズームレンズの実施例を示す。

（実施例１）
図１は、実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズ１００は、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂が配置されて構成される。このズームレンズ１００は、第１レンズ群Ｇ₁₁と第２レンズ群Ｇ₁₂との間隔を変化させることによって、焦点距離を変える。また、第１レンズ群Ｇ₁₁と第２レンズ群Ｇ₁₂との間には、絞りＳＴＰが配置される。第２レンズ群Ｇ₁₂と像面ＩＭＧとの間には、撮像素子のカバーガラスＣＧが配置されている。特に、カバーガラスＣＧの後方の面が像面ＩＭＧと一致するように配置されている。このカバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。また、像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₁₁は、前記物体側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第１レンズＬ₁₁₁、負の屈折力を有する第２レンズＬ₁₁₂、および正の屈折力を有する第３レンズＬ₁₁₃が配置されて構成されている。

第２レンズ群Ｇ₁₂は、前記物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ₁₂₁、正の屈折力を有する第２レンズＬ₁₂₂、負の屈折力を有する第３レンズＬ₁₂₃、および正の屈折力を有する第４レンズＬ₁₂₄が配置されて構成されている。第１レンズＬ₁₂₁の両面には、非球面が形成されている。第２レンズＬ₁₂₂と第３レンズＬ₁₂₃とは接合されている。

以下、実施例１にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

広角端における焦点距離（ｆ_w）＝2.84mm
望遠端における焦点距離＝10.10mm
Ｆナンバー＝1.2（広角端）〜2.7（望遠端）
画角（２ω）＝138.7°（広角端）〜36.0°（望遠端）
第１レンズ群Ｇ₁₁の焦点距離（ｆ₁）＝-7.85mm
第２レンズ群Ｇ₁₂の焦点距離（ｆ₂）＝9.01mm
第２レンズ群Ｇ₁₂の第１レンズＬ₁₂₁物体側面から前記第２レンズ群Ｇ₁₂の前側主点位置までの距離(ｆ₂ｈ₁)＝0.04mm
第２レンズ群Ｇ₁₂の第１レンズＬ₁₂₁の厚さ(Ｄ₂₁)＝5.400mm

（条件式（１）に関する数値）
ｆ₁／ｆ_w＝−2.76

（条件式（２）に関する数値）
ｆ₂／ｆ_w＝3.17

（条件式（３）に関する数値）
ｆ₂ｈ₁／ｆ_w＝0.014

（条件式（４）に関する数値）
Ｄ₂₁／ｆ₂＝0.59

（条件式（５）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₁₁の第１レンズＬ₁₁₁におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₁）＝1.9037

（条件式（６）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₁₁の第２レンズＬ₁₁₂におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₂）＝1.7725

（条件式（７）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₁₁の第３レンズＬ₁₁₃におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₃）＝1.9229

（条件式（８）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₁₁の第３レンズＬ₁₁₃におけるｄ線のアッベ数（νｄ₁₃）＝18.9

ｒ₁＝33.7352
ｄ₁＝0.800 ｎｄ₁＝1.9037 νｄ₁＝31.3
ｒ₂＝6.5582
ｄ₂＝3.670
ｒ₃＝-36.7430
ｄ₃＝0.500 ｎｄ₂＝1.7725 νｄ₂＝49.6
ｒ₄＝13.4979
ｄ₄＝0.500
ｒ₅＝12.6500
ｄ₅＝2.000 ｎｄ₃＝1.9229 νｄ₃＝18.9
ｒ₆＝94.6205
ｄ₆＝11.488（広角端）〜1.673（望遠端）
ｒ₇＝∞（絞り）
ｄ₇＝9.249（広角端）〜1.196（望遠端）
ｒ₈＝8.9204（非球面）
ｄ₈＝5.400 ｎｄ₄＝1.7433 νｄ₄＝49.3
ｒ₉＝-16.5320（非球面）
ｄ₉＝0.100
ｒ₁₀＝23.9795
ｄ₁₀＝2.400 ｎｄ₅＝1.7725 νｄ₅＝49.6
ｒ₁₁＝-28.9186
ｄ₁₁＝2.200 ｎｄ₆＝1.9229 νｄ₆＝20.2
ｒ₁₂＝5.4821
ｄ₁₂＝0.394
ｒ₁₃＝7.7383
ｄ₁₃＝2.700 ｎｄ₇＝1.86061 νｄ₇＝33.3
ｒ₁₄＝-133.2768
ｄ₁₄＝2.648（広角端）〜10.706（望遠端）
ｒ₁₅＝∞
ｄ₁₅＝3.500 ｎｄ₈＝1.5163 νｄ₈＝64.1
ｒ₁₆＝∞（像面）

