(57)【要約】【課題】変倍光学系において、広角と高倍率を両立させながら、小型かつ安価に構成可能で、可視域から近赤外域にわたる広い波長域で使用可能であり、高性能である。【解決手段】変倍光学系は、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）とを備え、変倍時に第１レンズ群（Ｇ１）と第２レンズ群（Ｇ２）との光軸方向の間隔が変化する。第１レンズ群（Ｇ１）の最も像側に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズが配置され、該負メニスカスレンズの光軸上の厚さをｄ５とし、該負メニスカスレンズと該負メニスカスレンズの物体側直前のレンズとの軸上空気間隔をｄ４５としたとき、下記条件式（１）を満足する。      ０．５＜ｄ４５／ｄ５＜３．０  …  （１）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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レンズ群とからなり、変倍時に前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との光軸方向の間隔が変化する変倍光学系であって、
前記第１レンズ群の最も像側に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズが配置され、
該負メニスカスレンズの光軸上の厚さをｄ５とし、該負メニスカスレンズと該負メニスカスレンズの物体側直前のレンズとの軸上空気間隔をｄ４５としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とする変倍光学系。
０．５＜ｄ４５／ｄ５＜３．０  …  （１）
【請求項２】
前記第１レンズ群の最も物体側の面から前記第１レンズ群の最も像側の面までの光軸上の厚さをＬＧ１としたとき、下記条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
０．０５＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．１５  …  （２）
【請求項３】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１とし、前記第１レンズ群の前記負メニスカスレンズの焦点距離をｆ５としたとき、下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の変倍光学系。
５．５＜ｆ５／ｆＧ１＜１２．０  …  （３）
【請求項４】
下記条件式（１−１）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の変倍光学系。
０．８８＜ｄ４５／ｄ５＜１．８２  …  （１−１）
【請求項５】
前記第１レンズ群の最も物体側の面から前記第１レンズ群の最も像側の面までの光軸上の厚さをＬＧ１としたとき、下記条件式（２−１）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の変倍光学系。
０．０５＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．１  …  （２−１）
【請求項６】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１とし、前記第１レンズ群の前記負メニスカスレンズの焦点距離をｆ５としたとき、下記条件式（３−１）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の変倍光学系。
５．５＜ｆ５／ｆＧ１＜９．３  …  （３−１）
【請求項７】
下記条件式（１−２）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の変倍光学系。
１．１＜ｄ４５／ｄ５＜１．４  …  （１−２）
【請求項８】
前記第１レンズ群の最も物体側の面から前記第１レンズ群の最も像側の面までの光軸上の厚さをＬＧ１としたとき、下記条件式（２−２）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の変倍光学系。
０．０６＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．０８  …  （２−２）
【請求項９】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１とし、前記第１レンズ群の前記負メニスカスレンズの焦点距離をｆ５としたとき、下記条件式（３−２）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の変倍光学系。
７．５＜ｆ５／ｆＧ１＜８．５  …  （３−２）
【請求項１０】
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レンズ群とからなり、変倍時に前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との光軸方向の間隔が変化する変倍光学系であって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズと、物体側より像側の面の曲率半径の絶対値が小さく、像側に凹面を向けた負の第２レンズと、負の第３レンズおよび正の第４レンズが接合された接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第５レンズとからなることを特徴とする変倍光学系。
【請求項１１】
前記第２レンズの物体側の面の曲率半径をＲ３とし、前記第２レンズの像側の面の曲率半径をＲ４としたとき、下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１０に記載の変倍光学系。
０．８＜（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）＜１．５  …  （４）
【請求項１２】
下記条件式（４−１）を満足することを特徴とする請求項１１に記載の変倍光学系。
０．９＜（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）＜１．２  …  （４−１）
【請求項１３】
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レンズ群とからなり、変倍時に前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との光軸方向の間隔が変化する変倍光学系であって、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正の第６レンズと、負の第７レンズと、正の第８レンズと、負の第９レンズおよび正の第１０レンズが接合された接合レンズとからなり、
前記第６レンズ、前記第８レンズ、前記第１０レンズの３枚の正レンズは全て両凸レンズであり、
前記第２レンズ群の前記３枚の正レンズのうち少なくとも２枚のレンズは、ｄ線におけるアッベ数をνｄとし、ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線における屈折率をそれぞれＮｇ、Ｎｄ、ＮＦ、ＮＣとし、ｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦをθｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義したとき、下記条件式（５）、（６）を満足することを特徴とする変倍光学系。
８０．０＜νｄ  …  （５）
０．５３０＜θｇＦ  …  （６）
【請求項１４】
