(57)【要約】【課題】ズームレンズにおいて、小型で、良好な光学性能を保持し、第２レンズ群のパワーを強くした場合でも、製造誤差や組立誤差に伴う性能劣化が小さい。【解決手段】ズームレンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群Ｇ１、移動して変倍を行う負の第２レンズ群Ｇ２、絞り、正の第３レンズ群Ｇ３、変倍に伴う像面位置の補正および合焦を行う正の第４レンズ群Ｇ４を備える。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、第１の負レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズＬ２２と、第２の負レンズＬ２３と、正レンズＬ２４とを含む。メニスカスレンズＬ２２の焦点距離をｆ２２とし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（１）を満たす。｜ｆ２２／ｆ２｜＞５．０  …  （１）【選択図】図１
2010139724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定されている第１レンズ群と、負の屈折力を有し、光軸に沿って移動することにより変倍を行う第２レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有し、変倍時に固定されている第３レンズ群と、正の屈折力を有し、変倍に伴う像面位置の補正および合焦を行う第４レンズ群とを備え、
前記第２レンズ群が、物体側から順に、第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズと、第２の負レンズと、正レンズとを含み、
前記メニスカスレンズの焦点距離をｆ２２とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（１）を満たすことを特徴とするズームレンズ。
｜ｆ２２／ｆ２｜＞５．０  …  （１）
【請求項２】
前記第２の負レンズのｄ線におけるアッベ数、屈折率をそれぞれν２３、Ｎ２３としたとき、下記条件式（２）、（３）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。
ν２３＞５８．０  …  （２）
Ｎ２３＜１．５５  …  （３）
【請求項３】
前記メニスカスレンズが、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記メニスカスレンズが、プラスチック材料からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
１．５＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．０  …  （４）
【請求項６】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（５）を満たすことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜５．８  …  （５）
【請求項７】
請求項１から６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、ビデオカメラや電子スチルカメラ、監視カメラ等に好適に使用可能なズームレンズおよび該ズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、民生用ビデオカメラや監視用ビデオカメラ等に用いられるズームレンズとして、４群タイプや５群タイプのズームレンズが多く提案されてきた。例えば、特許文献１、２には、１０倍程度の変倍比と１．８程度のＦナンバーを有するズームレンズが開示されている。この種のタイプでは、単板式、３板式に関わらず、第１レンズ群が負レンズ、正レンズ、正レンズの３枚からなり、第２レンズ群が負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚からなる構成が多くのズームレンズに共通して採用されてきた。
【特許文献１】特開２００６−２２１２０８号公報
【特許文献２】特開２００６−１１３２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のようなズームレンズでは、変倍に伴う第２レンズ群の移動量を小さくして光学系を小型化するために、第２レンズ群に強い負のパワーを与えている場合が多く、そのために個々のレンズが担うパワーが大きくなっていた。その場合、製造誤差や組立誤差に伴う性能劣化が大きくなりやすいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型化が図られ、第２レンズ群が強いパワーを有する場合でも、製造誤差や組立誤差に伴う性能劣化が小さく、良好な光学性能を保持することが可能なズームレンズおよび該ズームレンズ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】
【０００５】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に固定されている第１レンズ群と、負の屈折力を有し、光軸に沿って移動することにより変倍を行う第２レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有し、変倍時に固定されている第３レンズ群と、正の屈折力を有し、変倍に伴う像面位置の補正および合焦を行う第４レンズ群とを備え、第２レンズ群が、物体側から順に、第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズと、第２の負レンズと、正レンズとを含み、メニスカスレンズの焦点距離をｆ２２とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（１）を満たすことを特徴とするものである。  
｜ｆ２２／ｆ２｜＞５．０  …  （１）
【０００６】
ここで、上記の「物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ」とは、近軸領域において物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズという意味である。また、条件式（１）のｆ２２は、近軸領域におけるものである。
