WO2013031186A1 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

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WO2013031186A1
WO2013031186A1 PCT/JP2012/005381 JP2012005381W WO2013031186A1 WO 2013031186 A1 WO2013031186 A1 WO 2013031186A1 JP 2012005381 W JP2012005381 W JP 2012005381W WO 2013031186 A1 WO2013031186 A1 WO 2013031186A1
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WO
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lens
lens group
conditional expression
refractive power
object side
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Application number
PCT/JP2012/005381
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English (en)
French (fr)
Inventor
広樹 斉藤
長　倫生
Original Assignee
富士フイルム株式会社
伊藤　徹
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Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社, 伊藤　徹 filed Critical 富士フイルム株式会社
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Priority to JP2013531084A priority patent/JP5767333B2/ja
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Priority to US14/189,480 priority patent/US9046675B2/en

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1425—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being negative
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake

Definitions

  • the present invention relates to a zoom lens, and more particularly to a zoom lens that can be suitably used for a small video camera or the like.
  • the present invention also relates to an imaging apparatus provided with such a zoom lens.
  • a first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power are arranged in order from the object side.
  • a two-group type zoom lens that performs zooming by moving the first lens group and the second lens group in the optical axis direction is known. This type of zoom lens is suitably used for small video cameras and the like.
  • Patent Document 1 discloses that the first lens group includes four lenses, that is, a negative lens (a lens having negative refractive power) arranged in order from the object side, a negative lens, a negative lens, and a positive lens (positive refractive power).
  • Example 2 shows a zoom lens of a two-group type composed of a lens having a zoom lens.
  • Patent Document 5 discloses a zoom lens having a lens configuration similar to that described above (Example 2).
  • Patent Document 2 discloses a zoom lens of a two-group type in which the first lens group is composed of four lenses, that is, a negative lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens arranged in order from the object side. (Example 1).
  • the first lens group includes four lenses, that is, a negative lens, a negative lens, a negative lens, and a positive lens arranged in order from the object side
  • the second lens group also includes four lenses
  • a zoom lens of a two-group type composed of a positive lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens arranged in order from the object side is shown (Example 1).
  • the first lens group includes four lenses, that is, a negative lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens arranged in order from the object side
  • the second lens group also includes four lenses.
  • a zoom lens of a two-group type including a positive lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens arranged in order from the object side is shown (Example 4).
  • JP 09-159915 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-21223 JP 2006-91643 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-223768 US Patent 5,844,724
  • the zoom lens shown in Patent Document 1 has a small zoom ratio
  • the zoom lens shown in Patent Document 2 has a wide angle but has a small zoom ratio and a large F value.
  • the zoom lens shown in Patent Document 4 has a narrow angle of view and a large F-number, as shown in Patent Document 5, which has a wide angle and a large zoom ratio but still has room for improvement in terms of distortion.
  • the zoom lens has a wide angle and a large zoom ratio, but has a long overall length, a large number of lenses, and a high cost.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a zoom lens that has a small F value, can be miniaturized, and can correct aberrations such as distortion. .
  • the first zoom lens according to the present invention comprises: A first lens group having negative refractive power and a second lens group having positive refractive power are arranged in order from the object side. Zooming is performed by moving the first lens group and the second lens group; The first lens group is arranged in order from the object side, the first lens having a negative refractive power, the second lens having a positive refractive power, the third lens having a negative refractive power, and a positive lens Consists of a fourth lens having refractive power, The focal length of the entire system at the wide angle end fw, the focal length of the second lens group and the f 2, the following conditional expression 0.00 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.35 ⁇ (1-1) It is characterized by satisfying.
  • substantially the first lens group and the second lens group are arranged means, in addition to these lens groups, lenses other than lenses having no power, lenses such as a diaphragm and a cover glass. This includes the case of having a mechanical part such as an optical element, a lens flange, a lens barrel, an imaging device, a camera shake correction mechanism, and the like.
  • a first lens having a negative refractive power in which the first lens group is arranged in order from the object side, a second lens, a third lens having a negative refractive power, and a positive refractive power.
  • a cemented lens may be used as a lens constituting each lens group.
  • the cemented lens is composed of n pieces of bonded lenses, it is counted as n lenses.
  • the description of “the zoom lens of the present invention” or “the zoom lens of the present invention” refers to both the first zoom lens according to the present invention and the second zoom lens described later unless otherwise specified. Shall be pointed to.
  • the surface shape of the lens and the sign of the refractive power are considered in the paraxial region when an aspheric surface is included.
  • conditional expression (1-1) in particular, the following conditional expression 0.31 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.35 (1-3) It is more desirable to satisfy.
  • the second zoom lens according to the present invention includes: A first lens group having negative refractive power and a second lens group having positive refractive power are arranged in order from the object side. Zooming is performed by moving the first lens group and the second lens group; The first lens group is arranged in order from the object side, the first lens having a negative refractive power, the second lens having a positive refractive power, the third lens having a negative refractive power, and a positive lens Consists of a fourth lens having refractive power, The second lens group is substantially composed of four lenses; The focal length of the entire system at the wide angle end fw, the focal length of the second lens group and the f 2, the following conditional expression 0.00 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.43 ⁇ (1-4) It is characterized by satisfying.
  • conditional expression (1-4) in the range defined by the conditional expression (1-4), in particular, the following conditional expression 0.20 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.43 (1- Five) It is desirable to satisfy the above condition. Furthermore, the conditional expression 0.31 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.35 (1-3) It is more desirable to satisfy.
  • an imaging apparatus includes any one of the zoom lenses according to the present invention described above.
  • the first lens group includes four lenses, and the first lens having the negative refractive power, the second lens, and the third lens having the negative refractive power in order from the object side.
  • a fourth lens having a positive refractive power it is possible to suppress an increase in various aberrations accompanying a wide angle while suppressing an increase in cost.
  • the second lens has a particularly positive refractive power, distortion can be corrected well.
  • conditional expression (1-1) defines the relationship between the focal length of the entire system at the wide-angle end and the focal length of the second lens group. If the upper limit of conditional expression (1-1) is exceeded, the refractive power of the second lens group becomes too strong, and it is difficult to satisfactorily correct various aberrations in the entire zoom range.
  • conditional expression (1-1) is satisfied, the above-described problems can be prevented, the entire optical system can be reduced in size, and various aberrations can be corrected well in the entire zoom range.
  • conditional expression (1-2) is satisfied, particularly within the range specified by conditional expression (1-1), and further, conditional expression (1-3) is satisfied. If it is, it becomes even more prominent.
  • conditional expression (1-2) If the lower limit of conditional expression (1-2) is not reached, the refractive power of the second lens group becomes weak, the amount of movement of the second lens group during zooming increases, and the overall length of the entire optical system increases. Although it is not preferable because downsizing becomes difficult, when the conditional expression (1-2) is satisfied, the above problem can be prevented and the entire optical system can be easily downsized. This is the same when the conditional expression (1-3) is satisfied.
  • the first lens group includes four lenses, and the first lens having the negative refractive power, the second lens, and the third lens having the negative refractive power in order from the object side.
  • a fourth lens having a positive refractive power it is possible to suppress an increase in various aberrations accompanying a wide angle while suppressing an increase in cost.
  • the second lens since the second lens has a particularly positive refractive power, distortion can be corrected satisfactorily, and the second lens group is composed of four lenses. Variation in aberration due to magnification can be suppressed.