前記第７レンズのｄ線におけるアッベ数、焦点距離をそれぞれνｄ７、ｆ７とし、前記第９レンズのｄ線におけるアッベ数、焦点距離をそれぞれνｄ９、ｆ９としたとき、下記条件式（７）〜（９）を満足することを特徴とする請求項１３に記載の変倍光学系。
６０．０＜νｄ７＋νｄ９＜８５．０  …  （７）
νｄ７＞νｄ９  …  （８）
２．０＜ｆ７／ｆ９＜４．５  …  （９）
【請求項１５】
下記条件式（７−１）、（８）、（９−１）を満足することを特徴とする請求項１４に記載の変倍光学系。
６５．０＜νｄ７＋νｄ９＜８０．０  …  （７−１）
νｄ７＞νｄ９  …  （８）
２．０＜ｆ７／ｆ９＜３．６  …  （９−１）
【請求項１６】
広角端から望遠端への変倍率が、２．６倍以上であることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の変倍光学系。
【請求項１７】
前記第２レンズ群の最も物体側のレンズが非球面レンズであり、全系における他のレンズは全て球面レンズであることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の変倍光学系。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の変倍光学系を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラや電子スチルカメラ等に用いられる変倍光学系および撮像装置に関し、特に監視カメラ用途として好適で、可視域から近赤外域にわたる広い波長域で使用可能な変倍光学系および該変倍光学系を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、防犯や記録等の目的で監視カメラが用いられている。このような監視カメラ用の光学系としては、小型で安価に構成可能で、低照度の撮影条件下でも被写体を特定できるように大口径比であり、かつ、広い範囲を撮影可能なように広角であり、高い光学性能を有することが要求される。さらに、近年では変倍機能付きの監視カメラの需要が高まっていることから、変倍光学系が主流になりつつあり、高変倍比であることも求められている。【０００３】
また、昼夜兼用の監視カメラ用途では、無人の施設に設置し、昼間は可視光、夜間は近赤外光による撮影が行われることが多いため、可視域から近赤外域にわたる広い波長域で色収差が良好に補正されていることが求められ、特に軸上色収差が良好に補正されていることが求められる。【０００４】
上記分野のカメラ用ズームレンズとしては、例えば、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群とからなる２群構成のものが従来知られている（下記特許文献１〜３参照）。特許文献１には、第１レンズ群が、物体側から順に、負レンズと、負レンズと、負レンズと、正レンズおよび負レンズが接合された接合レンズとからなるズームレンズが記載されている。特許文献２には、第１レンズ群が、物体側から順に、負レンズと、負レンズと、負レンズと、正レンズと、負レンズとからなり、第１レンズ群の最も像側に両凹レンズを配置したズームレンズが記載されている。特許文献３には、第１レンズ群が、物体側から順に、負レンズと、負レンズと、負レンズと、正レンズと、正レンズとからなるズームレンズが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９４３７１号公報
【特許文献２】特開２００９−２７１１６５号公報
【特許文献３】特開２００８−２１６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の２群構成のズームレンズはともに、全画角が１８０°程度あるが、変倍比が低く、近年の要望を満たすものとはいえない。特許文献３に記載のズームレンズは、全画角が１２０°程度しかなく、さらに非球面レンズを２枚以上使用しているためコスト的に不利である。また、特許文献１〜３に記載のズームレンズは、必ずしも可視域から近赤外域にわたる広い波長域での使用を想定したものではない。【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、広角と高倍率を両立させながら、小型かつ安価に構成可能で、可視域から近赤外域にわたる広い波長域で使用可能な高性能の変倍光学系および該変倍光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の変倍光学系は、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レンズ群とからなり、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群との光軸方向の間隔が変化する変倍光学系であって、第１レンズ群の最も像側に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズが配置され、該負メニスカスレンズの光軸上の厚さをｄ５とし、該負メニスカスレンズと該負メニスカスレンズの物体側直前のレンズとの軸上空気間隔をｄ４５としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
０．５＜ｄ４５／ｄ５＜３．０  …  （１）【０００９】
本発明の第１の変倍光学系においては、上記条件式（１）に代わり、下記条件式（１−１）を満足することがより好ましく、下記条件式（１−２）を満足することがさらにより好ましい。
０．８８＜ｄ４５／ｄ５＜１．８２  …  （１−１）
１．１＜ｄ４５／ｄ５＜１．４  …  （１−２）【００１０】
本発明の第１の変倍光学系においては、第１レンズ群の最も物体側の面から第１レンズ群の最も像側の面までの光軸上の厚さをＬＧ１としたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましく、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましく、下記条件式（２−２）を満足することがさらにより好ましい。
０．０５＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．１５  …  （２）
０．０５＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．１  …  （２−１）
０．０６＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．０８  …  （２−２）【００１１】
本発明の第１の変倍光学系においては、第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１とし、第１レンズ群の最も像側の負メニスカスレンズの焦点距離をｆ５としたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましく、下記条件式（３−２）を満足することがさらにより好ましい。
５．５＜ｆ５／ｆＧ１＜１２．０  …  （３）
５．５＜ｆ５／ｆＧ１＜９．３  …  （３−１）
７．５＜ｆ５／ｆＧ１＜８．５  …  （３−２）【００１２】
本発明の第２の変倍光学系は、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レンズ群とからなり、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群との光軸方向の間隔が変化する変倍光学系であって、第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズと、物体側より像側の面の曲率半径の絶対値が小さく、像側に凹面を向けた負の第２レンズと、負の第３レンズおよび正の第４レンズが接合された接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第５レンズとからなることを特徴とするものである。【００１３】
