JP4671635B2

JP4671635B2 - ズームレンズ

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Publication number: JP4671635B2
Application number: JP2004209352A
Authority: JP
Inventors: 洋治久保田
Original assignee: Maxell Finetech Ltd
Current assignee: Maxell Finetech Ltd
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: JP2005173542A

Description

本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を用いた車載用カメラ、監視用カメラ、デジタルカメラ、携帯電話機搭載カメラ等に使用されるメガオーダの高画質に対応した小型で軽量なズームレンズに関するものである。

ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子として、1/3、1/4インチサイズのものが実用化され、これに伴って、カメラ自体も小型化されてきており、これらに組み込まれる撮影レンズはもとよりズームレンズも必然的に小型化、コンパクト化の要求が高まってきている。更に、ＣＣＤなどの受光素子は、ＣＣＤの小型化とは裏腹にメガオーダの高画素化となってきている。このような高画素の受光素子を用いたカメラに使用されるズームレンズも必然的に高い光学性能を発揮できるものでなければならなくなってきた。従来では、この手のズームレンズは高い光学性能を発揮させるために、多数枚のレンズを用いて収差補正を行ってきたのが実情である。

２群ズームレンズとしては、例えば、特許文献１、２に記載されたものがある。これらの２群ズームレンズは、いずれもワイド側からテレ側に変倍するとき、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔を狭めながら、物体側に移動する方式が取られていて、テレ端における光学全長はワイド端のときに比し、相当に長いものとなっている。また、特許文献３に記載されたものは、負正正からなる３群ズームレンズであり、ワイド端の全長とテレ端の全長がほぼ同じである。しかし、２群の第２レンズの肉厚が厚いため、光学全長が比較的長いものとなっている。
特開平８−１２９１３３号公報特開平９−１８４９７９号公報特開２００３−２２２７９８号公報

本発明の課題は、携帯電話機などに搭載するのに適したズームレンズを提案することにある。

すなわち、本発明の課題は、レンズ系の全長をできるだけ短くでき、同時に、ワイド時の第１群レンズの物体側レンズ面から結像面までの全長と、テレ時における第１群レンズの物体側レンズ面から結像面までの全長が、概ね同じになるようにすることのできるズームレンズを提案することにある。

また、本発明の課題は、テレ端とワイド端の中間焦点距離の位置において第１レンズ群をテレまたはワイドの時の位置にまで繰り出すことにより超マクロ撮影（超近接撮影）を可能とし、高精細な画素に対応可能なレンズ枚数の少ない小型で軽量な高倍率のズームレンズを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のズームレンズは、全光学系が３ないし４枚のレンズからなる２群ズームレンズであって、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比率配分によりワイド端のときの光学全長とテレ端の時の光学全長をほぼ同じになるようにしてある。また、第１レンズ群は、変倍に伴う像面位置の変動を補正する作用を有し、必要に応じて距離調節機能を持たせている。第２レンズ群は、第１レンズ群との間に形成される空間距離を光軸に沿って狭めることにより、ワイドからテレに向かって焦点距離が変化するようになっている。さらに、第１レンズ群および第２レンズ群を構成しているレンズのレンズ面のうち、少なくとも一つのレンズ面を非球面とすることにより、光学性能を有利にしている。

なお、各レンズはプラスチックレンズあるいはガラスレンズのいずれとすることも可能であるが、プラスチックレンズとした場合には、加工上、大変都合がよい。また、本発明は２群３枚構成のズームレンズに限定されるものではなく、第１レンズ群が二枚のレンズからなる２群４枚構成、または第２レンズ群の前側レンズが二枚のレンズからなる２群４枚構成のズームレンズに対しても同様に適用できる。

詳細に説明すると、本発明は、
物体側より結像側に向けて負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群がこの順序に配列されてなる２群構成のズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、曲率の大きなレンズ面を物体側に向けた一枚の凹レンズからなり、
前記第２レンズ群は、一枚の凸レンズからなる前側レンズと、一枚の凸レンズからなる後側レンズとが、絞りを介して、一定の間隔を保持した状態で配列された構成となっており、
前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも１つのレンズ面が非球面であり、
以下の条件式（１）〜（７）を満たしていることを特徴としている。
０．５＜ｄｍ／ｆＷ＜３．０（１）
２．０＜ΣｄＷ／ｆＷ＜８．０（２）
０．５＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜２．０（３）
１．０＜ｆ３／ｆ２＜１０．０（４）
｜Ｒ８／Ｒ７｜＜１．０（５）
０．０５＜Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＜０．１（６）
１．０／ｆＷ＜ｄｎ＜３．５／ｆＷ（７）
但し、ｆＷ：全レンズ系のワイド端における合成焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の前側レンズの焦点距離
ｆ３：第２レンズ群の後側レンズの焦点距離
ｆ２３：第２レンズ群の焦点距離
Ｒ７：第２レンズ群の後側レンズの物体側レンズ面の曲率
Ｒ８：第２レンズ群の後側レンズの結像側レンズ面の曲率
ｄｍ：第２レンズ群の前側レンズの物体側レンズ面からから後側レンズの結像側レンズ面までの距離
ｄｎ：第２レンズ群における前側レンズの物体側のレンズ面から像面側のレンズ面までの光軸上の距離
ΣｄＷ：ワイド端における物体側レンズ面から結像面までの光軸上の距離
Ｈ：結像面における最大像高