【０００７】
なお、本発明において、各「レンズ群」は、複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。
【０００８】
本発明のズームレンズでは、第２レンズ群の第１の負レンズおよび第２の負レンズの担うパワーを強くすることなく第２レンズ群が強いパワーを持てるように、第１の負レンズと第２の負レンズとの間隔を広げ、さらに、その間隔を有効利用するように２つの負レンズの間にメニスカスレンズを配置した構成を採っている。このメニスカスレンズによりディストーションや非点収差の補正を有利に行うことができる。そして、本発明のズームレンズでは、条件式（１）を満たすことで、このメニスカスレンズのパワーを弱いものとして、第２レンズ群中のパワー配置を大きく変えることなく、良好な収差補正を行うことが可能となる。
【０００９】
本発明のズームレンズにおいては、第２の負レンズのｄ線におけるアッベ数、屈折率をそれぞれν２３、Ｎ２３としたとき、下記条件式（２）、（３）を満たすことが好ましい。  
ν２３＞５８．０  …  （２）
Ｎ２３＜１．５５  …  （３）
【００１０】
また、本発明のズームレンズにおいては、メニスカスレンズが、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明のズームレンズにおいては、メニスカスレンズが、プラスチック材料からなることが好ましい。
【００１２】
また、本発明のズームレンズにおいては、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（４）を満たすことが好ましい。  
１．５＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．０  …  （４）
【００１３】
また、本発明のズームレンズにおいては、第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（５）を満たすことが好ましい。  
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜５．８  …  （５）
【００１４】
なお、各条件式の値は、特に断りがない限り、ズームレンズの基準波長におけるものである。
【００１５】
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明のズームレンズを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１レンズ群と第３レンズ群とを固定群とし、第２レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行い、それによる像面位置の補正および合焦を第４レンズ群の移動により行う方式のズームレンズにおいて、第２レンズ群の構成を好適に設定し、条件式（１）を満たすようにしているため、小型化を図りながら、第２レンズ群が強いパワーを有する場合でも、製造誤差や組立誤差に伴う性能劣化が小さく、良好な光学性能を保持するズームレンズおよび該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態にかかるズームレンズの構成例を示す断面図であり、後述の実施例１のズームレンズに対応している。また、図２〜図６は、本発明の実施形態にかか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〜実施例６のズームレンズに対応している。図１〜図６に示す例の基本的な構成は同様であり、各図の図示方法も同様であるため、ここでは主に図１を参照しながら、本発明の実施形態にかかるズームレンズについて説明する。
【００１９】
本発明の実施形態にかかるズームレンズは、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備えている。
【００２０】
このズームレンズは、広角端から望遠端への変倍を行う際には、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ上に固定とし、第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｚに沿って像側に移動させることにより変倍を行うとともに、該変倍に伴う像面位置の補正および合焦を第４レンズ群Ｇ４を光軸Ｚに沿って移動させることにより行うように構成されている。
【００２１】
図１では、左側が物体側、右側が像側であり、上段に広角端におけるレンズ配置を示し、下段に望遠端におけるレンズ配置を示し、広角端から望遠端へ変倍するときの各レンズ群の概略的な移動軌跡を矢印で示している。なお、図１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。
【００２２】
また、図１では像面をＳｉｍとして図示している。例えばこのズームレンズを撮像素子が搭載された撮像装置に適用する際には、像面Ｓｉｍに撮像素子の撮像面が位置するように配置される。
【００２３】
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、最も像側のレンズと撮像面との間にカバーガラスや、プリズム、赤外線カットフィルタ、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く、図１では、最も像側のレンズ群と像面Ｓｉｍとの間に、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰが配置された例を示している。
【００２４】
本実施形態のズームレンズは、主に第２レンズ群Ｇ２に特徴的な構成を有している。第２レンズ群Ｇ２は、図１に示す例のように、物体側から順に、負レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズＬ２２と、負レンズＬ２３と、正レンズＬ２４とを含むように構成される。
【００２５】
なお、メニスカスレンズＬ２２は、近軸領域において物体側に凸面を向けたメニスカス形状であれば、近軸領域において正のパワーを有するもの、負のパワーを有するもののどちらでもよい。