本発明の第２の変倍光学系においては、第２レンズの物体側の面の曲率半径をＲ３とし、第２レンズの像側の面の曲率半径をＲ４としたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０．８＜（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）＜１．５  …  （４）
０．９＜（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）＜１．２  …  （４−１）【００１４】
本発明の第３の変倍光学系は、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レンズ群とからなり、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群との光軸方向の間隔が変化する変倍光学系であって、第２レンズ群は、物体側から順に、正の第６レンズと、負の第７レンズと、正の第８レンズと、負の第９レンズおよび正の第１０レンズが接合された接合レンズとからなり、第６レンズ、第８レンズ、第１０レンズの３枚の正レンズは全て両凸レンズであり、第２レンズ群のこれら３枚の正レンズのうち少なくとも２枚のレンズは、ｄ線におけるアッベ数をνｄとし、ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線における屈折率をそれぞれＮｇ、Ｎｄ、ＮＦ、ＮＣとし、ｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦをθｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義したとき、下記条件式（５）、（６）を満足することを特徴とするものである。
８０．０＜νｄ  …  （５）
０．５３０＜θｇＦ  …  （６）【００１５】
本発明の第３の変倍光学系においては、第７レンズのｄ線におけるアッベ数、焦点距離をそれぞれνｄ７、ｆ７とし、第９レンズのｄ線におけるアッベ数、焦点距離をそれぞれνｄ９、ｆ９としたとき、下記条件式（７）〜（９）を満足することが好ましい。
６０．０＜νｄ７＋νｄ９＜８５．０  …  （７）
νｄ７＞νｄ９  …  （８）
２．０＜ｆ７／ｆ９＜４．５  …  （９）【００１６】
本発明の第３の変倍光学系においては、上記条件式（７）に代わり、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
６５．０＜νｄ７＋νｄ９＜８０．０  …  （７−１）【００１７】
本発明の第３の変倍光学系においては、上記条件式（９）に代わり、下記条件式（９−１）を満足することがより好ましい。
２．０＜ｆ７／ｆ９＜３．６  …  （９−１）【００１８】
本発明の第１〜第３の変倍光学系においては、広角端から望遠端への変倍率が、２．６倍以上であることが好ましい。【００１９】
本発明の第１〜第３の変倍光学系においては、第２レンズ群の最も物体側のレンズが非球面レンズであり、全系における他のレンズは全て球面レンズであることが好ましい。【００２０】
なお、上記本発明の変倍光学系における「〜とからなり」、「〜とからなる」は、実質的なことを意味するものであり、本発明の変倍光学系は、構成要件として挙げたレンズ群やレンズ以外に、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、等を含んでもよいものとする。【００２１】
なお、上記本発明の変倍光学系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。【００２２】
なお、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた形状のものを正とし、像側に凸面を向けた形状のものを負とすることにする。【００２３】
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の変倍光学系を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の第１の変倍光学系は、物体側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群とからなり、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群の光軸方向の間隔が変化する変倍光学系において、第１レンズ群の最も像側に物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズを配置し、この負メニスカスレンズの中心厚と、この負メニスカスレンズの物体側直前の空気間隔との比を好適に設定しているため、広角と高倍率を両立させながら、小型かつ安価に構成可能で、可視域から近赤外域にわたる広帯域において色収差を良好に補正可能で、高性能の変倍光学系を実現することができる。【００２５】
本発明の第２の変倍光学系は、物体側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群とからなり、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群の光軸方向の間隔が変化する変倍光学系において、第１レンズ群を構成する各レンズの屈折力や形状を詳細に好適に設定しているため、広角と高倍率を両立させながら、小型かつ安価に構成可能で、可視域から近赤外域にわたる広帯域において色収差を良好に補正可能で、高性能の変倍光学系を実現することができる。【００２６】
本発明の第３の変倍光学系は、物体側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群とからなり、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群の光軸方向の間隔が変化する変倍光学系において、第２レンズ群を構成する各レンズの屈折力や形状を好適に設定し、さらに第２レンズ群の正レンズに関する分散特性を好適に設定しているため、広角と高倍率を両立させながら、小型かつ安価に構成可能で、可視域から近赤外域にわたる広帯域において色収差を良好に補正可能で、高性能の変倍光学系を実現することができる。【００２７】
本発明の撮像装置は、本発明の変倍光学系を備えているため、小型で安価に構成でき、広い画角および高い倍率での撮像が可能であり、可視域から近赤外域にわたる広帯域で良好な映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例１の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｈ）は本発明の実施例１の変倍光学系の各収差図
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例２の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｈ）は本発明の実施例２の変倍光学系の各収差図
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例３の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｈ）は本発明の実施例３の変倍光学系の各収差図
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例４の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｈ）は本発明の実施例４の変倍光学系の各収差図