  • conditional expression (1-4) defines the relationship between the focal length of the entire system at the wide-angle end and the focal length of the second lens group, similarly to conditional expression (1-1). If the upper limit of conditional expression (1-4) is exceeded, the refractive power of the second lens group becomes too strong, and it is difficult to satisfactorily correct various aberrations in the entire zoom range, which is not preferable.
  • conditional expression (1-4) is satisfied, the above-described problems can be prevented, the entire optical system can be reduced in size, and various aberrations can be corrected well in the entire zoom range.
  • conditional expression (1-4) becomes more prominent in the range specified by conditional expression (1-4), especially when conditional expression (1-5) is satisfied, and conditional expression (1-3) is also satisfied. If it is, it becomes even more prominent.
  • conditional expression (1-5) If the lower limit of conditional expression (1-5) is not reached, the refractive power of the second lens group becomes weak, the amount of movement of the second lens group during zooming increases, and the overall length of the entire optical system becomes longer. Although it is not preferable because downsizing becomes difficult, when the conditional expression (1-5) is satisfied, the above-described problems can be prevented and the entire optical system can be easily downsized. This is the same when the conditional expression (1-3) is satisfied.
  • the zoom lens of the present invention can have a sufficiently small F value, as specifically shown in the numerical examples described later.
  • the image pickup apparatus according to the present invention includes the zoom lens according to the present invention that exhibits the effects described above, it is possible to achieve downsizing while having good optical performance.
  • Sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on Example 1 of this invention Sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on Example 2 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on Example 3 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on Example 4 of this invention. Sectional drawing which shows the lens structure of the zoom lens which concerns on Example 5 of this invention.
  • (A) to (H) are aberration diagrams of the zoom lens according to Example 1 of the present invention.
  • (A) to (H) are aberration diagrams of the zoom lens according to Example 2 of the present invention.
  • (A) to (H) are aberration diagrams of the zoom lens according to Example 3 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention, and corresponds to a zoom lens of Example 1 described later.
  • 2 to 5 are cross-sectional views showing other configuration examples according to the embodiment of the present invention, which respectively correspond to zoom lenses of Examples 2 to 5 described later.
  • the basic configurations of the examples shown in FIGS. 1 to 5 are similar to each other except for the differences, and the method of illustration is also the same. Therefore, here, mainly referring to FIG. A zoom lens according to an embodiment of the invention will be described.
  • FIG. 1 the left side is the object side, the right side is the image side, (A) is the infinitely focused state and the optical system arrangement at the wide angle end (shortest focal length state), and (B) is the infinitely focused state. And the arrangement of the optical system at the telephoto end (longest focal length state). This also applies to FIGS. 2 to 5 described later.
  • the zoom lens according to the embodiment of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power arranged as a lens group.
  • a fixed aperture stop St that does not move during zooming is disposed between the first lens group G1 and the second lens group G2.
  • the aperture stop St shown here does not necessarily indicate the size or shape, but indicates the position on the optical axis Z.
  • FIG. 1 shows an example in which a parallel plate-shaped optical member PP is disposed between the second lens group G2 and the image plane Sim.
  • various filters such as a cover glass, an infrared cut filter, and a low-pass filter are arranged between the optical system and the image plane Sim according to the configuration of the camera on which the lens is mounted. It is preferable.
  • the optical member PP assumes such cover glass and various filters.
  • some image pickup apparatuses employ a 3CCD system that uses a CCD for each color in order to improve image quality.
  • a color separation optical system such as a color separation prism is used. It is inserted between the lens system and the image plane Sim. In that case, a color separation optical system may be arranged at the position of the optical member PP.
  • the first lens group G1 moves so as to draw a convex locus on the image plane Sim side, and the second lens group G2 monotonously moves toward the object side. Is configured to do.
  • the movement trajectories of the first lens group G1 and the second lens group G2 when zooming from the wide-angle end to the telephoto end are schematically shown by solid line arrows between (A) and (B). Is shown.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a first lens L11 having a negative refractive power, a second lens L12 having a positive refractive power, a third lens L13 having a negative refractive power, and a positive lens
  • the fourth lens L14 has a refractive power of 4 lenses.
  • the first lens L11 is a negative meniscus lens
  • the second lens L12 is an aspherical lens on both the object side surface and the image side surface
  • the third lens L13 is negative.
  • a meniscus lens may be used
  • the fourth lens L14 may be a positive meniscus lens.
  • the object side surface of the second lens L12 is an aspherical surface that is concave on the object side in the paraxial region. Further, at least one of the object side surface and the image side surface (both in the example of FIG. 1) of the second lens L12 is an aspherical surface having at least one inflection point on the surface from the center to the effective diameter. In particular, in Example 2, the object side surface of the second lens L12 is an aspheric surface that is convex on the object side in the paraxial region and has no inflection point on the surface from the center to the effective diameter.
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a first lens L21 having a positive refractive power, a second lens L22 having a positive refractive power, a third lens L23 having a negative refractive power, And a fourth lens L24 having a positive refractive power.
  • the first lens L21 is an aspherical lens on both the object side and the image side
  • the second lens L22 is a biconvex lens
  • the third lens L23 is negative.
  • a meniscus lens may be used
  • the fourth lens L24 may be a biconvex lens.
  • the first lens group G1 is composed of four lenses, and in order from the object side, the first lens L11, the second lens L12, and the negative lens have negative refractive power.
  • the third lens L13 and the fourth lens L14 having a positive refractive power an increase in various aberrations accompanying a wide angle is suppressed while suppressing an increase in cost.
  • the second lens L12 as a lens having a positive refractive power, distortion can be corrected well.
  • the second lens L12 of the first lens group G1 has an aspheric surface on the object side surface, distortion is favorably corrected, and the zoom lens is compared with the case where the first lens L11 is an aspheric surface. Costs are kept low. That is, before and after the first lens L11, the position where the on-axis ray passes and the position where the off-axis ray passes are largely separated. Therefore, the first lens L11 or the second lens L12 is not used to correct distortion well. Although it is desirable to use a spherical lens, normally the first lens L11 has a relatively large diameter. Therefore, if the second lens L12, which is generally smaller in diameter than the second lens L12, is an aspheric lens, As a result, the cost is reduced, and as a result, the cost of the zoom lens can be kept low.
  • the object side surface of the second lens L12 is an aspherical surface that is concave on the object side, particularly in the paraxial region, so that spherical aberration and distortion are corrected well. Is done.
  • At least one of the object side surface and the image side surface of the second lens L12 is an aspherical surface having at least one inflection point on the surface from the center to the effective diameter.
  • the second lens group G2 is composed of four lenses, fluctuations in aberration due to zooming are suppressed while suppressing an increase in cost.
  • the second lens group G2 includes a first lens L21 having a positive refractive power, a second lens L22 having a positive refractive power, and a third lens having a negative refractive power, which are arranged in order from the object side. Since the lens L23 and the fourth lens L24 having a positive refractive power are constituted by four lenses, aberration variation accompanying zooming can be suppressed. That is, if the first lens L21 and the second lens L22 of the second lens group G2 are positive lenses, the axial light rays that have been emitted from the first lens group G1 and greatly diverged are generated by the two positive lenses L21 and L22. Since they can be distributed and converged, high-order spherical aberration can be kept small, and aberration fluctuations accompanying zooming can be suppressed.
  • the first lens group G1 includes the first lens L11 having the negative refractive power, the second lens L12, the third lens L13 having the negative refractive power, and the positive lens in order from the object side.