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
（第８面）
ｋ＝1.000000000，Ａ＝0，
Ｂ＝3.024327×10⁺⁷，Ｃ＝3.884200×10^-3，
Ｄ＝5.113500×10^-4，Ｅ＝2.865100×10^-6
（第９面）
ｋ＝1.000000000，Ａ＝0，
Ｂ＝8.880200×10^-1，Ｃ＝8.061500×10^-2，
Ｄ＝2.029800×10^-3，Ｅ＝1.138000×10^-6

また、図２は、実施例１にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図３は、実施例１にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ＦはＦナンバー、２ωは画角を示す。また、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＧはＧ線（λ＝４３５．８４ｎｍ）、ＦはＦ線（λ＝４８６．１３ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）、ＥはＥ線（λ＝５４６．０７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図における符号ΔＳ，ΔＭは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

（実施例２）
図４は、実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズ２００は、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₂₁、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂₂が配置されて構成される。このズームレンズ２００は、第１レンズ群Ｇ₂₁と第２レンズ群Ｇ₂₂との間隔を変化させることによって焦点距離を変える。また、第１レンズ群Ｇ₂₁と第２レンズ群Ｇ₂₂との間には、絞りＳＴＰが配置される。第２レンズ群Ｇ₂₂と像面ＩＭＧとの間には、撮像素子のカバーガラスＣＧが配置されている。特に、カバーガラスＣＧの後方の面が像面ＩＭＧと一致するように配置されている。このカバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。また、像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₂₁は、前記物体側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第１レンズＬ₂₁₁、負の屈折力を有する第２レンズＬ₂₁₂、および正の屈折力を有する第３レンズＬ₂₁₃が配置されて構成されている。

第２レンズ群Ｇ₂₂は、前記物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ₂₂₁、正の屈折力を有する第２レンズＬ₂₂₂、負の屈折力を有する第３レンズＬ₂₂₃、および正の屈折力を有する第４レンズＬ₂₂₄が配置されて構成されている。第１レンズＬ₂₂₁および第４レンズＬ₂₂₄のそれぞれ両面には、非球面が形成されている。また、第２レンズＬ₂₂₂と第３レンズＬ₂₂₃とは接合されている。

以下、実施例２にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

広角端における焦点距離（ｆ_w）＝2.87mm
望遠端における焦点距離＝10.10mm
Ｆナンバー＝1.2（広角端）〜2.7（望遠端）
画角（２ω）＝139.5°（広角端）〜36.5°（望遠端）
第１レンズ群Ｇ₂₁の焦点距離（ｆ₁）＝-7.87mm
第２レンズ群Ｇ₂₂の焦点距離（ｆ₂）＝9.09mm
第２レンズ群Ｇ₂₂の第１レンズＬ₂₂₁物体側面から前記第２レンズ群Ｇ₂₂の前側主点位置までの距離(ｆ₂ｈ₁)＝0.25mm
第２レンズ群Ｇ₂₂の第１レンズＬ₂₂₁の厚さ(Ｄ₂₁)＝5.600mm

（条件式（１）に関する数値）
ｆ₁／ｆ_w＝−2.74

（条件式（２）に関する数値）
ｆ₂／ｆ_w＝3.17

（条件式（３）に関する数値）
ｆ₂ｈ₁／ｆ_w＝0.087

（条件式（４）に関する数値）
Ｄ₂₁／ｆ₂＝0.62

（条件式（５）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₂₁の第１レンズＬ₂₁₁におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₁）＝1.8830

（条件式（６）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₂₁の第２レンズＬ₂₁₂におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₂）＝1.8830

（条件式（７）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₂₁の第３レンズＬ₂₁₃におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₃）＝1.9459

（条件式（８）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₂₁の第３レンズＬ₂₁₃におけるｄ線のアッベ数（νｄ₁₃）＝18