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例５の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｈ）は本発明の実施例５の変倍光学系の各収差図
【図１１】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例６の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｈ）は本発明の実施例６の変倍光学系の各収差図
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例７の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｈ）は本発明の実施例７の変倍光学系の各収差図
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例８の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｈ）は本発明の実施例８の変倍光学系の各収差図
【図１７】図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例９の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図１８】図１８（Ａ）〜図１８（Ｈ）は本発明の実施例９の変倍光学系の各収差図
【図１９】図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例１０の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図２０】図２０（Ａ）〜図２０（Ｈ）は本発明の実施例１０の変倍光学系の各収差図
【図２１】図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例１１の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図２２】図２２（Ａ）〜図２２（Ｈ）は本発明の実施例１１の変倍光学系の各収差図
【図２３】図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）はそれぞれ本発明の実施例１２の変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ構成を示す断面図
【図２４】図２４（Ａ）〜図２４（Ｈ）は本発明の実施例１２の変倍光学系の各収差図
【図２５】本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。本発明の一実施形態にかかる変倍光学系の断面図を図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す。図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す構成例は、図１（Ａ）の上方に実施例１と記載しているように、後述の実施例１の変倍光学系に対応している。ここでは、この図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す構成例を参照しながら、本発明の実施形態にかかる変倍光学系について説明する。
【００３０】
この変倍光学系は、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とが配列されて構成される。変倍時には、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との光軸方向の間隔が変化する。図１（Ａ）、図１（Ｂ）はそれぞれ、無限遠物体に合焦した状態でのこの変倍光学系の広角端、望遠端におけるレンズ配置を示しており、図の左側が物体側、右側が像側である。また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の間には変倍に伴い移動するレンズ群の移動軌跡を模式的に矢印で示してある。
【００３１】
変倍光学系が撮像装置に搭載される際には、撮像素子の撮像面を保護するカバーガラスや、撮像装置の仕様に応じた色分解プリズム等のプリズム、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の各種フィルタを備えるように撮像装置を構成することが好ましい。図１（Ａ）、図１（Ｂ）では、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰを第２レンズ群Ｇ２と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。
【００３２】
図１に示す例では、開口絞りＳｔは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に位置し、変倍時に固定されている。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す開口絞りＳｔは大きさや形状を表すものではなく、光軸上での位置を示すものである。
【００３３】
本変倍光学系は、２群構成で、物体側から順に、負、正のパワー配置とし、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔変動により変倍を行うものであり、このような構成は広角化に有利となる。
【００３４】
第１レンズ群Ｇ１は、例えば図１（Ａ）に示すように、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側より像側の面の曲率半径の絶対値が小さく、像側に凹面を向けた負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３および正の第４レンズＬ４が接合された接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第５レンズＬ５とが配列されてなる５枚構成とすることができる。
【００３５】
また、第２レンズ群Ｇ２は、例えば図１（Ａ）に示すように、物体側から順に、正の第６レンズＬ６と、負の第７レンズＬ７と、正の第８レンズＬ８と、負の第９レンズＬ９および正の第１０レンズＬ１０が接合された接合レンズとが配列されてなる５枚構成とすることができる。
【００３６】
上記のように、第１レンズ群Ｇ１の物体側に３枚の負レンズを配置した場合には、広角化に有利となる。また、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２ともに、負レンズおよび正レンズが接合された接合レンズを有する場合には、色収差の補正に有利となる。
【００３７】
本変倍光学系においては、小型化と低コスト化のためには、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２ともに５枚構成とすることが好ましい。また、上述した第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５からなる第１レンズ群Ｇ１において、第３レンズＬ３を両凹レンズ、第４レンズＬ４を両凸レンズとした場合には、色収差を良好に補正することができる。また、上述した第６レンズＬ６〜第１０レンズＬ１０からなる第２レンズ群Ｇ２において、第９レンズＬ９を像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとすることが好ましく、これにより軸上色収差を良好に補正することができる。
【００３８】