  • the second lens L12 is a lens having a positive refractive power
  • the focal length of the entire system at the wide-angle end is fw
  • the second lens group when the focal length of G2 was f 2 the conditional expression 0.00 described above ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.35 ⁇ (1-1) 0.20 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.35 (1-2) 0.31 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.35 (1-3) Is all satisfied.
  • conditional expression (1) the value of fw / f 2 defined by conditional expressions (1-1) to (1-3) is shown in the row of “conditional expression (1)”.
  • Table 16 also shows numerical examples of conditions defined by conditional expressions (2) to (9) described later.
  • Conditional expression (1-1) defines the relationship between the focal length of the entire system at the wide-angle end and the focal length of the second lens group G2. If the upper limit of conditional expression (1-1) is exceeded, the refractive power of the second lens group G2 becomes too strong, and it is difficult to satisfactorily correct various aberrations in the entire zoom range. . Since this zoom lens satisfies the conditional expression (1-1), the above-mentioned problems can be prevented and various aberrations can be corrected satisfactorily in the entire zoom range.
  • conditional expression (1-2) is particularly satisfied within the range defined by conditional expression (1-1), so that the above-described effect becomes more prominent. Furthermore, conditional expression (1- Since 3) is also satisfied, the above-described effect becomes even more remarkable.
  • conditional expression (1-2) or conditional expression (1-3) If the lower limit of conditional expression (1-2) or conditional expression (1-3) is not reached, the refractive power of the second lens group G2 becomes weak, and the amount of movement of the second lens group G2 during zooming increases. This is not desirable because the entire length of the entire optical system becomes long and it becomes difficult to reduce the size, but this zoom lens satisfies both conditional expression (1-2) and conditional expression (1-3). Problems can be prevented and the entire optical system can be easily downsized.
  • the first lens group G1 has the first lens L11 having the negative refractive power, the second lens L12, the third lens L13 having the negative refractive power, and the positive refractive power.
  • the second lens L12 is a lens having a positive refractive power
  • the second lens group G2 is composed of four lenses. fw / f 2 ⁇ 0.43 (1-4) 0.20 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.43 (1-5) 0.31 ⁇ fw / f 2 ⁇ 0.35 (1-3) Is all satisfied.
  • Conditional expression (1-4) like conditional expression (1-1), defines the relationship between the focal length of the entire system at the wide-angle end and the focal length of the second lens group G2. If the upper limit of conditional expression (1-4) is exceeded, the refractive power of the second lens group G2 becomes too strong, and it is difficult to satisfactorily correct various aberrations in the entire zoom range. . Since this zoom lens satisfies the conditional expression (1-4), the above problems can be prevented and various aberrations can be corrected satisfactorily in the entire zoom range.
  • conditional expression (1-5) or conditional expression (1-3) If the lower limit of conditional expression (1-5) or conditional expression (1-3) is not reached, the refractive power of the second lens group G2 becomes weak, and the amount of movement of the second lens group G2 during zooming increases. This is not desirable because the overall length of the entire optical system becomes long and it becomes difficult to reduce the size, but the conditional expression (1-5) and conditional expression (1-3) are satisfied with this zoom lens. Problems can be prevented and the entire optical system can be easily downsized.
  • the conditional expression (2) is obtained by defining the focal length fw of the entire system at the wide angle end, the relationship between the focal length f 1 of the first lens group G1. If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the negative refractive power of the first lens group G1 becomes too strong, and it becomes difficult to correct various aberrations off-axis. When the conditional expression (2) is satisfied, the above problems can be prevented and various off-axis aberrations can be easily corrected.
  • ⁇ 0.50 (2 ′) particularly within the range defined by the conditional expression (2).
  • the above effect becomes more remarkable. If the value is less than or equal to the lower limit value of the conditional expression (2 ′), the negative refractive power of the first lens group G1 becomes weak and the entire optical system becomes large. If it is satisfied, such a problem can be prevented and the entire optical system can be reduced in size.
  • this conditional expression (3) defines the relationship between the focal length of the entire system at the wide-angle end and the focal length of the second lens L12 of the first lens group.
  • conditional expression (3) When the conditional expression (3) is less than or equal to the lower limit value, the refractive power of the second lens L12 is shifted to the negative side, and the refraction balance of the central light beam and the peripheral light beam passing through the second lens L12 is lost. It is not preferable because correction of distortion becomes difficult.
  • the upper limit of conditional expression (3) when the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the positive refractive power of the second lens L12 becomes too strong, the negative refractive power of the entire first lens group G1 is insufficient, and it is difficult to widen the angle. Become.
  • conditional expression (3) in particular, the following conditional expression: ⁇ 0.01 ⁇ fw / f G12 ⁇ 0.06 (3 ′) When the above is satisfied, the above effect becomes more remarkable.
  • the conditional expression (4) is obtained by defining the focal length f 1 of the first lens group G1 the relationship between the focal length f 2 of the second lens group G2. If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the refractive power of the second lens group G2 becomes weak, the amount of movement of the second lens group G2 during zooming increases, and the overall length of the entire optical system becomes longer and becomes smaller. It is not preferable because it becomes difficult to make it.
  • conditional expression (4) when the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the refractive power of the first lens group G1 is insufficient, and it is necessary to increase the diameter of the first lens L11 located closest to the object side in order to ensure the angle of view. This is not preferable because it is difficult to reduce the size.
  • conditional expression (4) when the conditional expression (4) is satisfied, the above problems can be prevented and the entire optical system can be easily downsized.
  • ⁇ 0.80 (4 ′) particularly within the range defined by conditional expression (4).
  • the conditional expression (5) is obtained by defining the focal length f 1 of the first lens group G1, the relationship between the focal length f G12 of the second lens L12 of the first lens group G1.
  • conditional expression (5) If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the positive refractive power of the second lens L12 becomes stronger, and in order to compensate for this, a lens (first lens) having a negative refractive power in the first lens group G1. This is not preferable because the refractive power of L11 and the third lens L13) becomes too strong and it becomes difficult to correct various aberrations. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the negative refractive power of the second lens L12 becomes too strong, and it becomes difficult to correct distortion. When the conditional expression (5) is satisfied, the above-described problems can be prevented and distortion and other various aberrations can be easily corrected.
  • conditional expression (5) the following conditional expression is particularly satisfied: ⁇ 0.15 ⁇ f 1 / f G12 ⁇ 0.30 (5 ′) When the above is satisfied, the above effect becomes more remarkable.
  • the maximum effective radius of the object side surface of the second lens from the object side of the first lens group G1 is H G12F
  • the height H from the center of the object side surface of the second lens and the optical axis is H G12F.
  • the radius of curvature of the spherical surface passing through a point on the surface of G12F and having the center of the surface as the vertex is r′G12F
  • this conditional expression (6) defines the relationship between the maximum effective radius and the aspherical shape of the object side surface of the second lens L12 of the first lens group G1.
  • conditional expression (6) in particular, the following conditional expression 0.20 ⁇ H G12F ⁇ ⁇ (1 / r ′ G12F ) ⁇ (1 / r ′′ G12F ) ⁇ ⁇ 0.50 ( 6 ')
  • the paraxial radius of curvature of the object side surface of the second lens from the object side of the first lens group G1 is r G12F, and the image side surface of the second lens from the object side of the first lens group G1.
  • r G12R is the paraxial radius of curvature
  • conditional expression (7) In the range specified by the conditional expression (7), the following conditional expression 2.0 ⁇ (r G12F + r G12R ) / (r G12F ⁇ r G12R ) ⁇ 15.0 (7 ′) When the above is satisfied, the above effect becomes more remarkable.