条件式(１)は、下限の０．５を下回ると軸外の倍率の色収差が補正不足となり、また、ズームの各ポジションにおいて、大きな口径を維持しながらコマ収差や球面収差を安定に保つことができない。次に、上限の３．０を超えると周辺光量の確保が難しくなると同時に、小型化を実現することが困難となる。

条件式(２)は、光学系の大きさを規定するものであり、下限２．０を下回ると各レンズ群のパワーが強くなり、収差の補正が困難となると共にレンズの加工が極めて困難となる。また、上限８．０を超えると各レンズ群のパワーは弱くなり、収差の補正やレンズの加工性には有利であるが、当初の目的である小型化にはそぐわなくなる。

条件式(３)は、ワイド・ポジションとテレ・ポジションにおいて、レンズ系の全長を一定に保つための条件であると共に、ワイドとテレの光学性能を安定にするための条件でもある。

即ち、下限０．５を下回るとワイド側の全長に対してテレ側の全長が短くなると共に、第１レンズ群のパワーが強くなって各収差の補正バランスが取りにくくなる。また、上限の２．０を超えるとテレ側の全長に対してワイド側の全長が短くなると同時に、第２レンズ群のパワーが強くなって各収差の補正バランスが取りにくくなる。従って、この条件式(３)は、この下限および上限の範囲を超えるとワイド端およびテレ端の全長を一致させることができなくなる。

条件式(４)は、各収差のバランスを安定に保つための条件であって、下限の１．０を下回ると軸外の倍率の色収差が補正困難となると共に、小型化が難しくなる。また、上限の１０．０を超えると第２レンズ群の前側レンズのパワーが強くなって各収差を安定的に補正することが難しく、特に、軸外の倍率の色収差が補正過剰となってしまう。

条件式(５)は、各ズーム・ポジションにおける像面湾曲と球面収差のバランスを取るための条件であって、この範囲を超えると周辺の像面が物体側に湾曲し、球面収差とのバランスがとれなくなる。即ち、像面は(−)方向に湾曲し、球面収差は(＋)方向に傾いてしまう。

条件式(６)において、下限０．０５を下回るとレンズ系全体が大型化してしまい、本来の目的とする小型化が達成できなくなると共にズーム系のワイド化が難しくなる。また、上限を超えるとレンズ系の小型化は可能となるが、各レンズ群のパワーが強くなり過ぎて、安定した収差の確保ができなくなる。

条件式（７）において、上限の３．５／ｆＷを超えると全長が長くなり、本来の小型化が達成できなくなる。また、全長を維持した状態では２群のパワーが小さくなるため、ディストーションが大きくなり、更に、ワイド側の像面がオーバーとなって結像性能が満たされなくなる。下限の１／ｆＷを下回ると第２レンズ群の前側レンズのコバ厚が薄くなり生産が困難となってしまう。

次に、本発明は、物体側より結像面に向けて負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群がこの順序に配列されており、前記第１レンズ群は、曲率の大きなレンズ面を物体側に向けた二枚の凹レンズからなり、前記第２レンズ群は、一枚の凸レンズからなる前側レンズと、一枚の凸レンズからなる後側レンズとが、絞りを介して、一定の間隔を保持した状態で配列された構成となっており、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも１つの面が非球面となっている２群構成のズームレンズにも適用できる。

また、本発明は、物体側より結像面に向けて負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群がこの順序に配列されており、前記第１レンズ群は、曲率の大きなレンズ面を物体側に向けた一枚の凹レンズからなり、前記第２レンズ群は、二枚の凸レンズからなる前側レンズと、一枚の凸レンズからなる後側レンズとが、絞りを介して、一定の間隔を保持した状態で配列された構成となっており、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも１つの面が非球面となっている２群構成のズームレンズにも適用できる。

本発明のズームレンズでは、前記第１レンズ群における、ズーミングにおけるワイド端とテレ端での結像面からの距離をほぼ同一にすることができ、スタンダード位置での結像面からの距離を前記ワイド端および前記テレ端での前記距離よりも短くすることができる。また、前記第２レンズ群を、ワイド端からテレ端に向かうに従って前記第１レンズ群との距離が狭まるように光軸に沿って移動させることができる。