第１レンズ群Ｇ１の最も像側に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（図１（Ａ）の例では第５レンズＬ５）を配置した場合には、変倍により生じる像面変動やマージナル光線に起因する色収差を抑制することが可能になる。この第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置される物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズは、第１レンズ群Ｇ１で発生する収差変動を緩和する役割を果たすことができる。
【００３９】
すなわち、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズをメニスカス形状とすることで、このレンズの屈折力をあまり強くならないようにして第１レンズ群Ｇ１に寄与する量を適度に設定しながら、第１レンズ群Ｇ１で発生する諸収差を良好に補正することが容易になる。また、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズを単レンズとして物体側に凹面を向けた形状とすることで、小型化を図りながら、その物体側直前のレンズ（図１（Ａ）の例では第４レンズＬ４）との間に空気レンズを形成することが可能になり、球面収差や色収差を良好に補正することが可能になる。
【００４０】
第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズの光軸上の厚さをｄ５とし、この負メニスカスレンズと、該負メニスカスレンズの物体側直前のレンズとの軸上空気間隔をｄ４５としたとき、下記条件式（１）を満足することが好ましい。
０．５＜ｄ４５／ｄ５＜３．０  …  （１）
【００４１】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズの中心厚と、このレンズの物体側直前の空気間隔の比の関係式である。条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズとその物体側直前のレンズとの空気間隔が小さくなり、広角側において周辺光量を確保するためにこの負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径の絶対値を大きくしなければならず、そうすると色収差を抑制する効果が弱まってしまう。
【００４２】
条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の総厚（第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の面から第１レンズ群Ｇ１の最も像側の面までの光軸上の厚さ）が大きくなる傾向にあり、変倍によるレンズ群の移動量が制限され、全体の小型化や高倍率化に不利となる。また、軸上色収差と倍率色収差のバランスが悪化する。
【００４３】
上記事情から、条件式（１）に代わり、下記条件式（１−１）を満足することがより好ましく、下記条件式（１−２）を満足することがさらにより好ましい。
０．８８＜ｄ４５／ｄ５＜１．８２  …  （１−１）
１．１＜ｄ４５／ｄ５＜１．４  …  （１−２）
【００４４】
また、第１レンズ群Ｇ１の総厚をＬＧ１とするとき、上記ｄ４５とこの総厚ＬＧ１に関して、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
０．０５＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．１５  …  （２）
【００４５】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の総厚と、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズの物体側直前の空気間隔の比の関係式である。条件式（２）の下限を下回ると、この空気間隔が短くなり収差補正の効果が弱まる、または、第１レンズ群Ｇ１の総厚が長くなり小型化に不利になる。条件式（２）の上限を上回ると、この空気間隔が長くなり小型化、高変倍率化が困難になる、または、第１レンズ群Ｇ１の総厚が短くなり第１レンズ群Ｇ１の他のレンズに対する厚みや形状等の制約が厳しくなり、収差補正をする際の自由度が低下する。
【００４６】
上記事情から、条件式（２）に代わり、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましく、下記条件式（２−２）を満足することがさらにより好ましい。
０．０５＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．１  …  （２−１）
０．０６＜ｄ４５／ＬＧ１＜０．０８  …  （２−２）
【００４７】
また、本変倍光学系においては、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆＧ１とし、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズの焦点距離をｆ５としたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
５．５＜ｆ５／ｆＧ１＜１２．０  …  （３）
【００４８】
第１レンズ群Ｇ１の焦点距離であるｆＧ１は、レンズ系全体の焦点距離や第２レンズ群Ｇ２との屈折力配置にも関係する量である。条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１全体の屈折力と、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズの屈折力の比の関係式であり、第１レンズ群Ｇ１に対する、この負メニスカスレンズの寄与の量を示す関係式である。
【００４９】
条件式（３）の下限を下回ると、この負メニスカスレンズの寄与が大きくなりすぎ、第１レンズ群Ｇ１中の屈折力配置を乱してしまう。本変倍光学系のような負レンズ群先行の２群構成の変倍光学系において全系の広角化を図るには、第１レンズ群Ｇ１の物体側に負レンズが配置されることになり、例えば図１（Ａ）に示す例のように、物体側に負の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２が配置され、全系の広角化を図るためにこれら２枚のレンズが比較的強い負の屈折力を有し、第１レンズ群Ｇ１全体の負の屈折力に対して支配的となる。ここで、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズの屈折力が必要以上に強くなると、第１レンズ群Ｇ１の物体側の負レンズや第１レンズ群Ｇ１全体の屈折力が変わり、広角化や高倍率化に影響し、所望の画角や変倍率が得られなくなる。逆に、条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負メニスカスレンズの寄与が小さくなりすぎ、色収差を補正する効果が弱まってしまう。
【００５０】
上記事情から、条件式（３）に代わり、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましく、下記条件式（３−２）を満足することがさらにより好ましい。
５．５＜ｆ５／ｆＧ１＜９．３  …  （３−１）
７．５＜ｆ５／ｆＧ１＜８．５  …  （３−２）
【００５１】
また、本変倍光学系においては、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側より像側の曲率半径の絶対値が小さく、像側に凹面を向けた負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３および正の第４レンズＬ４が接合された接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第５レンズＬ５とからなる５枚構成である場合、第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径をＲ３とし、像側の面の曲率半径をＲ４としたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