  • the paraxial radius of curvature of the object side surface of the first lens from the object side of the first lens group G1 is r G11F, and the image side surface of the first lens from the object side of the first lens group G1.
  • r G11R is the paraxial radius of curvature
  • conditional expression (8) is less than or equal to the lower limit value, the curvature of field at the wide-angle end becomes insufficiently corrected, which is not preferable. On the other hand, if the value exceeds the upper limit, the field curvature at the wide-angle end becomes excessively corrected, which is not preferable.
  • conditional expression (8) is satisfied, it is possible to appropriately correct the curvature of field at the wide angle end side by preventing the above problems.
  • conditional expression (8) In the range defined by the conditional expression (8), the following conditional expression 2.8 ⁇ (r G11F + r G11R ) / (r G11F ⁇ r G11R ) ⁇ 4.0 (8 ′) When the above is satisfied, the above effect becomes more remarkable.
  • this conditional expression (9) defines the relationship between the focal lengths of the first lens L21 and the second lens L22 of the second lens group G2. If the value is less than or equal to the lower limit value of the conditional expression (9), the spherical aberration is insufficiently corrected.
  • FIG. 1 shows an example in which the optical member PP is disposed between the lens system and the imaging plane, but instead of disposing a low-pass filter, various filters that cut a specific wavelength range, etc. These various filters may be disposed between the lenses, or a coating having the same action as the various filters may be applied to the lens surface of any lens.
  • FIGS. 1 to 5 The lens sectional views of the zoom lenses of Examples 1 to 5 are shown in FIGS. 1 to 5, respectively.
  • Table 1 shows basic lens data of the zoom lens of Example 1
  • Table 2 shows data relating to zooming
  • Table 3 shows aspherical data.
  • Tables 4 to 15 show basic lens data, zoom-related data, and aspherical data of the zoom lenses of Examples 2 to 5, respectively.
  • the meaning of the symbols in the table will be described using the example 1 as an example, but the same applies to the examples 2 to 5.
  • the i-th (i 1, 2, 3,...) That sequentially increases toward the image side with the object-side surface of the most object-side component as the first.
  • the surface number is indicated
  • the Ri column indicates the radius of curvature of the i-th surface
  • the Di column indicates the surface interval on the optical axis Z between the i-th surface and the i + 1-th surface.
  • the sign of the radius of curvature is positive when the surface shape is convex on the object side and negative when the surface shape is convex on the image side.
  • the basic lens data also includes the aperture stop St, and ⁇ (aperture stop) is described in the column of the radius of curvature of the surface corresponding to the aperture stop St.
  • D8, D9, and D17 in the basic lens data in Table 1 are surface intervals that change during zooming.
  • D8 is the distance between the first lens group G1 and the aperture stop St
  • D9 is the distance between the aperture stop St and the second lens group G2
  • D17 is the distance between the second lens group G2 and the optical member PP. .
  • the zoom-related data in Table 2 includes the focal length (f), F value (Fno.), Total angle of view (2 ⁇ ), and the distance between each surface that changes during zooming at the wide-angle end and the telephoto end. Is shown.
  • the surface number of the aspheric surface is marked with *, and the paraxial radius of curvature is shown as the radius of curvature of the aspheric surface.
  • the aspheric data in Table 3 shows the surface number of the aspheric surface and the aspheric coefficient for each aspheric surface.
  • the numerical value “E ⁇ n” (n: integer) of the aspheric surface data in Table 3 means “ ⁇ 10 ⁇ n ”.
  • Zd C ⁇ h 2 / ⁇ 1+ (1 ⁇ KA ⁇ C 2 ⁇ h 2 ) 1/2 ⁇ + ⁇ RAm ⁇ h m
  • Zd Depth of aspheric surface (length of a perpendicular line drawn from a point on the aspherical surface at height h to a plane perpendicular to the optical axis where the aspherical vertex contacts)
  • h Height (distance from the optical axis to the lens surface)
  • C Reciprocal KA of paraxial radius of curvature
  • values rounded to a predetermined digit are shown.
  • surface described below although the degree is used as a unit of angle and mm is used as a unit of length, an optical system can be used by proportional expansion or proportional reduction. Thus, other suitable units can be used.
  • Table 16 shows values corresponding to the conditional expressions (1-1) to (1-5) and (2) to (9) of the zoom lenses of Examples 1 to 5.
  • the value shown here is the value defined by each conditional expression, that is, the value of the character expression.
  • the line “conditional expression (2)” indicates the value of
  • the specified condition is common fw / f 2 , so that the conditional expression (1) is collectively displayed as fw / f 2.
  • the value of is shown.
  • the values in Table 16 relate to the d line.
  • FIGS. 6 (A) to 6 (D) show spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration) and lateral chromatic aberration (chromatic aberration of magnification) at the wide-angle end of the zoom lens of Example 1
  • 6E to 6H show spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration (chromatic aberration of magnification) at the edges, respectively.
  • Each aberration diagram is based on the d-line (wavelength 587.6 nm), but the spherical aberration diagram also shows aberrations related to the g-line (wavelength 435.8 nm) and the C-line (wavelength 656.3 nm), and the chromatic aberration diagram of magnification.
  • aberrations regarding the g-line and the C-line are shown.
  • the sagittal direction is indicated by a solid line
  • the tangential direction is indicated by a dotted line.
  • Fno Of spherical aberration diagram.
  • Means F value, and ⁇ in other aberration diagrams means half angle of view.
  • FIGS. 7A to 7H the aberration diagrams at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of Example 2 are shown in FIGS. 7A to 7H, and the aberration diagrams of Examples 3 to 5 are respectively the same in the same manner. It is shown in FIGS.
  • FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of an imaging apparatus 10 using the zoom lens 1 of the embodiment of the present invention as an example of the imaging apparatus of the embodiment of the present invention.
  • the imaging device include a surveillance camera, a video camera, and an electronic still camera.
  • An imaging apparatus 10 illustrated in FIG. 11 is provided with a zoom lens 1, an image sensor 2 that is disposed on the image side of the zoom lens 1, and that captures an image of a subject formed by the zoom lens 1, and an output from the image sensor 2.
  • a signal processing unit 4 that performs signal processing, a zooming control unit 5 for zooming the zoom lens 1, and a focus control unit 6 for performing focus adjustment are provided.
  • a filter or the like may be appropriately disposed between the zoom lens 1 and the image sensor 2.
  • the zoom lens 1 has a negative refractive power, a first lens group G1 that moves so as to draw a convex locus on the image plane side when zooming from the wide angle end to the telephoto end, and a positive refractive power. And a second lens group G2 that monotonously moves to the object side when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and a fixed aperture stop St.
  • FIG. 11 schematically shows each lens group.
  • the image pickup device 2 picks up an optical image formed by the zoom lens 1 and outputs an electric signal, and the image pickup surface thereof is disposed so as to coincide with the image surface of the zoom lens 1.
  • the image pickup element 2 for example, a CCD or CMOS can be used.
  • the imaging device 10 moves, for example, a lens having a positive refractive power that constitutes a part of the second lens group G2 in a direction perpendicular to the optical axis Z, You may make it further provide the shake correction mechanism which corrects the blur of the picked-up image at the time of camera shake.
  • the imaging apparatus 10 includes the zoom lens of the present invention that exhibits the effects as described above, it is possible to achieve downsizing, cost reduction, and wide angle with excellent optical performance. Become.
  • the present invention has been described with reference to the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made.