また、ズーミングにおける前記スタンダード位置において前記第１レンズ群をテレ端あるいはワイド端の位置とすることにより、超近接撮影を行うことができる。

さらに、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を構成している各レンズを同一材質、特にプラスチックとすれば、加工が簡単になるなどの利点がある。

以上説明したように、本発明のズームレンズは２群３枚構成あるいは２群４枚構成のレンズであり、光学系の全長が１０mm以下と小さいにもかかわらず、２〜３倍の高いズーム比を保持し、メガオーダ相当の高画素に対応することが可能である。よって、本発明によれば、小型でメガオーダの高画素に対応した高倍率のズームレンズを実現できる。

以下に、図面を参照にして、本発明を適用したズームレンズの各実施例を説明する。実施例１〜３のズームレンズは２倍のズームレンズの例であり、実施例４〜６のズームレンズは３倍の高倍率ズームレンズの例である。また、各実施例においては、光学材料を全て同一材料であるプラスチックとしたもの、異なった光学材料、例えば、プラスチックとガラスとを用いた例が含まれている。しかしながら、光学材料を全てガラスとしてもよく、また、各実施例において、使用している材料とは異なる光学材料を用いることも可能である。

図１(a)は実施例１のズームレンズを示す構成図である。本例のズームレンズ１０Ａは、物体側から結像面１１に向かって、第１レンズ群Ｉと第２レンズ群IIがこの順序に配列された構成となっている。第１レンズ群Ｉは一枚の凹レンズ１からなり、第２レンズ群IIは前側レンズ２と後側レンズ３から構成されている。後側レンズ３の物体側近傍には、絞り４が配置され、後側レンズ３と結像面１１の間にはカバーガラス１０が配置されている。

第１レンズ１は、物体側に大きな曲率を有するレンズ面１ａを備えた凹レンズである。第２レンズ群IIの前側レンズ２は一枚の凸レンズ２からなり、後側レンズ３も一枚の凸レンズからなる。これら二枚の凸レンズ２、３は一定の間隔を保持した状態で配列されている。すなわち、ズーミング時において一定の間隔を保持した状態で光軸方向に移動するように構成されている。また、凹レンズ１の両側のレンズ面１ａ、１ｂと、第２レンズ群IIの前側レンズ２の両側のレンズ面２ａ、２ｂと後側レンズ３の両側のレンズ面３ａ、３ｂが非球面とされている。

図１(b)にはズームレンズ１０Ａのズーミングにおける第１レンズ群Ｉおよび第２レンズ群IIの移動軌跡を示してある。第１レンズ群Ｉは、ワイド端Ｗとテレ端Ｔにおける結像面１１からの距離がほぼ同一であり、その中間焦点距離(スタンダード)の位置Ｓにおいてはそれよりも短い。そして、第１レンズ群Ｉはこれらの点を結ぶ曲線状の移動軌跡Ｉａを描くことにより、ズーミングによる焦点面の移動の補正を行っている。これに対して、第２レンズ群IIは、ワイド端Ｗからテレ端Ｔに向かうに従って、第１レンズ群Ｉとの距離が狭まるように、直線状の移動軌跡IIａを描くことにより、変倍を行っている。

また、第１レンズ群Ｉは距離調節機能を有しているが、本例においては、５０cmの有限セットとすることにより、概ね、ワイド端では∞〜１２cm、スタンダードにおいては∞〜１８cm、テレ端においては∞〜２２cmまでを実現させている。

更には、スタンダード位置Ｓにおいて、第１レンズ群Ｉをワイド端Ｗあるいはテレ端Ｔの時点の位置にまで繰り出すことにより、凹レンズ１の物体側のレンズ面１ａから２３mmの超近接撮影(マクロ撮影)を可能としている。

ズームレンズ１０Ａの全光学系のレンズデータは次の通りである。
ワイド端スタンダードテレ端
Ｆナンバー：３．３７４．４０５．４０
焦点距離：２．２５mm ３．４０mm ４．５０mm
ｆ１：−３．１９mm
ｆ２：３．１２５mm
ｆ３：８．３９mm
ｆ２３：２．７０mm
ｄｍ：２．５mm
ΣｄＷ：９．０１６５mm

表１Ａにはズームレンズ１０Ａの各レンズ面のレンズデータを示し、表１Ｂには非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。表１Ａにおいて、ｉは物体側より数えたレンズ面の順番を表し、Ｒはレンズ面の曲率を表し、ｄはレンズ面の距離を表し、Ｎｄは各レンズの屈折率を表し、νｄは各レンズのアッベ数を表す。また、番号ｉに星印が付してあるレンズ面は非球面であることを示す。

レンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＸ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、次式により表すことができる。

なお、各記号の意味および非球面形状を表す式は、後述の実施例２〜６においても同様である。

ズームレンズ１０Ａは条件式(１)〜(７)を満足している。
０．５＜ｄｍ／ｆＷ＜３．０ (１)
２．０＜ΣｄＷ／ｆＷ＜８．０ (２)
０．５＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜２．０ (３)
１．０＜ｆ３／ｆ２＜１０．０ (４)
｜Ｒ８／Ｒ７｜＜１．０ (５)
０．０５＜Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＜０．１ (６)
１．０／ｆＷ＜ｄｎ＜３．５／ｆＷ (７)

即ち、ｄｍ／ｆＷ＝１．１１、ΣｄＷ／ｆＷ＝４．０、｜ｆ１／ｆ２３｜＝１．１６、ｆ３／ｆ２＝２．６９、｜Ｒ８／Ｒ７｜＝０．１９、Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＝０．０９２、０．４４＜ｄｎ＝０．８＜１．５６であり、条件式（１）〜（７）を満足している。なお、Ｈは１．８６７ｍｍである。

図６はズームレンズ１０Ａにおける諸収差を示す収差図である。ＳＡは球面収差を表し、ＡＳは非点収差を表し、Ｔはタンジェンシャル、Ｓはサジタルの像面を表し、ＤＩＳＴはディストーションを表す。これらの記号の意味は、後述の実施例２〜６に対する諸収差を表す収差図においても同様である。

実施例２のズームレンズ２０の構成は実施例１の構成と基本的に同一であるので、図１を転用して説明する。ズームレンズ２０では、物体側から結像面１１に向かって、第１レンズ群Ｉと第２レンズ群IIがこの順序に配列された構成となっている。第１レンズ群Ｉは一枚の凹レンズ１からなる。第２レンズ群IIは、前側レンズ２と後側レンズ３とが絞り４を介して配列された構成となっており、絞り４は後側レンズ３の物体側近傍に配置されている。また、後側レンズ３と結像面１１の間にはカバーガラス１０が配置されている。

ズームレンズ２０におけるズーム方式、距離調節方式、超近接撮影方式（マクロ撮影方式）は実施例１のズームレンズ１０Ａと同様である。

ズームレンズ２０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
ワイド端スタンダードテレ端
Ｆナンバー：３．４６４．４５．３
焦点距離：２．２５mm ３．４０mm ４．５０mm
ｆ１：−３．１９mm
ｆ２：３．２１mm
ｆ３：８．１２７mm
ｆ２３：２．７５mm
ｄｍ：２．４０mm
ΣｄＷ：９．０７５４mm

表２Ａはズームレンズ２０の各レンズ面のレンズデータを示し、表２Ｂは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

ズームレンズ２０においては、ｄｍ／ｆＷ＝１．０７、ΣｄＷ／ｆＷ＝４．０、｜ｆ１／ｆ２３｜＝１．１６、ｆ３／ｆ２＝２．５３、｜Ｒ８／Ｒ７｜＝０．００３、Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＝０．０９、０．４５＜ｄｎ＝０．８＜１．５６であるので、前述の条件式（１）〜（７）を満足している。なお、Ｈは１．８３５ｍｍである。

図７は実施例２のズームレンズ２０における諸収差を示す収差図である。

図２(a)は実施例３に係るズームレンズ３０の構成図である。ズームレンズ３０は、物体側より結像面１１に向かって、第１レンズ群Ｉ、第２レンズ群IIおよびカバーガラス１０がこの順序で配列された構成となっている。第１レンズ群Ｉは一枚の凹レンズ１からなり、この凹レンズ１は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとされている。第２レンズ群IIは前側レンズ２および後側レンズ３と、これらの間に配置した絞り４とを備えている。前側レンズ２は一枚の凸レンズからなり、後側レンズ３も一枚の凸レンズからなる。これらの凸レンズは一定の間隔を保持した状態で配列されている。

本例では、凹レンズ１の両側のレンズ面１ａ、１ｂと、前側レンズ２の両側のレンズ面２ａ、２ｂと、後側レンズ３の両側のレンズ面３ａ、３ｂが共に非球面とされている。

ズームレンズ３０におけるズーム方式、距離調節方式、マクロ撮影方式は、図２(ｂ)に示すように、実施例１のズームレンズ１０Ａの場合と同様である。

ズームレンズ３０の全光学系のレンズデータは、次の通りである。
ワイド端スタンダードテレ端
Ｆナンバー：３．０３．９４．８
焦点距離：２．１４mm ３．２４mm ４．２８mm
ｆ１：−３．０５８mm
ｆ２：２．７１mm
ｆ２３：２．７０６mm
ｆ３：８．２２４mm
ｄｍ：２．４５mm
ΣｄＷ：８．４５６５mm