ｒ₁＝34.9135
ｄ₁＝0.800 ｎｄ₁＝1.8830 νｄ₁＝40.8
ｒ₂＝6.4345
ｄ₂＝3.670
ｒ₃＝-30.3053
ｄ₃＝0.500 ｎｄ₂＝1.8830 νｄ₂＝40.8
ｒ₄＝20.2348
ｄ₄＝0.500
ｒ₅＝15.0931
ｄ₅＝2.000 ｎｄ₃＝1.9459 νｄ₃＝18
ｒ₆＝203.4646
ｄ₆＝11.515（広角端）〜1.699（望遠端）
ｒ₇＝∞（絞り）
ｄ₇＝9.142（広角端）〜1.107（望遠端）
ｒ₈＝8.9131（非球面）
ｄ₈＝5.600 ｎｄ₄＝1.7433 νｄ₄＝49.3
ｒ₉＝-15.4054（非球面）
ｄ₉＝0.100
ｒ₁₀＝23.8136
ｄ₁₀＝2.390 ｎｄ₅＝1.7725 νｄ₅＝49.6
ｒ₁₁＝-15.2457
ｄ₁₁＝2.190 ｎｄ₆＝1.9229 νｄ₆＝20.2
ｒ₁₂＝5.5095
ｄ₁₂＝0.476
ｒ₁₃＝8.4453（非球面）
ｄ₁₃＝2.600 ｎｄ₇＝1.8467 νｄ₇＝23.8
ｒ₁₄＝-82.1945（非球面）
ｄ₁₄＝2.650（広角端）〜10.685（望遠端）
ｒ₁₅＝∞
ｄ₁₅＝3.500 ｎｄ₈＝1.5163 νｄ₈＝64.1
ｒ₁₆＝∞（像面）

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
（第８面）
ｋ＝1.000000000，Ａ＝0，
Ｂ＝3.035774×10⁺⁷，Ｃ＝1.750600×10^-2，
Ｄ＝1.022100×10^-3，Ｅ＝3.026100×10^-6
（第９面）
ｋ＝1.000000000，Ａ＝0，
Ｂ＝1.437594×10⁺⁷，Ｃ＝8.842600×10^-2，
Ｄ＝9.156700×10^-3，Ｅ＝2.030500×10^-5
（第１３面）
ｋ＝1.000000000，Ａ＝0，
Ｂ＝2.602000×10^-2，Ｃ＝2.227600×10^-3，
Ｄ＝2.276400×10^-3，Ｅ＝5.207200×10^-4
（第１４面）
ｋ＝1.000000000，Ａ＝0，
Ｂ＝9.526800×10^-1，Ｃ＝6.045700×10^-2，
Ｄ＝8.217200×10^-4，Ｅ＝4.852200×10^-5

また、図５は、実施例２にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図６は、実施例２にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ＦはＦナンバー、２ωは画角を示す。また、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＧはＧ線（λ＝４３５．８４ｎｍ）、ＦはＦ線（λ＝４８６．１３ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）、ＥはＥ線（λ＝５４６．０７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図における符号ΔＳ，ΔＭは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

（実施例３）
図７は、実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズ３００は、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₃₁、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₃₂が配置されて構成される。このズームレンズ３００は、第１レンズ群Ｇ₃₁と第２レンズ群Ｇ₃₂との間隔を変化させることによって焦点距離を変える。また、第１レンズ群Ｇ₃₁と第２レンズ群Ｇ₃₂との間には、絞りＳＴＰが配置される。第２レンズ群Ｇ₃₂と像面ＩＭＧとの間には、撮像素子のカバーガラスＣＧが配置されている。特に、カバーガラスＣＧの後方の面が像面ＩＭＧと一致するように配置されている。このカバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。また、像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₃₁は、前記物体側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第１レンズＬ₃₁₁、負の屈折力を有する第２レンズＬ₃₁₂、および正の屈折力を有する第３レンズＬ₃₁₃が配置されて構成されている。

第２レンズ群Ｇ₃₂は、前記物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ₃₂₁、正の屈折力を有する第２レンズＬ₃₂₂、負の屈折力を有する第３レンズＬ₃₂₃、および正の屈折力を有する第４レンズＬ₃₂₄が配置されて構成されている。第１レンズＬ₃₂₁の両面には、非球面が形成されている。また、第２レンズＬ₃₂₂と第３レンズＬ₃₂₃とは接合されている。