  • the values of the radius of curvature, the surface interval, the refractive index, the Abbe number, the aspherical coefficient, etc. of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, and can take other values.

Abstract

【課題】２群構成のズームレンズにおいて、歪曲収差等の収差を良好に補正し、また小型化する。 【解決手段】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)とが配列されてなり、第１レンズ群(Ｇ１)と第２レンズ群(Ｇ２)とを移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、第１レンズ群(Ｇ１)を、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(Ｌ１１)、正の屈折力を有する第２レンズ(Ｌ１２)、負の屈折力を有する第３レンズ(Ｌ１３)、および正の屈折力を有する第４レンズ(Ｌ１４)から構成する。そして広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群(Ｇ２)の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式を満足させる。　０．００＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-1）

Description

ズームレンズおよび撮像装置
　本発明はズームレンズ、特に、小型のビデオカメラ等に好適に使用可能なズームレンズに関するものである。
　また本発明は、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、変倍比が２．５倍程度で広角なズームレンズの一つとして、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群が配列されてなり、第１レンズ群および第２レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行う２群タイプのズームレンズが公知となっている。この種のズームレンズは、小型のビデオカメラ等に好適に用いられている。
　例えば特許文献１には、第１レンズ群が４枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された負レンズ（負の屈折力を有するレンズ）、負レンズ、負レンズおよび正レンズ（正の屈折力を有するレンズ）から構成された２群タイプのズームレンズが示されている（実施例５）。さらに特許文献５にも、上記と同様のレンズ構成を有するズームレンズが示されている（実施例２）。
　また特許文献２には、第１レンズ群が４枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された負レンズ、正レンズ、負レンズおよび正レンズから構成された２群タイプのズームレンズが示されている（実施例１）。
　また特許文献３には、第１レンズ群が４枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された負レンズ、負レンズ、負レンズおよび正レンズから構成され、第２レンズ群も４枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された正レンズ、正レンズ、負レンズおよび正レンズから構成された２群タイプのズームレンズが示されている（実施例１）。
　さらに特許文献４には、第１レンズ群が４枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された負レンズ、正レンズ、負レンズおよび正レンズから構成され、第２レンズ群も４枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された正レンズ、正レンズ、負レンズおよび正レンズから構成された２群タイプのズームレンズが示されている（実施例４）。
特開平09-159915号公報 特開2004-21223号公報 特開2006-91643号公報 特開平11-223768号公報 米国特許5,844,724号明細書
　しかし特許文献１に示されたズームレンズは変倍比が小さい、特許文献２に示されたズームレンズは広角であるが変倍比が小さくＦ値も大きい、特許文献３に示されたズームレンズは広角で変倍比も大きいが歪曲収差の点で改善の余地が残されている、特許文献４に示されたズームレンズは画角が狭くてＦ値も大きい、特許文献５に示されたズームレンズは広角で変倍比も大きいが全長が長く、全体のレンズ枚数が多くてコストが高い、といった問題が認められている。
　本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、Ｆ値が小さく、小型化が可能で、そして歪曲収差等の収差を良好に補正することができるズームレンズを提供することを目的とする。
　また本発明は、上述のようなズームレンズを用いることにより、良好な光学性能を備えた上で、小型化を達成できる撮像装置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レンズ群とが配列されてなり、
　前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
　前記第１レンズ群が実質的に、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、正の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、および正の屈折力を有する第４レンズから構成され、
　広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式
　　　０．００＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-1）
を満たす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レンズ群とが配列されてなる」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。この点は、「第１レンズ群が実質的に、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、第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、および正の屈折力を有する第４レンズから構成され」との記載や、後述する第２のズームレンズに関する「第２レンズ群が実質的に４枚のレンズから構成され」との記載についても同様である。
　なお、本発明のズームレンズにおいて、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。
　なお、本発明による第１のズームレンズにおいては、条件式（1-1）が規定する範囲の中で特に以下の条件式
　　　０．２０＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-2）
を満たすことが望ましい。
　さらには、条件式（1-1）が規定する範囲の中で特に以下の条件式
　　　０．３１＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-3）
を満たすことがより望ましい。
　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レンズ群とが配列されてなり、
　前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
　前記第１レンズ群が実質的に、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、正の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、および正の屈折力を有する第４レンズから構成され、
　前記第２レンズ群が実質的に４枚のレンズから構成され、
　広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式
　　　０．００＜ｆｗ／ｆ２＜０．４３　・・・（1-4）
を満たすことを特徴とするものである。
　この本発明による第２のズームレンズにおいては、条件式（1-4）が規定する範囲の中で、特に以下の条件式
　　　０．２０＜ｆｗ／ｆ２＜０．４３　・・・（1-5）
を満たすことが望ましく、さらには前記条件式
　　　０．３１＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-3）
を満たすことがより望ましい。
　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ズームレンズのいずれかを備えたことを特徴とするものである。
　本発明による第１のズームレンズは、第１レンズ群を４枚のレンズで構成し、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ、第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズと配列したことにより、コストの上昇を抑えながら広角化に伴う諸収差の増大を抑制可能となる。さらに、第２レンズを特に正の屈折力を有するものとしたので、歪曲収差を良好に補正可能となる。
　また、本発明による第１のズームレンズは、前記条件式（1-1）を満たすことにより、以下の効果を奏するものとなる。条件式（1-1）は、広角端における全系の焦点距離と、第２レンズ群の焦点距離との関係を規定したものである。この条件式（1-1）の上限値以上になると、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎてしまい、全変倍域で諸収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。条件式（1-1）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、光学系全体の小型化を達成し、また全変倍域で諸収差を良好に補正可能となる。
　以上の効果は、条件式（1-1）が規定する範囲の中で特に条件式（1-2）が満足されている場合はより顕著なものとなり、さらに条件式（1-3）が満足されている場合はより一層顕著なものとなる。
　なお、条件式（1-2）の下限値以下になると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり、変倍における第２レンズ群の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくないが、条件式（1-2）が満足されている場合は以上の不具合を防止して、光学系全体を容易に小型化できる。これは、条件式（1-3）が満足されている場合も同様である。
　本発明による第２のズームレンズは、第１レンズ群を４枚のレンズで構成し、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズ、第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズと配列したことにより、コストの上昇を抑えながら広角化に伴う諸収差の増大を抑制できる。そして、第２レンズを特に正の屈折力を有するものとしたので歪曲収差を良好に補正可能となり、また、第２レンズ群を４枚のレンズで構成したことにより、コストの上昇を抑えながら変倍による収差の変動を抑制できる。
　さらに本発明による第２のズームレンズは、前記条件式（1-4）を満たすことにより、以下の効果を奏するものとなる。条件式（1-4）は条件式（1-1）と同様に、広角端における全系の焦点距離と、第２レンズ群の焦点距離との関係を規定したものである。この条件式（1-4）の上限値以上になると、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎてしまい、全変倍域で諸収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。条件式（1-4）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、光学系全体の小型化を達成し、また全変倍域で諸収差を良好に補正可能となる。