０．８＜（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）＜１．５  …  （４）
【００５２】
条件式（４）の下限を満足し、かつ（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）＜１となる場合は第２レンズＬ２はメニスカスレンズとなり、（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）＞１の場合は第２レンズＬ２は両凹レンズとなる。（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）が大きいほど、高画角域で歪曲収差が大きく、画角も大きくなる。同時に高画角域での像面変動に対する第２レンズＬ２の寄与が大きくなる。条件式（４）の下限を下回ると、広角端でタンジェンシャル像面が像側に倒れ、望遠端で球面収差が大きくなる傾向を補正することが困難になる。条件式（４）の上限を上回ると、広角端で特にサジタル像面が高画角域で急激に物体側に倒れる傾向を補正することが困難になる。
【００５３】
上記事情から、条件式（４）に代わり、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０．９＜（Ｒ３−Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４）＜１．２  …  （４−１）
【００５４】
また、本変倍光学系においては、第２レンズ群Ｇ２が、物体側から順に、正の第６レンズＬ６と、負の第７レンズＬ７と、正の第８レンズＬ８と、負の第９レンズＬ９および正の第１０レンズＬ１０が接合された接合レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２の上記３枚の正レンズ（第６レンズＬ６、第８レンズＬ８、第１０レンズＬ１０）は全て両凸レンズであり、上記３枚の正レンズのうち少なくとも２枚のレンズは、下記条件式（５）、（６）を満足することが好ましい。ここで、νｄはｄ線におけるアッベ数であり、θｇＦはｇ線とＦ線間の部分分散比であり、ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線における屈折率をそれぞれＮｇ、Ｎｄ、ＮＦ、ＮＣとし、θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義されるものである。
８０．０＜νｄ  …  （５）
０．５３０＜θｇＦ  …  （６）
【００５５】
条件式（５）および条件式（６）は、第２レンズ群Ｇ２中の両凸レンズに関する式である。第２レンズ群Ｇ２中の上記３枚の正レンズのうち、少なくとも２枚のレンズについて条件式（５）および（６）を満足することで、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも２枚の両凸レンズを異常分散性を有する材料で構成されたレンズ（以下、異常分散レンズという）とすることができる。異常分散レンズは、色収差の２次スペクトルの低減に必要であり、可視域から近赤外域までの広波長帯域での色収差補正には少なくとも２枚の異常分散レンズの使用が有効である。
【００５６】
第２レンズ群Ｇ２が、上記の第５レンズＬ５〜第１０レンズＬ１０の５枚のレンズからなり、上記条件式（５）、（６）を満足する場合、第１レンズ群Ｇ１は図１に示す構成とは異なる別の態様を採ることが可能である。別の態様とは、例えば後述の実施例に示すように、第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第２レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第３レンズと、両凹形状の第４レンズと、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズである第５レンズとが配列されてなる５枚構成とすることができる。
【００５７】
上記の別の態様の例では、第１レンズ群の物体側に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズを３枚連続して配置することで広角化に有利となる。また、両凹レンズである第４レンズの像側直後に、物体側の面が凸面となるメニスカス形状の第５レンズを配置することで、小型化を図りながら、球面収差を良好に補正することが可能になる。また、第２レンズ群Ｇ２が、上記の第５レンズＬ５〜第１０レンズＬ１０の５枚のレンズからなり、上記条件式（５）、（６）を満足する場合は、第１レンズ群を接合されていない単レンズのみで構成することも可能であり、その場合はコスト的に有利となる。
【００５８】
第２レンズ群Ｇ２が、上記の第５レンズＬ５〜第１０レンズＬ１０の５枚のレンズを備えている場合、第７レンズＬ７のｄ線におけるアッベ数、焦点距離をそれぞれνｄ７、ｆ７とし、第９レンズＬ９のｄ線におけるアッベ数、焦点距離をそれぞれνｄ９、ｆ９としたとき、下記条件式（７）〜（９）を満足することが好ましい。
６０．０＜νｄ７＋νｄ９＜８５．０  …  （７）
νｄ７＞νｄ９  …  （８）
２．０＜ｆ７／ｆ９＜４．５  …  （９）
【００５９】
可視域から近赤外域までの広波長帯域での色収差の低減には、正レンズに異常分散材料を用いるだけでなく、色消しの対となる負レンズの性質をも適切に選択する必要がある。条件式（７）および（８）は、第２レンズ群Ｇ２の上記２枚の負レンズ（第７レンズＬ７、第９レンズＬ９）のアッベ数に関する条件式であり、条件式（９）は、各負レンズの単レンズとしての焦点距離に関する条件である。
【００６０】
第２レンズ群Ｇ２の上記２枚の負レンズは、第２レンズ群Ｇ２の上記少なくとも２枚の異常分散レンズとの組み合わせで色収差を抑える働きをする。条件式（７）の下限を下回ると、２次スペクトルを抑えることが困難になる。条件式（７）の上限を上回ると、１次の色消しについて補正不足となる。
【００６１】
条件式（８）、（９）は、第２レンズ群Ｇ２中の２枚の負レンズの、色収差低減に対する役割に差があることを示す式である。第２レンズ群Ｇ２中の、より物体側の負レンズである第７レンズＬ７は、特に広角端において光束径が広く、このレンズの分散が強いとマージナル光線において短波長側の収差が大きくなる。第２レンズ群Ｇ２において、第７レンズＬ７より第９レンズＬ９の屈折力を強くし、分散の大きい材料を用いることにより、色収差を良好に補正することが可能となる。条件式（９）の下限を下回ると、望遠側での非点収差が増大し、要求される性能を満たせなくなる。条件式（９）の上限を上回ると、特に広角側において近赤外域までの軸上色収差を補正することが困難になる。
【００６２】
上記事情から、条件式（７）に代わり、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
６５．０＜νｄ７＋νｄ９＜８０．０  …  （７−１）
【００６３】
上記事情から、条件式（９）に代わり、下記条件式（９−１）を満足することがより好ましい。
２．０＜ｆ７／ｆ９＜３．６  …  （９−１）
【００６４】
また、本変倍光学系においては、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズが非球面レンズであり、全系における他のレンズは全て球面レンズであることが好ましい。第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に非球面レンズを配置することで、変倍時の収差変動を抑制することが容易になる。また、この非球面レンズをこの位置に配置することで、非球面レンズの枚数を抑制して低コストに構成しながら効果的に良好な収差補正を行うことが可能になり、例えば、所望の仕様や性能を満足しながら全系における非球面レンズはこの１枚のみとすることが可能となる。