以下、実施例３にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

広角端における焦点距離（ｆ_w）＝2.89mm
望遠端における焦点距離＝10.05mm
Ｆナンバー＝1.4（広角端）〜3.0（望遠端）
画角（２ω）＝139.3°（広角端）〜36.0°（望遠端）
第１レンズ群Ｇ₃₁の焦点距離（ｆ₁）＝-8.06mm
第２レンズ群Ｇ₃₂の焦点距離（ｆ₂）＝8.98mm
第２レンズ群Ｇ₃₂の第１レンズＬ₃₂₁物体側面から前記第２レンズ群Ｇ₃₂の前側主点位置までの距離(ｆ₂ｈ₁)＝-0.09mm
第２レンズ群Ｇ₃₂の第１レンズＬ₃₂₁の厚さ(Ｄ₂₁)＝5.00mm

（条件式（１）に関する数値）
ｆ₁／ｆ_w＝−2.79

（条件式（２）に関する数値）
ｆ₂／ｆ_w＝3.10

（条件式（３）に関する数値）
ｆ₂ｈ₁／ｆ_w＝-0.032

（条件式（４）に関する数値）
Ｄ₂₁／ｆ₂＝0.56

（条件式（５）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₃₁の第１レンズＬ₃₁₁におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₁）＝1.9037

（条件式（６）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₃₁の第２レンズＬ₃₁₂におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₂）＝1.7725

（条件式（７）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₃₁の第３レンズＬ₃₁₃におけるｄ線の屈折率（Ｎｄ₁₃）＝1.9229

（条件式（８）に関する数値）
第１レンズ群Ｇ₃₁の第３レンズＬ₃₁₃におけるｄ線のアッベ数（νｄ₁₃）＝18.9

ｒ₁＝35.8543
ｄ₁＝0.80 ｎｄ₁＝1.9037 νｄ₁＝31.3
ｒ₂＝6.5687
ｄ₂＝3.67
ｒ₃＝-36.7416
ｄ₃＝0.50 ｎｄ₂＝1.7725 νｄ₂＝49.6
ｒ₄＝13.6804
ｄ₄＝0.50
ｒ₅＝12.6729
ｄ₅＝1.80 ｎｄ₃＝1.9229 νｄ₃＝18.9
ｒ₆＝99.0569
ｄ₆＝11.367（広角端）〜1.537（望遠端）
ｒ₇＝∞（絞り）
ｄ₇＝9.4220（広角端）〜1.445（望遠端）
ｒ₈＝8.6523（非球面）
ｄ₈＝5.00 ｎｄ₄＝1.7433 νｄ₄＝49.3
ｒ₉＝-17.4291（非球面）
ｄ₉＝0.10
ｒ₁₀＝24.3278
ｄ₁₀＝2.32 ｎｄ₅＝1.7725 νｄ₅＝49.6
ｒ₁₁＝-33.6111
ｄ₁₁＝2.27 ｎｄ₆＝1.9229 νｄ₆＝20.2
ｒ₁₂＝5.2753
ｄ₁₂＝0.419
ｒ₁₃＝7.3173
ｄ₁₃＝2.70 ｎｄ₇＝1.86061 νｄ₇＝33.3
ｒ₁₄＝-171.6282
ｄ₁₄＝2.6896（広角端）〜10.667（望遠端）
ｒ₁₅＝∞
ｄ₁₅＝3.500 ｎｄ₈＝1.5163 νｄ₈＝64.1
ｒ₁₆＝∞（像面）

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）
（第８面）
ｋ＝1.000000000，Ａ＝0，
Ｂ＝-3.022413×10^-4，Ｃ＝4.051635×10^-7，
Ｄ＝-1.072470×10^-7，Ｅ＝-1.243641×10^-9
（第９面）
ｋ＝1.000000000，Ａ＝0，
Ｂ＝8.862855×10^-5，Ｃ＝3.958607×10^-6，
Ｄ＝-3.143857×10^-7，Ｅ＝2.369746×10^-9