　以上の効果は、条件式（1-4）が規定する範囲の中で特に条件式（1-5）が満足されている場合はより顕著なものとなり、さらに条件式（1-3）が満足されている場合はより一層顕著なものとなる。
　なお、条件式（1-5）の下限値以下になると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり、変倍における第２レンズ群の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくないが、条件式（1-5）が満足されている場合は以上の不具合を防止して、光学系全体を容易に小型化できる。これは、条件式（1-3）が満足されている場合も同様である。
　そして本発明のズームレンズは、後述する数値実施例に具体的に示す通り、Ｆ値も十分に小さいものとなり得る。
　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、小型化を達成できるものとなる。
本発明の実施例１に係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に係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に係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に係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に係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に係るズームレンズの各収差図 （Ａ）～（Ｈ）は本発明の実施例２に係るズームレンズの各収差図 （Ａ）～（Ｈ）は本発明の実施例３に係るズームレンズの各収差図 （Ａ）～（Ｈ）は本発明の実施例４に係るズームレンズの各収差図 （Ａ）～（Ｈ）は本発明の実施例５に係るズームレンズの各収差図 本発明の実施形態に係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係るズームレンズの構成例を示す断面図であり、後述する実施例１のズームレンズに対応している。また、図２～図５は、本発明の実施形態に係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２～５のズームレンズに対応している。図１～図５に示す例の基本的な構成は、特に違いを述べている点を除いて互いに同様であり、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係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～図５においても同様である。
　本発明の実施形態に係るズームレンズは、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１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、変倍に際して移動することのない固定の開口絞りＳｔが配設されている。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、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズＬ１１、正の屈折力を有する第２レンズＬ１２、負の屈折力を有する第３レンズＬ１３、および正の屈折力を有する第４レンズＬ１４の４枚のレンズ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は負メニスカス形状のレンズとし、第２レンズＬ１２は物体側面および像側面が共に非球面形状のレンズとし、第３レンズＬ１３は負メニスカス形状のレンズとし、第４レンズＬ１４は正メニスカス形状のレンズとすることができる。
　上記第２レンズＬ１２の物体側面は、近軸領域で物体側に凹となった非球面とされている。またこの第２レンズＬ１２の物体側面および像側面の少なくとも一方（図１の例では双方）は、中心から有効径までの面上に少なくとも１つの変曲点を持つ非球面とされている。なお、特に実施例２において、第２レンズＬ１２の物体側面は、近軸領域で物体側に凸で、そして中心から有効径までの面上に変曲点は持たない非球面とされている。
　一方、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズＬ２１、正の屈折力を有する第２レンズＬ２２、負の屈折力を有する第３レンズＬ２３、および正の屈折力を有する第４レンズＬ２４の４枚のレンズ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Ｌ２１は物体側面および像側面が共に非球面形状のレンズとし、第２レンズＬ２２は両凸形状のレンズとし、第３レンズＬ２３は負メニスカス形状のレンズとし、第４レンズＬ２４は両凸形状のレンズとすることができる。
　以上説明のように本ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１を４枚のレンズで構成し、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２、負の屈折力を有する第３レンズＬ１３、正の屈折力を有する第４レンズＬ１４と配列したことにより、コストの上昇を抑えながら広角化に伴う諸収差の増大が抑制されるようになる。また、特に第２レンズＬ１２を正の屈折力を有するレンズとしたことにより、歪曲収差が良好に補正される。
　また、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ１２が、物体側面に非球面を有していることにより歪曲収差が良好に補正され、そして第１レンズＬ１１を非球面とする場合と比べてズームレンズのコストが低く抑えられる。すなわち、第１レンズＬ１１の前後では通常、軸上光線の通る位置と軸外光線の通る位置とが大きく分かれるので、歪曲収差を良好に補正する上では第１レンズＬ１１あるいは第２レンズＬ１２を非球面レンズとするのが望ましいが、通常第１レンズＬ１１は比較的大径とされるので、一般にそれよりも小径とされる第２レンズＬ１２の方を非球面レンズとすれば、非球面レンズのコストが低くなり、ひいてはズームレンズのコストが低く抑えられるようになる。
　また、実施例２以外の実施例において、上記第２レンズＬ１２の物体側面は、特に近軸領域で物体側に凹となった非球面とされているので、球面収差と歪曲収差が良好に補正される。
　さらに、実施例２以外の実施例では、上記第２レンズＬ１２の物体側面および像側面の少なくとも一方が、中心から有効径までの面上に少なくとも１つの変曲点を持つ非球面とされたことにより、広角端における歪曲収差と像面湾曲が良好に補正されるようになる。
　他方、第２レンズ群Ｇ２が４枚のレンズで構成されたことにより、コストの上昇を抑えながら変倍による収差の変動が抑制されるようになる。
　また本ズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２が、物体側から順に配置された正の屈折力を有する第１レンズＬ２１、正の屈折力を有する第２レンズＬ２２、負の屈折力を有する第３レンズＬ２３、正の屈折力を有する第４レンズＬ２４の４枚のレンズから構成されたことにより、変倍に伴う収差変動が抑えられるようになる。すなわち、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズＬ２１および第２レンズＬ２２を正レンズとすれば、第１レンズ群Ｇ１から出射して大きく発散した軸上光線をそれら２枚の正レンズＬ２１、Ｌ２２で分担して収れんさせることができるので、高次の球面収差が小さく抑えられ、変倍に伴う収差変動が抑えられるようになる。
　ここで本ズームレンズにおいては、前述した通り第１レンズ群Ｇ１が、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２、負の屈折力を有する第３レンズＬ１３、正の屈折力を有する第４レンズＬ１４と配列して構成され、また第２レンズＬ１２が正の屈折力を有するレンズとされた上で、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、前述した条件式
　　　０．００＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-1）
　　　０．２０＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-2）
　　　０．３１＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-3）
が全て満たされている。
　なお、以上の条件式で規定される条件の数値例を、実施例毎にまとめて表１６に示してある。ここでは、条件式（1-1）～（1-3）が規定するｆｗ／ｆ２の値を「条件式（１）」の行に示してある。またこの表１６には、後述する条件式（２）～（９）で規定される各条件の数値例も併せて示してある。
　以下、上記の条件式（1-1）、（1-2）および（1-3）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（1-1）は、広角端における全系の焦点距離と、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離との関係を規定したものである。この条件式（1-1）の上限値以上になると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなり過ぎてしまい、全変倍域で諸収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。本ズームレンズでは条件式（1-1）が満たされているので、以上の不具合を防止して、全変倍域で諸収差を良好に補正可能となる。
　本ズームレンズでは、条件式（1-1）が規定する範囲の中で特に条件式（1-2）が満足されているので上述の効果がより顕著なものとなり、さらには条件式（1-3）も満足されているので上述の効果がより一層顕著なものとなる。
　なお、条件式（1-2）や条件式（1-3）の下限値以下になると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなり、変倍における第２レンズ群Ｇ２の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくないが、本ズームレンズでは条件式（1-2）もまた条件式（1-3）も満足されているので、以上の不具合を防止して、光学系全体を容易に小型化できる。
　また本ズームレンズでは、前述した通り第１レンズ群Ｇ１が、負の屈折力を有する第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２、負の屈折力を有する第３レンズＬ１３、および正の屈折力を有する第４レンズＬ１４から構成されるとともに、第２レンズＬ１２が正の屈折力を有するレンズとされ、そして第２レンズ群Ｇ２が４枚のレンズから構成された上で、前記条件式
　　　０．００＜ｆｗ／ｆ２＜０．４３　・・・（1-4）
　　　０．２０＜ｆｗ／ｆ２＜０．４３　・・・（1-5）
　　　０．３１＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-3）
が全て満たされている。
　以下、上記の条件式（1-4）、（1-5）および（1-3）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（1-4）は条件式（1-1）と同様に、広角端における全系の焦点距離と、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離との関係を規定したものである。この条件式（1-4）の上限値以上になると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなり過ぎてしまい、全変倍域で諸収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。本ズームレンズでは条件式（1-4）が満たされているので、以上の不具合を防止して、全変倍域で諸収差を良好に補正可能となる。
　本ズームレンズでは、条件式（1-4）が規定する範囲の中で特に条件式（1-5）が満足されているので上述の効果がより顕著なものとなり、さらには条件式（1-3）も満足されているので上述の効果がより一層顕著なものとなる。
　なお、条件式（1-5）や条件式（1-3）の下限値以下になると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなり、変倍における第２レンズ群Ｇ２の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくないが、本ズームレンズでは条件式（1-5）もまた条件式（1-3）も満足されているので、以上の不具合を防止して、光学系全体を容易に小型化できる。