表３Ａはズームレンズ３０の各レンズ面のレンズデータを示し、表３Ｂは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

ズームレンズ３０においては、ｄｍ／ｆＷ＝１．１５、ΣｄＷ／ｆＷ＝３．９５、｜ｆ１／ｆ２３｜＝１．１３、ｆ３／ｆ２＝３．０、｜Ｒ８／Ｒ７｜＝０．７９、Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＝０．０７、０．４７＜ｄｎ＝０．８＜１．６４であり、前述の条件式（１）〜（７）を満足している。なお、Ｈは１．２６７ｍｍである。

図８はズームレンズ３０の諸収差を表す収差図である。

実施例４に係るズームレンズ４０の基本構成は実施例３のズームレンズ３０と同一であるので、図２を転用して説明する。ズームレンズ４０は、物体側より結像面１１に向かって、第１レンズ群Ｉ、第２レンズ群IIおよびカバーガラス１０がこの順序で配列された構成となっている。第１レンズ群Ｉは一枚の凹レンズ１からなり、この凹レンズ１は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとされている。第２レンズ群IIは前側レンズ２および後側レンズ３と、これらの間に配置した絞り４とを備えている。前側レンズ２は一枚の凸レンズからなり、後側レンズ３も一枚の凸レンズからなる。これらの凸レンズは一定の間隔を保持した状態で配列されている。

ズームレンズ４０におけるズーム方式、距離調節方式、マクロ撮影方式は、実施例１のズームレンズ１０Ａの場合と同様である。

ズームレンズ４０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
ワイド端スタンダードテレ端
Ｆナンバー：３．０４．６６．３
焦点距離：１．５４ｍｍ３．０ｍｍ４．６２ｍｍ
ｆ１：−２．６７ｍｍ
ｆ２：２．６６ｍｍ
ｆ３：７．８１ｍｍ
ｆ２３：２．７１ｍｍ
ｄｍ：２．５９ｍｍ
ΣｄＷ：９．１７６ｍｍ

表４Ａはズームレンズ４０の各レンズ面のレンズデータを示し、表４Ｂは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

ズームレンズ４０では、ｄｍ／ｆＷ＝１．６８、ΣｄＷ／ｆＷ＝５．９６、｜ｆ１／ｆ２３｜＝０．９８、ｆ３／ｆ２＝２．９４、｜Ｒ８／Ｒ７｜＝０．７８、Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＝０．０９、０．６５＜ｄｎ＝０．７５＜２．２７であり、前述の条件式（１）〜（７）を満足している。なお、Ｈは１．２７２ｍｍである。

図９はズームレンズ４０の諸収差を表す収差図である。

図３(a)は実施例５に係るズームレンズを示す構成図である。実施例５のズームレンズ５０は、物体側より結像面１１に向かって、第１レンズ群Ｉ、第２レンズ群IIおよびカバーガラス１０がこの順序で配列された構成となっている。第１レンズ群Ｉは一枚の凹レンズからなり、この凹レンズ１は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとされている。第２レンズ群IIは前側レンズ２および後側レンズ３と、これらの間に配置した絞り４とを備えている。前側レンズ２は一枚の凸レンズからなり、後側レンズ３も一枚の凸レンズからなっている。これらの第２レンズ群IIは一定の間隔を保持した状態で配列されている。

ズームレンズ５０におけるズーム方式、距離調節方式、マクロ撮影方式は、図３(b)に示すように、実施例１のズームレンズ１０Ａの場合と同様である。

ズームレンズ５０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
ワイド端スタンダードテレ端
Ｆナンバー：３．０４．４６．４
焦点距離：１．５０３ｍｍ２．６３ｍｍ４．４７ｍｍ
ｆ１：−２．６０ｍｍ
ｆ２：２．４６６ｍｍ
ｆ３：９．３９ｍｍ
ｆ２３：２．６５ｍｍ
ｄｍ：２．５１４ｍｍ
ΣｄＷ：９．２８９ｍｍ

表５Ａにはズームレンズ５０の各レンズ面のレンズデータを示し、表５Ｂには非球面とされるレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

ズームレンズ５０において、ｄｍ／ｆＷ＝１．６７、ΣｄＷ／ｆＷ＝６．１８、｜ｆ１／ｆ２３｜＝０．９８、ｆ３／ｆ２＝３．８１、｜Ｒ８／Ｒ７｜＝０．９０、Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＝０．０９３、０．６７＜ｄｎ＝０．９５＜２．３３であり、前述の条件式（１）〜（７）を満足している。なお、Ｈは１．２９８ｍｍである。