【００６５】
また、本変倍光学系においては、広角端から望遠端への変倍率が、２．６倍以上であることが好ましい。これにより、本変倍光学系の適用分野において近年要望されている程度の高変倍を実現することができる。
【００６６】
具体的には例えば、本変倍光学系は、広角端での全画角が１４５°〜１６５°程度、変倍率が２．７倍程度のレンズ系を実現するのに好適である。
【００６７】
なお、本変倍光学系が例えば屋外等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置されるレンズには、風雨による表面劣化、直射日光による温度変化に強く、さらには油脂・洗剤等の化学薬品に強い材料、すなわち耐水性、耐候性、耐酸性、耐薬品性等が高い材料を用いることが好ましく、堅く、割れにくい材質を用いることが好ましい。これらの要望を満たすことが重視される場合は最も物体側に配置されるレンズの材質はガラスとすることが好ましく、または透明なセラミックスを用いてもよい。
【００６８】
また、本変倍光学系が厳しい環境において使用される場合には、保護用の多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コート膜を施すようにしてもよい。
【００６９】
なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す例では、最も像側のレンズのさらに像側に光学部材ＰＰを配置した例を示したが、各種フィルタを各レンズの間に配置することも可能であり、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。
【００７０】
次に、本発明の変倍光学系の数値実施例について説明する。実施例１の変倍光学系のレンズ断面図は図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したものである。実施例２〜１２の変倍光学系のレンズ断面図をそれぞれ、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）に示す。これら実施例２〜１２のレンズ断面図の図示方法は前述した実施例１のレンズ断面図のものと同様である。
【００７１】
実施例１の変倍光学系の基本レンズデータを表１に、非球面係数を表２に示す。同様に、実施例２〜１２の変倍光学系の基本レンズデータ、非球面係数をそれぞれ表３〜表２４に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２〜１２のものについても特に断りがない限り基本的に同様であるため、実施例２〜１２の基本レンズデータ、非球面係数の表については重複説明を省略する。
【００７２】
表１の上段の表において、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。また、Ｎｄｊの欄には最も物体側の光学要素を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、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示し、θｇＦｊの欄にはｊ番目の光学要素のｇ線とＦ線間の部分分散比を示している。
【００７３】
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。表１の上段の表には、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰ、像面も含めて示している。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、像面Ｓｉｍに相当する面の面番号の欄には「像面」と記載している。
【００７４】
表１の上段の表において、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄には可変Ｄ９、可変Ｄ１０、可変Ｄ１９と記載している。可変Ｄ９は第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔとの間隔であり、可変Ｄ１０は開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２との間隔であり、可変Ｄ１９は第２レンズ群Ｇ２と光学部材ＰＰとの間隔である。ただし、実施例１０〜１２では、上記の可変Ｄ９、可変Ｄ１０、可変Ｄ１９の代わりに可変Ｄ１０、可変Ｄ１１、可変Ｄ２０を用いている。
【００７５】
表１の下段には、変倍に関するデータとして、広角端と望遠端における、全系の焦点距離、Ｆ値（Ｆｎｏ．）、全画角２ω、可変Ｄ９、可変Ｄ１０、可変Ｄ１９の値を示す。表１では、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なため、他の適当な単位を用いることもできる。また、本明細書に記載する各表に示す数値は、所定の桁でまるめたものである。
【００７６】
表１の上段の表では、非球面は面番号に＊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２は、これら非球面に関する非球面係数を示すものである。表２の非球面係数の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は「×１０−ｎ」を意味し、「Ｅ＋ｎ」は「×１０ｎ」を意味する。非球面係数は、以下の式で表される非球面式における各係数Ｋ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の値である。
【数１】
2012117720.tif 000003
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さＹ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）
Ｙ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
Ｋ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…２０）
【００７７】
【表１】
2012117720.tif 000004
【００７８】
【表２】
2012117720.tif 000005
【００７９】
【表３】
2012117720.tif 000006
【００８０】
【表４】
2012117720.tif 000007
【００８１】
【表５】
2012117720.tif 000008
【００８２】
【表６】
2012117720.tif 000009
【００８３】
【表７】
2012117720.tif 000010
【００８４】
【表８】
2012117720.tif 000011
【００８５】
【表９】
2012117720.tif 000012
【００８６】
【表１０】
2012117720.tif 000013
【００８７】
【表１１】
2012117720.tif 000014
【００８８】
【表１２】
2012117720.tif 000015
【００８９】
【表１３】
2012117720.tif 000016
【００９０】
【表１４】
2012117720.tif 000017
【００９１】
【表１５】
2012117720.tif 000018
【００９２】
【表１６】
2012117720.tif 000019
【００９３】
【表１７】
2012117720.tif 000020
【００９４】
【表１８】
2012117720.tif 000021
【００９５】