　また本ズームレンズでは、広角端における全系の焦点距離をｆｗとし、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１としたとき、以下の条件式
　　　０．００＜|ｆｗ／ｆ１|＜０．６４　・・・（２）
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式（２）は、広角端における全系の焦点距離ｆｗと、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１との関係を規定したものである。この条件式（２）の上限値以上になると、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力が強くなり過ぎてしまい、軸外での諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式（２）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、軸外での諸収差を容易に補正可能となる。
　なお、条件式（２）が規定する範囲内で特に下記の条件式
　　　０．２０＜|ｆｗ／ｆ１|＜０．５０　・・・（２’）
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。そして、この条件式（２’）の下限値以下になると、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力が弱くなり、光学系全体が大型化してしまうため好ましくないが、条件式（２’）が満たされている場合は、そのような不具合を防止して、光学系全体の小型化を達成できる。
　また本ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２枚目のレンズである第２レンズＬ１２の焦点距離をｆＧ１２、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
　　　－０．１１＜ｆｗ／ｆＧ１２＜０．１２　・・・（３）
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式（３）は、広角端における全系の焦点距離と、第１レンズ群の第２レンズＬ１２の焦点距離との関係を規定したものである。この条件式（３）の下限値以下になると第２レンズＬ１２の屈折力が負側に寄ることになって、第２レンズＬ１２を通る中心光束と周辺光束の屈折のバランスが崩れ、その結果、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式（３）の上限値以上になると、第２レンズＬ１２の正の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第１レンズ群Ｇ１全体の負の屈折力が不足し、広角化が困難になる。この第１レンズ群Ｇ１全体の負の屈折力不足を補うために、第１レンズ群Ｇ１内の負レンズつまり第１レンズＬ１１や第３レンズＬ１３の屈折力を強くすることも考えられるが、そのようにすると諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式（３）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差を良好に補正し、また容易に広角化することができる。
　なお、条件式（３）が規定する範囲内で特に下記の条件式
　　　－０．０１＜ｆｗ／ｆＧ１２＜０．０６　・・・（３’）
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
　また本ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式
　　　０．５６＜|ｆ１／ｆ２|＜１．０４　・・・（４）
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式（４）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との関係を規定したものである。この条件式（４）の下限値以下になると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなり、変倍における第２レンズ群Ｇ２の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくない。逆に条件式（４）の上限値以上になると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が不足し、画角を確保するために最も物体側に位置する第１レンズＬ１１の径を大きくする必要が生じ、小型化が困難になるので好ましくない。条件式（４）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、光学系全体を容易に小型化することができる。
　なお、条件式（４）が規定する範囲内で特に下記の条件式
　　　０．７０＜|ｆ１／ｆ２|＜０．８０　・・・（４’）
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
　また本ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２枚目のレンズの焦点距離をｆＧ１２としたとき、以下の条件式
　　　－０．１９＜ｆ１／ｆＧ１２＜０．５０　・・・（５）
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１と、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ１２の焦点距離ｆＧ１２との関係を規定したものである。この条件式（５）の下限値以下になると、上記第２レンズＬ１２の正の屈折力が強くなり、それを補うために第１レンズ群Ｇ１中の負の屈折力を持つレンズ（第１レンズＬ１１や第３レンズＬ１３）の屈折力が強くなり過ぎてしまい、諸収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式（５）の上限値以上になると、上記第２レンズＬ１２の負の屈折力が強くなり過ぎてしまい、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式（５）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差並びにその他の諸収差を容易に補正可能となる。
　なお、条件式（５）が規定する範囲内で特に下記の条件式
　　　－０．１５＜ｆ１／ｆＧ１２＜０．３０　・・・（５’）
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
　また本ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２枚目のレンズの物体側面の最大有効半径をＨＧ１２Ｆとし、上記２枚目のレンズの物体側面の中心と光軸から高さＨＧ１２Ｆの面上の点とを通り、面の中心を頂点とする球面の曲率半径をｒ’Ｇ１２Ｆとし、上記２枚目のレンズの物体側面の中心と光軸から高さＨＧ１２Ｆ×０．５の面上の点とを通り、面の中心を頂点とする球面の曲率半径をｒ”Ｇ１２Ｆとしたとき、以下の条件式
　　　０．２０＜ＨＧ１２Ｆ×｛(１／ｒ’Ｇ１２Ｆ)－(１／ｒ”Ｇ１２Ｆ)｝　・・・（６）
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式（６）は、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ１２の物体側面について、その最大有効半径と非球面形状との関係を規定したものである。上記第２レンズＬ１２の物体側面の中心近傍と周辺とで、曲率に条件式（６）が規定する範囲で差を持たせることにより、広角端における歪曲収差を良好に補正可能となる。この条件式（６）の下限値以下になると補正不足になり、逆に上限値以上になると補正過剰となるので、いずれも好ましくない。
　なお、条件式（６）が規定する範囲内で特に下記の条件式
　０．２０＜ＨＧ１２Ｆ×｛(１／ｒ’Ｇ１２Ｆ)－(１／ｒ”Ｇ１２Ｆ)｝＜０．５０・・・（６’）
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
　また本ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２枚目のレンズの物体側面の近軸曲率半径をｒＧ１２Ｆとし、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２枚目のレンズの像側面の近軸曲率半径をｒＧ１２Ｒとしたとき、以下の条件式
　　　２．０＜(ｒＧ１２Ｆ＋ｒＧ１２Ｒ)／(ｒＧ１２Ｆ－ｒＧ１２Ｒ)＜３０．０　・・・（７）
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式（７）は、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ１２の形状を規定したものである。この条件式（７）の下限値以下になると、広角端側での歪曲収差が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、望遠端側での球面収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。条件式（７）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、広角端側での歪曲収差および望遠端側での球面収差を良好に補正可能となる。
　なお、条件式（７）が規定する範囲内で特に下記の条件式
　　　２．０＜(ｒＧ１２Ｆ＋ｒＧ１２Ｒ)／(ｒＧ１２Ｆ－ｒＧ１２Ｒ)＜１５．０　・・・（７’）
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
　また本ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１の物体側から１枚目のレンズの物体側面の近軸曲率半径をｒＧ１１Ｆとし、第１レンズ群Ｇ１の物体側から１枚目のレンズの像側面の近軸曲率半径をｒＧ１１Ｒとしたとき、以下の条件式
　　　２．５＜(ｒＧ１１Ｆ＋ｒＧ１１Ｒ)／(ｒＧ１１Ｆ－ｒＧ１１Ｒ)＜１０．０　・・・（８）
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式（８）は、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１１の形状を規定したものである。この条件式（８）の下限値以下になると、広角端側での像面湾曲が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、広角端側での像面湾曲が補正過剰となるので好ましくない。条件式（８）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、広角端側での像面湾曲を適切に補正可能となる。
　なお、条件式（８）が規定する範囲内で特に下記の条件式
　　　２．８＜(ｒＧ１１Ｆ＋ｒＧ１１Ｒ)／(ｒＧ１１Ｆ－ｒＧ１１Ｒ)＜４．０　・・・（８’）
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
　また本ズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２の物体側から１枚目のレンズの焦点距離をｆＧ２１とし、第２レンズ群Ｇ２の物体側から２枚目のレンズの焦点距離をｆＧ２２としたとき、以下の条件式
　　　１．３＜ｆＧ２１ ／ｆＧ２２ ＜３．０　・・・（９）
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式（９）は、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズＬ２１と第２レンズＬ２２について、互いの焦点距離の関係を規定したものである。この条件式（９）の下限値以下になると、球面収差が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、球面収差が補正過剰となるので好ましくない。条件式（９）が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、全変倍域で球面収差を良好に補正可能となる。
　なお、条件式（９）が規定する範囲内で特に下記の条件式