図１０はズームレンズ５０の諸収差を表す収差図である。

実施例６に係るズームレンズ６０の基本構成は実施例５のズームレンズ５０の構成とほぼ同一であるので、図３を転用して説明する。ズームレンズ６０は、物体側より結像面１１に向かって、第１レンズ群Ｉ、第２レンズ群II、およびカバーガラス１０がこの順序に配列された構成となっている。第１レンズ群Ｉは一枚の凹レンズ１からなり、この凹レンズ１は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとされている。第２レンズ群IIは前側レンズ２および後側レンズ３と、これらの間に配置した絞り４とを備えている。前側レンズ２は一枚の凸レンズからなり、後側レンズ３も一枚の凸レンズからなる。第２レンズ群IIは一定の間隔を保持した状態で配列されている。

本例では、凹レンズ１の両側のレンズ面１ａ、１ｂと、前側レンズ２の両側のレンズ面２ａ、２ｂと、後側レンズ３の両側のレンズ面３ａ、３ｂが共に非球面とされている。ズームレンズ６０におけるズーム方式、距離調節方式、マクロ撮影方式は、実施例１のズームレンズ１０Ａの場合と同様である。

ズームレンズ６０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
ワイド端スタンダードテレ端
Ｆナンバー：２．８３．８５．８
焦点距離：１．５６５ｍｍ２．６３ｍｍ４．６７ｍｍ
ｆ１（１ａ＋１ｂ）：−２．７０５ｍｍ
ｆ２：２．４２ｍｍ
ｆ３：１０．２７ｍｍ
ｆ２３：２．６３ｍｍ
ｄｍ：２．５１４ｍｍ
ΣｄＷ：９．２０９ｍｍ

表６Ａにはズームレンズ６０の各レンズ面のレンズデータを示し、表６Ｂには非球面とされるレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

ズームレンズ６０において、ｄｍ／ｆＷ＝１．６１、ΣｄＷ／ｆＷ＝５．８８、｜ｆ１／ｆ２３｜＝１．０３、ｆ３／ｆ２＝４．２４、｜Ｒ８／Ｒ７｜＝０．９３、Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＝０．０７、０．６４＜ｄｎ＝０．９５＜２．２４であり、前述の条件式（１）〜（７）を満足している。なお、Ｈは１．００９ｍｍである。

図１１はズームレンズ６０の諸収差を表す収差図である。

図４(a)は実施例７に係るズームレンズを示す構成図である。実施例７のズームレンズ７０は、第１レンズ群Ｉの凹レンズのパワーを２分割して、３倍のズームレンズとしたものである。

ズームレンズ７０は、物体側から結像面１１に向けて、第１レンズ群Ｉおよび第２レンズ群IIと、カバーガラス１０とがこの順序で配列された構成となっている。第１レンズ群Ｉは二枚の凹レンズ１０１、１０２を備えており、これらの凹レンズ１０１、１０２は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IIは正のパワーを有する前側レンズ２と後側レンズ３とを備えており、これらのレンズ２、３の間に絞り４が配置されている。前側レンズ２は一枚の凸レンズからなり、後側レンズ３も一枚の凸レンズからなり、これらの凸レンズ２、３は一定の間隔を保持するように構成されている。また、第１レンズ群Ｉの凹レンズ１０１の物体側のレンズ面１０１ａと、第１レンズ群Ｉの凹レンズ１０２の両側のレンズ面１０２ａ、１０２ｂと、第２レンズ群IIの前側レンズ２の両側のレンズ面２ａ、２ｂと、後側レンズ３の両側のレンズ面３ａ、３ｂが非球面とされている。

ズームレンズ７０のズーム方式、距離調節方式、マクロ撮影方式も、図２(b)に示すように、実施例１のズームレンズ１０Ａと同様である。

ズームレンズ７０の全光学系のレンズデータは次の通りである。
ワイド端スタンダードテレ端
Ｆナンバー：２．８４．０５．６
焦点距離：１．５４mm ２．９８mm ４．６２mm
ｆ１(1a＋1b)：−２．６６mm
ｆ２：２．５８mm
ｆ３：１３．１５５mm
ｆ２３：２．７２mm
ｄｍ：２．８４mm
ΣｄＷ：１０．３４mm

表７Ａにはズームレンズ５０の各レンズ面のレンズデータを示し、表７Ｂには非球面とされるレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

ズームレンズ７０において、ｄｍ／ｆＷ＝１．８５、ΣｄＷ／ｆＷ＝６．７２、｜ｆ１／ｆ２３｜＝０．９８、ｆ３／ｆ２＝５．１、｜Ｒ８／Ｒ７｜＝０．８、Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＝０．０８、０．６５＜ｄｎ＝０．９＜２．２７であり、前述の条件式（１）〜（７）を満足している。なお、Ｈは１．２７３ｍｍである。