【００２６】
例えば図１に示す例のズームレンズの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、メニスカス形状の負レンズＬ２１と、両面が非球面で近軸領域においてメニスカス形状のレンズＬ２２と、両凹形状の負レンズＬ２３およびメニスカス形状の正レンズＬ２４の接合レンズとからなる３群４枚構成である。
【００２７】
課題の項で述べたように、本実施形態のような４群を有するズームレンズでは、一般に、変倍に伴う第２レンズ群の移動量を小さくして光学系を小型化するために、第２レンズ群に強いパワーを与えている場合が多い。しかし、第２レンズ群に強いパワーを持たせるために第２レンズ群の個々のレンズのパワーを大きくしてしまうと、製造誤差や組立誤差の許容量が小さくなりやすく、これらによる性能劣化が大きくなりやすい。
【００２８】
そこで、本ズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２が有する２つの負レンズＬ２１、Ｌ２３の配置を考慮している。２つの負レンズＬ２１、Ｌ２３の空気間隔が大きいほどこれらの合成パワーは強くなることから、第２レンズ群のパワーを変えずに、第２レンズ群の個々の負レンズのパワーを小さくするには、これらの空気間隔を広げればよい。
【００２９】
すなわち、本ズームレンズでは、２つの負レンズＬ２１、Ｌ２３の間隔を広げた構成を採っている。これにより、第２レンズ群に必要な強いパワーを確保しながら、２つの負レンズＬ２１、Ｌ２３が担うパワーを低減することができ、製造誤差や組立誤差の許容量を大きくし、これらに伴う性能劣化を抑制することができる。
【００３０】
上記構成に加えさらに、本ズームレンズでは、２枚の負レンズＬ２１、Ｌ２３の間のスペースを有効に利用するために、このスペースにパワーの弱いメニスカスレンズＬ２２を配置した構成を採っている。このようなパワーの弱いメニスカスレンズＬ２２を配置することで、第２レンズ群Ｇ２中のパワー配置を大きく変えることなく、ディストーションや非点収差の補正をさらに有利に行うことができる。
【００３１】
メニスカスレンズＬ２２のパワーについては、本ズームレンズが下記条件式（１）を満たすように構成することで規定している。ここで、ｆ２２は近軸領域におけるメニスカスレンズＬ２２の焦点距離であり、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２である。  
｜ｆ２２／ｆ２｜＞５．０  …  （１）
【００３２】
条件式（１）は、メニスカスレンズＬ２２と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の関係を規定しており、いわば第２レンズ群Ｇ２のパワーに対するメニスカスレンズＬ２２のパワーの比を規定するものである。メニスカスレンズＬ２２が負レンズの場合は、条件式（１）の下限以下になると、ディストーションや非点収差をバランス良く補正することが非常に困難になる。メニスカスレンズＬ２２が正レンズの場合は、条件式（１）の下限以下になると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが弱まるため、変倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量が大きくなり、レンズ系が大型化してしまう。
【００３３】
メニスカスレンズＬ２２は、そのパワーが弱くなるように設定されていることから、プラスチック材料で構成することが好ましい。プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて温度変化による影響を受けやすいが、そのパワーが弱い場合には、温度変化による影響は小さいものとなる。プラスチック材料でレンズを構成することにより、低コスト化および軽量化を図ることができ、有利となる。
【００３４】
また、メニスカスレンズＬ２２は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。第２レンズ群Ｇ２中に非球面を設けることで、収差変動やディストーションを良好に抑えることができる。パワーの強いレンズに非球面を設けると、製造誤差や組立誤差に伴う性能劣化が大きくなりやすいため好ましくないが、パワーの弱いメニスカスレンズＬ２２であれば製造誤差や組立誤差に伴う性能劣化が小さいため、メニスカスレンズＬ２２に非球面を設けることが好ましい。また、非球面を設けるレンズは、コストや加工性の面から、プラスチック材料からなるレンズであることが好ましい。
【００３５】
さらに、色収差補正の点からもメニスカスレンズＬ２２に非球面を設けることが好ましい。第２レンズ群Ｇ２において、メニスカスレンズＬ２２は色収差に大きな影響を与えないが、第２レンズ群Ｇ２の他のレンズは色収差に与える影響が大きい。仮に、第２レンズ群Ｇ２の他のレンズに非球面を設ける場合、上述したようにプラスチック材料からなる非球面プラスチックレンズとすることが好ましいが、ガラスに比べてプラスチックは材料の選択性が低いため、この場合には、色収差の補正を良好に行うことが難しくなる。これに対して、メニスカスレンズＬ２２を非球面プラスチックレンズとした場合には、メニスカスレンズＬ２２は色収差に大きな影響を与えないため、色収差の補正において大きな不利益をもたらすことはないと言える。
【００３６】
なお、第２レンズ群Ｇ２の構成は、図１に示す例に限定されない。第２レンズ群Ｇ２は５枚以上のレンズで構成することも考えられるが、小型化を重視する場合は、第２レンズ群Ｇ２は、上述した負レンズＬ２１と、メニスカスレンズＬ２２と、負レンズＬ２３と、正レンズＬ２４とからなる４枚で構成することが好ましい。
【００３７】
本ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１の構成としては、１枚の負レンズと、３枚の正レンズとから構成されるようにしてもよい。２０倍程度の高倍率を有するズームレンズにおいて、望遠側における色収差補正を良好に行うためには、第１レンズ群Ｇ１を少なくとも４枚で構成することが好ましい。
【００３８】
例えば図１に示す例のズームレンズは、物体側から順に、メニスカス形状の負レンズＬ１１およびメニスカス形状の正レンズＬ１２の接合レンズと、メニスカス形状の正レンズＬ１３と、メニスカス形状の正レンズＬ１４とからなる３群４枚構成である。