また、図８は、実施例３にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図９は、実施例３にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ＦはＦナンバー、２ωは画角を示す。また、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＧはＧ線（λ＝４３５．８４ｎｍ）、ＦはＦ線（λ＝４８６．１３ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）、ＥはＥ線（λ＝５４６．０７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図における符号ΔＳ，ΔＭは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

なお、上記数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズにおけるｄ線の屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズにおけるｄ線のアッベ数を示している。

また、上記各非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＹ軸をとり、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

ただし、Ｒは近軸曲率半径、ｋは円錐係数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅはそれぞれ２次，４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。

以上説明したように、この実施例にかかるズームレンズは、上記のような特徴を備えているので、広角大口径で、明るい像が得られる小型高性能なズームレンズになる。すなわち、このズームレンズは、広角端の画角が１００°以上で、広角端におけるＦナンバーも１．２〜１．４程度以上あり、３．５倍以上の変倍が可能である。加えて、諸収差も良好に補正することができるので、監視カメラなどとして用いるボードカメラ用のレンズとして最適である。さらに、このズームレンズは、適宜非球面が形成されたレンズを用いて構成したことにより、少ないレンズ枚数で諸収差を効果的に補正できるとともに、光学系の小型軽量化、製造コストの低減化を図ることができる。

以上のように、この発明のズームレンズは、監視カメラなどとして用いるボードカメラ用のレンズとして有用であり、特に、高い光学性能が要求される場合に最適である。

実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例１にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。実施例１にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例２にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。実施例２にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例３にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。実施例３にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。

符号の説明

１００，２００，３００ズームレンズ
Ｇ₁₁，Ｇ₂₁，Ｇ₃₁ 第１レンズ群
Ｇ₁₂，Ｇ₂₂，Ｇ₃₂ 第２レンズ群
Ｌ₁₁₁，Ｌ₁₂₁，Ｌ₂₁₁，Ｌ₂₂₁，Ｌ₃₁₁，Ｌ₃₂₁ 第１レンズ
Ｌ₁₁₂，Ｌ₁₂₂，Ｌ₂₁₂，Ｌ₂₂₂，Ｌ₃₁₂，Ｌ₃₂₂ 第２レンズ
Ｌ₁₁₃，Ｌ₁₂₃，Ｌ₂₁₃，Ｌ₂₂₃，Ｌ₃₁₃，Ｌ₃₂₃ 第３レンズ
Ｌ₁₂₄，Ｌ₂₂₄，Ｌ₃₂₄ 第４レンズ
ＳＴＰ絞り
ＩＭＧ像面
ＣＧカバーガラス

Claims

物体側から順に配置された、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レンズ群との間隔を変化させることによって焦点距離を変化させるズームレンズであって、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、少なくとも１面に非球面が形成された正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、負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、が配置されて構成され、
前記第２レンズと前記第３レンズとは接合されており、
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）ｆ₁／ｆ_w＞−３．０
（２）ｆ₂／ｆ_w＜３．４
（４）０．５＜Ｄ ₂₁ ／ｆ ₂ ≦０．６２
ただし、ｆ₁は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ₂は前記第２レンズ群の焦点距離、ｆ_wは前記ズームレンズの広角端における焦点距離、Ｄ ₂₁ は前記第２レンズ群の第１レンズの厚さを示す。
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、が配置されて構成され、
前記第１レンズ群の第３レンズにおけるｄ線の屈折率をＮｄ ₁₃ 、前記第１レンズ群の第３レンズにおけるｄ線のアッベ数をνｄ ₁₃ とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
（７）Ｎｄ ₁₃ ＞１．９
（８） νｄ ₁₃ ＜１９
前記第２レンズ群の第１レンズ物体側面から前記第２レンズ群の前側主点位置までの距離をｆ ₂ ｈ ₁ とするとき、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。
（３）ｆ ₂ ｈ ₁ ／ｆ _w ＜０．２８
前記第２レンズ群の第４レンズの少なくとも１面には、非球面が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のズームレンズ。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２〜４のいずれかひとつに記載のズームレンズ。
（５）Ｎｄ₁₁＞１．８
（６）Ｎｄ₁₂＞１．７
ただし、Ｎｄ₁₁は前記第１レンズ群の第１レンズにおけるｄ線の屈折率、Ｎｄ₁₂は前記第１レンズ群の第２レンズにおけるｄ線の屈折率を示す。