図１２はズームレンズ７０の諸収差を表す収差図である。

図５(a)は実施例８に係るズームレンズの構成図である。実施例８のズームレンズ８０は、第２レンズ群の前側レンズを２分割して２群４枚構成とし、３倍ズームレンズとしたものである。

ズームレンズ８０は、物体側より結像面１１に向かって、第１レンズ群Ｉと第２レンズ群IIとカバーガラス１０がこの順序で配列された構成となっている。第１レンズ群Ｉは、一枚の凹レンズ１からなり、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとされている。第２レンズ群IIは、前側レンズ２と後側レンズ３を有し、これらの間には、後側レンズ３の近傍に配置した絞り４が位置している。前側レンズ２は二枚の凸レンズ２０１、２０２を備えており、後側レンズ３は一枚の凸レンズからなっている。本例では、第１レンズ群Ｉの凹レンズ１の両側のレンズ面１ａ、１ｂと、第２レンズ群IIの前側レンズ２の凸レンズ２０１の両側のレンズ面２０１ａ、２０１ｂと、前側レンズ２の凸レンズ２０２の物体側のレンズ面２０２ａと、後側レンズ３の両側のレンズ面３ａ、３ｂが非球面となっている。

ズームレンズ８０のズーム方式、距離調節方式、マクロ撮影方式もまた、図５(b)に示すように、実施例１のズームレンズ１０Ａと同様である。

ズームレンズ８０に対する全光学系のレンズデータは次の通りである。
ワイド端スタンダードテレ端
Ｆナンバー：２．８３．９５．４
焦点距離：１．５４３ｍｍ３．０ｍｍ４．６５ｍｍ
ｆ１：−２．６９ｍｍ
ｆ２（２ａ＋２ｂ）：２．５４ｍｍ
ｆ３：８．０３ｍｍ
ｆ２３：２．６９ｍｍ
ｄｍ：２．７９ｍｍ
ΣｄＷ：９．１６６ｍｍ

表８Ａにはズームレンズ８０の各レンズ面のレンズデータを示し、表８Ｂには非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。

ズームレンズ８０において、ｄｍ／ｆＷ＝１．８１、ΣｄＷ／ｆＷ＝５．９４、｜ｆ１／ｆ２３｜＝１．０、ｆ３／ｆ２＝３．１６、｜Ｒ８／Ｒ７｜＝０．８３、Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＝０．０９、０．６５＜ｄｎ＝１．３５＜２．２７であり、条件式（１）〜（７）を満足している。なお、Ｈは１．２７３ｍｍである。

図１３はズームレンズ８０の諸収差を表す収差図である。

本発明の実施例１および２のズームレンズの構成図、および第１レンズ群および第２レンズ群の移動軌跡を示す説明図である。本発明の実施例３および４のズームレンズの構成図、および第１レンズ群および第２レンズ群の移動軌跡を示す説明図である。本発明の実施例５および６のズームレンズの構成図、および第１レンズ群および第２レンズ群の移動軌跡を示す説明図である。本発明の実施例７のズームレンズの構成図、および第１レンズ群および第２レンズ群の移動軌跡を示す説明図である。本発明の実施例８のズームレンズの構成図、および第１レンズ群および第２レンズ群の移動軌跡を示す説明図である。本発明の実施例１のズームレンズ１０Ａの収差図である。本発明の実施例２のズームレンズ２０の収差図である。本発明の実施例３のズームレンズ３０の収差図である。本発明の実施例４のズームレンズ４０の収差図である。本発明の実施例５のズームレンズ５０の収差図である。本発明の実施例６のズームレンズ６０の収差図である。本発明の実施例７のズームレンズ７０の収差図である。本発明の実施例８のズームレンズ８０の収差図である。

符号の説明

１０Ａ、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０ズームレンズ
Ｉ第１レンズ群
II 第２レンズ群
１、１０１、１０２凹レンズ
２前側レンズ
２０１、２０２凸レンズ
３後側レンズ
４絞り
１０カバーガラス
１１結像面
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８各レンズ面の曲率
ｄ１、ｄ３、ｄ５、ｄ７各レンズの肉厚
ｄ２、ｄ４、ｄ６各レンズ間の空気間隔