【００３９】
第３レンズ群Ｇ３の構成としては、例えば図１に示す例のように、両面非球面で近軸領域においてメニスカス形状の正レンズＬ３１と、メニスカス形状の正レンズＬ３２およびメニスカス形状の負レンズＬ３３の接合レンズとからなる２群３枚構成としてもよい。
【００４０】
第４レンズ群Ｇ４の構成としては、例えば図１に示す例のように、両凸形状の正レンズＬ４１と、両面非球面で近軸領域においてメニスカス形状の負レンズＬ４２とからなる２群２枚構成としてもよい。あるいは、第４レンズ群Ｇ４の構成としては、例えば図２に示す例のように、両凸形状の正レンズＬ４１およびメニスカス形状の負レンズＬ４２の接合レンズと、両面非球面で近軸領域において両凸形状の正レンズＬ４３とからなる２群３枚構成としてもよい。
【００４１】
本発明の実施形態にかかるズームレンズは、さらに以下の条件式を満たすように構成することが好ましい。なお、好ましい態様としては、下記条件式のいずれか１つの式を満足するものでもよく、あるいは任意の組合せを満足するものでもよい。以下に、好ましい態様に関する条件式と、その作用効果について述べる。
【００４２】
第２レンズ群Ｇ２の負レンズＬ２３のｄ線におけるアッベ数、屈折率をそれぞれν２３、Ｎ２３としたとき、下記条件式（２）、（３）を満たすことが好ましい。  
ν２３＞５８．０  …  （２）
Ｎ２３＜１．５５  …  （３）
【００４３】
条件式（２）は、負レンズＬ２３のアッベ数を規定しており、良好な色収差補正を行うための条件である。条件式（２）の下限以下になると、倍率色収差が大きくなってしまうとともに、変倍に伴う色収差の変動が大きくなってしまい好ましくない。
【００４４】
条件式（３）は、負レンズＬ２３の屈折率を規定しており、条件式（３）の上限以上になると、第２レンズ群Ｇ２の光軸方向の長さを短く構成する際には有利だが、コマ収差を良好に補正することが困難になる。
【００４５】
第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（４）を満たすことが好ましい。  
１．５＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜２．０  …  （４）
【００４６】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の関係を規定している。条件式（４）の下限以下になるほど、第２レンズ群Ｇ２のパワーを強くすると、個々のレンズが担うパワーが強くなりすぎ、良好な像面特性を得ることが困難になる。また、レンズの曲率が大きくなって、既述のように、収差変動や製造誤差に伴う性能劣化が大きくなって好ましくない。あるいは、条件式（４）の下限以下になるほど、第２レンズ群Ｇ２のパワーを強くすると、レンズの曲率が大きくなりすぎることを防止するために２つの負レンズＬ２１、Ｌ２３の間隔を広くとる必要があり、第２レンズ群Ｇ２の大型化、および光学系全体の大型化を招いてしまい、好ましくない。条件式（４）の上限以上になると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが弱くなり、変倍時の第２レンズ群Ｇ２の移動量が大きくなって、レンズ系が大型化してしまう。
【００４７】
第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（５）を満たすことが好ましい。  
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜５．８  …  （５）
【００４８】
条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の関係を規定しており、高変倍でありながら、コンパクトで、良好な光学性能を得るための条件である。条件式（５）の下限以下になるほど、第２レンズ群の焦点距離が大きくなり、第１レンズ群の焦点距離が小さくなると、変倍に伴う第２レンズ群の移動量が大きくなり、レンズ全長や前玉（最も物体側のレンズ）を小さくすることが難しくなる。また、望遠側での第４レンズ群の移動量が大きくなり、変倍時の収差変動が大きくなってしまう。逆に、条件式（５）の上限以上になると、ディストーションなどの諸収差を良好に補正することが困難になる。
【００４９】
本発明の実施形態にかかるズームレンズは、さらに以下の条件式（１−１）、（２−１）、（３−１）、（４−１）、（５−１）のいずれかあるいは全てを満足することがより好ましい。条件式（１−１）、（２−１）、（３−１）、（４−１）、（５−１）それぞれを満たすことで、条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）それぞれを満たすことにより得られる効果をさらに高めることができる。なお、条件式（２−１）式については、（２−１）の上限を満たすことで、さらに倍率色収差の補正に有利となる。  
｜ｆ２２／ｆ２｜＞６．０  …  （１−１）
６０．０＜ν２３＜８３．０  …  （２−１）
Ｎ２３＜１．５２  …  （３−１）
１．６＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．９０  …  （４−１）
５．１＜｜ｆ１／ｆ２｜＜５．７  …  （５−１）
【００５０】
また、本ズームレンズ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、さらには堅く、割れにくい材料を用いることが好ましい。以上のことから最も物体側に配置される材料としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。
【００５１】
本ズームレンズ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。
【００５２】
図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍ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。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態のズームレンズによれば、要求される仕様等に応じて、上記した好ましい構成を適宜採用することで、小型化を図りつつ、第２レンズ群のパワーを強くした場合でも、製造誤差や組立誤差に伴う性能劣化を小さくして、良好な光学性能を保持することができる。