　　　２．０＜ｆＧ２１ ／ｆＧ２２ ＜２．５　・・・（９’）
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
　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１～５のズームレンズのレンズ断面図はそれぞれ図１～５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２～５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１５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２～５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Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１７は、変倍時に変化する面間隔である。Ｄ８は第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔとの間隔であり、Ｄ９は開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２との間隔であり、Ｄ１７は第２レンズ群Ｇ２と光学部材ＰＰとの間隔である。
　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、…１６）の値である。
　　Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１－ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＲＡｍ・ｈｍ
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、…１６）
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　また表１６に、実施例１～５のズームレンズの条件式（1-1）～（1-5）、（２）～（９）に対応する値を示す。ここに示す値は、各条件式が規定している条件つまり文字式の部分の値であり、例えば「条件式（２）」の行には|ｆｗ／ｆ１|の値を示している。また条件式（1-1）～（1-5）については、規定している条件は共通でｆｗ／ｆ２であるので、まとめて「条件式（１）」とした行にｆｗ／ｆ２の値を示してある。なお、この表１６の値はｄ線に関するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　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６（Ａ）～図６（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６（Ｅ）～図６（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ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）およびＣ線（波長６５６．３ｎｍ）に関する収差も示し、倍率色収差図ではｇ線およびＣ線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７（Ａ）～図７（Ｈ）に示し、以下全く同様にして実施例３～５の各収差図をそれぞれ図８～図１０に示す。
　次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１１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１１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、固定の開口絞りＳｔとを有している。なお、図１１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１１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。
　この撮像装置１０は、前述した通りの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、小型化、低コスト化および広角化を達成できるものとなる。
　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 (20)

  1. 　実質的に、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レンズ群とが配列されてなり、
    　前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
    　前記第１レンズ群が実質的に、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、正の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、および正の屈折力を有する第４レンズから構成され、
    　広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
    　　　０．００＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-1）
  2. 　前記焦点距離ｆｗおよびｆ２に関して、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
    　　　０．２０＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-2）
  3. 　前記焦点距離ｆｗおよびｆ２に関して、以下の条件式を満たす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。
    　　　０．３１＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-3）
  4. 　実質的に、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レンズ群とが配列されてなり、
    　前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
    　前記第１レンズ群が実質的に、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、正の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、および正の屈折力を有する第４レンズから構成され、
    　前記第２レンズ群が実質的に４枚のレンズから構成され、
    　広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
    　　　０．００＜ｆｗ／ｆ２＜０．４３　・・・（1-4）
  5. 　前記焦点距離ｆｗおよびｆ２に関して、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
    　　　０．２０＜ｆｗ／ｆ２＜０．４３　・・・（1-5）
  6. 　前記焦点距離ｆｗおよびｆ２に関して、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項４または５に記載のズームレンズ。
    　　　０．３１＜ｆｗ／ｆ２＜０．３５　・・・（1-3）
  7. 　広角端における全系の焦点距離をｆｗとし、第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、以下の条件式を満たす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。
    　　　０．００＜|ｆｗ／ｆ１|＜０．６４　・・・（２）
  8. 　以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
    　　　０．２０＜|ｆｗ／ｆ１|＜０．５０　・・・（２’）
  9. 　第１レンズ群の物体側から２枚目のレンズの焦点距離をｆＧ１２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、以下の条件式を満たす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。
    　　　－０．１１＜ｆｗ／ｆＧ１２＜０．１２　・・・（３）
  10. 　以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項９に記載のズームレンズ。
    　　　－０．０１＜ｆｗ／ｆＧ１２＜０．０６　・・・（３’）
  11. 　第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式を満たす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。
    　　　０．５６＜|ｆ１／ｆ２|＜１．０４　・・・（４）
  12. 　以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１１に記載のズームレンズ。
    　　　０．７０＜|ｆ１／ｆ２|＜０．８０　・・・（４’）
  13. 　第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第１レンズ群の物体側から２枚目のレンズの焦点距離をｆＧ１２としたとき、以下の条件式を満たす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。
    　　　－０．１９＜ｆ１／ｆＧ１２＜０．５０　・・・（５）
  14. 　以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１３に記載のズームレンズ。
    　　　－０．１５＜ｆ１／ｆＧ１２＜０．３０　・・・（５’）
  15. 　第１レンズ群の物体側から２枚目のレンズの物体側面の最大有効半径をＨＧ１２Ｆとし、上記２枚目のレンズの物体側面の中心と光軸から高さＨＧ１２Ｆの面上の点とを通り、面の中心を頂点とする球面の曲率半径をｒ’Ｇ１２Ｆとし、上記２枚目のレンズの物体側面の中心と光軸から高さＨＧ１２Ｆ×０．５の面上の点とを通り、面の中心を頂点とする球面の曲率半径をｒ”Ｇ１２Ｆとしたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    　　　０．２０＜ＨＧ１２Ｆ×｛(１／ｒ’Ｇ１２Ｆ)－(１／ｒ”Ｇ１２Ｆ)｝　・・・（６）
  16. 　以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１５に記載のズームレンズ。
    　　　０．２０＜ＨＧ１２Ｆ×｛(１／ｒ’Ｇ１２Ｆ)－(１／ｒ”Ｇ１２Ｆ)｝＜０．５０・・・（６’）
  17. 　第１レンズ群の物体側から２枚目のレンズの物体側面の近軸曲率半径をｒＧ１２Ｆとし、第１レンズ群の物体側から２枚目のレンズの像側面の近軸曲率半径をｒＧ１２Ｒとしたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    　　　２．０＜(ｒＧ１２Ｆ+ｒＧ１２Ｒ)／(ｒＧ１２Ｆ-ｒＧ１２Ｒ)＜３０．０　・・・（７）
  18. 　第１レンズ群の物体側から１枚目のレンズの物体側面の近軸曲率半径をｒＧ１１Ｆとし、第１レンズ群の物体側から１枚目のレンズの像側面の近軸曲率半径をｒＧ１１Ｒとしたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    　　　２．５＜(ｒＧ１１Ｆ+ｒＧ１１Ｒ)／(ｒＧ１１Ｆ-ｒＧ１１Ｒ)＜１０．０　・・・（８）
  19. 　第２レンズ群の物体側から１枚目のレンズの焦点距離をｆＧ２１とし、第２レンズ群の物体側から２枚目のレンズの焦点距離をｆＧ２２としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
    　　　１．３＜ｆＧ２１ ／ｆＧ２２ ＜３．０　・・・（９）
  20. 　請求項１から１９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。
PCT/JP2012/005381 2011-08-29 2012-08-28 ズームレンズおよび撮像装置 WO2013031186A1 (ja)

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