Claims

物体側より結像側に向けて負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群がこの順序に配列されてなる２群構成のズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、曲率の大きなレンズ面を物体側に向けた一枚の凹レンズからなり、
前記第２レンズ群は、一枚の凸レンズからなる前側レンズと、一枚の凸レンズからなる後側レンズとが、絞りを介して、一定の間隔を保持した状態で配列された構成となっており、
前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも１つのレンズ面が非球面であり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記前側レンズの焦点距離をｆ２、前記後側レンズの焦点距離をｆ３、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２３とし、前記後側レンズにおける物体側のレンズ面の曲率をＲ７、結像側のレンズ面の曲率をＲ８とし、前記前側レンズの肉厚をｄｎ、前記前側レンズの物体側のレンズ面から前記後側レンズの結像側のレンズ面までの距離をｄｍ、ワイド端の合成焦点距離をｆＷとし、ワイド時における前記第１レンズ群の物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離をΣｄＷ、最大像高をＨとするとき、以下の条件式を満たしているズームレンズ。
０．５＜ｄｍ／ｆＷ＜３．０（１）
２．０＜ΣｄＷ／ｆＷ＜８．０（２）
０．５＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜２．０（３）
１．０＜ｆ３／ｆ２＜１０．０（４）
｜Ｒ８／Ｒ７｜＜１．０（５）
０．０５＜Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＜０．１（６）
１．０／ｆＷ＜ｄｎ＜３．５／ｆＷ（７）
物体側より結像面に向けて負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群がこの順序に配列されてなる２群構成のズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、曲率の大きなレンズ面を物体側に向けた二枚の凹レンズからなり、
前記第２レンズ群は、一枚の凸レンズからなる前側レンズと、一枚の凸レンズからなる後側レンズとが、絞りを介して、一定の間隔を保持した状態で配列された構成となっており、
前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも１つの面が非球面であり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記前側レンズの焦点距離をｆ２、前記後側レンズの焦点距離をｆ３、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２３とし、前記後側レンズにおける物体側のレンズ面の曲率をＲ７、結像側のレンズ面の曲率をＲ８とし、前記前側レンズの肉厚をｄｎ、前記前側レンズの物体側のレンズ面から前記後側レンズの結像側のレンズ面までの距離をｄｍ、ワイド端の合成焦点距離をｆＷとし、ワイド時における前記第１レンズ群の物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離をΣｄＷ、最大像高をＨとするとき、以下の条件式を満たしているズームレンズ。
０．５＜ｄｍ／ｆＷ＜３．０（１）
２．０＜ΣｄＷ／ｆＷ＜８．０（２）
０．５＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜２．０（３）
１．０＜ｆ３／ｆ２＜１０．０（４）
｜Ｒ８／Ｒ７｜＜１．０（５）
０．０５＜Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＜０．１（６）
１．０／ｆＷ＜ｄｎ＜３．５／ｆＷ（７）
物体側より結像面に向けて負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群がこの順序に配列されてなる２群構成のズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、曲率の大きなレンズ面を物体側に向けた一枚の凹レンズからなり、
前記第２レンズ群は、二枚の凸レンズからなる前側レンズと、一枚の凸レンズからなる後側レンズとが、絞りを介して、一定の間隔を保持した状態で配列された構成となっており、
前記第１レンズ群および前記第２レンズ群を構成しているレンズにおけるレンズ面のうち、少なくとも１つの面が非球面であり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記前側レンズの焦点距離をｆ２、前記後側レンズの焦点距離をｆ３、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２３とし、前記後側レンズにおける物体側のレンズ面の曲率をＲ７、結像側のレンズ面の曲率をＲ８とし、前記前側レンズにおける物体側に位置する前記凸レンズの物体側のレンズ面から像面側に位置する前記凸レンズの像面側のレンズ面までの光軸上の距離をｄｎ、前記前側レンズの物体側のレンズ面から前記後側レンズの結像側のレンズ面までの距離をｄｍ、ワイド端の合成焦点距離をｆＷとし、ワイド時における前記第１レンズ群の物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離をΣｄＷ、最大像高をＨとするとき、以下の条件式を満たしているズームレンズ。
０．５＜ｄｍ／ｆＷ＜３．０（１）
２．０＜ΣｄＷ／ｆＷ＜８．０（２）
０．５＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜２．０（３）
１．０＜ｆ３／ｆ２＜１０．０（４）
｜Ｒ８／Ｒ７｜＜１．０（５）
０．０５＜Ｈ／ｆＷ／ΣｄＷ＜０．１（６）
１．０／ｆＷ＜ｄｎ＜３．５／ｆＷ（７）
請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記第１レンズ群は、ズーミングにおけるワイド端とテレ端での結像面からの距離がほぼ同一であり、スタンダード位置での結像面からの距離が前記ワイド端および前記テレ端での前記距離よりも短く、
前記第２レンズ群は、ワイド端からテレ端に向かうに従って前記第１レンズ群との距離が狭まるようになっているズームレンズ。
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
超近接撮影を行うために、ズーミングにおける前記スタンダード位置において前記第１レンズ群がテレ端あるいはワイド端の位置とされるズームレンズ。