【表１９】
2012117720.tif 000022
【００９６】
【表２０】
2012117720.tif 000023
【００９７】
【表２１】
2012117720.tif 000024
【００９８】
【表２２】
2012117720.tif 000025
【００９９】
【表２３】
2012117720.tif 000026
【０１００】
【表２４】
2012117720.tif 000027
【０１０１】
実施例１の変倍光学系の概略構成は以下のとおりである。実施例１の変倍光学系は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１が、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第１レンズＬ１と、物体側に平面を向けた平凹形状の第２レンズＬ２と、両凹形状の第３レンズＬ３および両凸形状の第４レンズＬ４が接合された接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第５レンズＬ５とからなる５枚構成であり、第２レンズ群Ｇ２が、両凸形状の第６レンズＬ６と、両凹形状の第７レンズＬ７と、両凸形状の第８レンズＬ８と、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第９レンズＬ９および両凸形状の第１０レンズＬ１０が接合された接合レンズとからなる５枚構成である。非球面は、第６レンズＬ６の両側の面に形成されている。開口絞りＳｔは変倍時に固定されている。
【０１０２】
実施例２、５の変倍光学系の概略構成は、上述した実施例１のものと同様である。実施例３、４の変倍光学系の概略構成は、第７レンズＬ７が像側に凹面を向けた負メニスカス形状である点のみ実施例１のものと異なる。実施例６、７、９の変倍光学系の概略構成は、第２レンズＬ２が両凹形状である点のみ実施例１のものと異なる。実施例８の変倍光学系の概略構成は、第２レンズＬ２が像側に凹面を向けた負メニスカス形状である点、第７レンズＬ７が物体側に平面を向けた平凹形状である点のみ実施例１のものと異なる。
【０１０３】
実施例１０の変倍光学系の概略構成は、以下のとおりである。実施例１０の変倍光学系は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１が、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第１レンズＬ１と、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第２レンズＬ２と、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第３レンズＬ３と、両凹形状の第４レンズＬ４と、像側に凹面を向けた正メニスカス形状の第５レンズＬ５とからなる５枚構成であり、第２レンズ群Ｇ２が、両凸形状の第６レンズＬ６と、物体側に平面を向けた平凹形状の第７レンズＬ７と、両凸形状の第８レンズＬ８と、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第９レンズＬ９および両凸形状の第１０レンズＬ１０が接合された接合レンズとからなる５枚構成である。非球面は、第６レンズＬ６の両側の面に形成されている。開口絞りＳｔは変倍時に固定されている。実施例１１、１２の変倍光学系の概略構成は、第７レンズＬ７が両凹形状である点のみ実施例１０のものと異なる。
【０１０４】
実施例１の変倍光学系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２（Ａ）〜図２（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２（Ｅ）〜図２（Ｈ）に示す。各収差図はｄ線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）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、波長８８０ｎｍに関する収差も示し、倍率色収差図ではｇ線と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。
【０１０５】
同様に、実施例２〜１２の変倍光学系の広角端、望遠端における各収差図を図４（Ａ）〜図４（Ｈ）、図６（Ａ）〜図６（Ｈ）、図８（Ａ）〜図８（Ｈ）、図１０（Ａ）〜図１０（Ｈ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｈ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｈ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｈ）、図１８（Ａ）〜図１８（Ｈ）、図２０（Ａ）〜図２０（Ｈ）、図２２（Ａ）〜図２２（Ｈ）、図２４（Ａ）〜図２４（Ｈ）に示す。
【０１０６】
実施例１〜１２の変倍光学系の条件式（１）〜（４）、（７）、（９）の対応値を表２５に示す。条件式（５）、（６）、（８）の対応値については算出しなくても基本レンズデータを参照すれば明らかなため、表２５への記載を省略する。
【０１０７】
【表２５】
2012117720.tif 000028
【０１０８】
実施例１〜１２の変倍光学系は全て、１０枚構成のレンズ系であり、全系での非球面レンズの使用枚数は１枚のみであり、小型で安価に作製可能である。また、実施例１〜１２の変倍光学系は、広角端でのＦ値が１．３程度と大口径比を確保した上で、広角端での全画角が約１４５°〜１６５°と広角であり、さらに変倍比が２．６〜２．７倍と高倍率を実現しており、各収差が良好に補正され、特に、可視域の短波長側から波長８８０ｎｍ付近の近赤外域までの広帯域において色収差が良好に補正されて高い光学性能を有する。
【０１０９】
図２５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変倍光学系を用いた撮像装置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。
【０１１０】
図２５に示す撮像装置１０は、変倍光学系１と、変倍光学系１の像側に配置されたフィルタ２と、変倍光学系によって結像される被写体の像を撮像する撮像素子３と、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部４を備える。変倍光学系１は、負の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の第２レンズ群Ｇ２を有するものであり、図２５では各レンズ群を概念的に示している。撮像素子３は、変倍光学系１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、その撮像面は変倍光学系の像面に一致するように配置される。撮像素子３としては例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。
【０１１１】
また、撮像装置１０は、変倍光学系１の変倍を行うための変倍制御部５と、変倍光学系１のフォーカスを調整するためのフォーカス制御部６と、開口絞りＳｔの絞り径を変更するための絞り制御部７を備える。なお、図２５では、第１レンズ群Ｇ１を移動させることによりフォーカス調整する場合の構成を示しているが、本発明のフォーカス調整方法は必ずしもこの例に限定されない。
【０１１２】
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ず、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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