【実施例】
【００５４】
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〜実施例６のズームレンズのレンズ断面図はそれぞれ図１〜図６に示したものである。
【００５５】
実施例１にかかるズームレンズの基本レンズデータを表１に、ズーム（変倍）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２〜６にかかる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１８に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１を例にとり説明するが、実施例２〜６のものについても基本的に同様である。
【００５６】
表１の基本レンズデータにおいて、Ｓｉは最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉ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、物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としており、面間隔の最下欄の数値は表中の最終面と像面Ｓｉｍとの面間隔を示している。
【００５７】
また、基本レンズデータにおいて、Ｎｄｊ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、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素の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および光学部材ＰＰも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には、面番号とともに（開口絞り）という語句を記載している。
【００５８】
表１の基本レンズデータにおいて、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤ７、Ｄ１４、Ｄ２０、Ｄ２４の符号を記載し、各符号の後に（可変）と記載している。後述の実施例についても同様に、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄には対応する符号と（可変）という語句を記載している。
【００５９】
表２のズームに関するデータには、広角端、望遠端における、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ．、全画角２ω、変倍に伴い変化する各面間隔Ｄ７、Ｄ１４、Ｄ２０、Ｄ２４の値を示す。
【００６０】
表１の基本レンズデータでは、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、非球面レンズであるレンズの符号と、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−０ｎ」（ｎ：整数）は、「×１０−ｎ」を意味する。なお、非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数ＫＡ、ＲＡｍ（ｍ＝３、４、５、…１０）の値である。
【００６１】
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＲＡｍ・ｈｍ  …  （Ａ）
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、…１０）
【００６２】
なお、ここでは一例として、表１〜表３における長さの単位に「ｍｍ」を用い、角度の単位に「度」を用い、式（Ａ）のＺｄ、ｈの単位に「ｍｍ」を用いている。しかし、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることもできる。
【００６３】
【表１】
2010139724.tif 000003
【００６４】
【表２】
2010139724.tif 000004
【００６５】
【表３】
2010139724.tif 000005
【００６６】
【表４】
2010139724.tif 000006
【００６７】
【表５】
2010139724.tif 000007
【００６８】
【表６】
2010139724.tif 000008
【００６９】
【表７】
2010139724.tif 000009
【００７０】
【表８】
2010139724.tif 000010
【００７１】
【表９】
2010139724.tif 000011
【００７２】
【表１０】
2010139724.tif 000012
【００７３】
【表１１】
2010139724.tif 000013
【００７４】
【表１２】
2010139724.tif 000014
【００７５】
【表１３】
2010139724.tif 000015
【００７６】
【表１４】
2010139724.tif 000016
【００７７】
【表１５】
2010139724.tif 000017
【００７８】
【表１６】
2010139724.tif 000018
【００７９】
【表１７】
2010139724.tif 000019
【００８０】
【表１８】
2010139724.tif 000020
【００８１】
表１９に、実施例１〜６における条件式（１）〜（５）に対応する値を示す。表１９からわかるように、実施例１〜６のいずれも、条件式（１）〜（５）を満足している。
【００８２】
【表１９】
2010139724.tif 000021
【００８３】
図７（Ａ）〜図７（Ｈ）に実施例１のズームレンズの広角端および望遠端における、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の各収差図を示す。各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には波長４６０．０ｎｍ、波長６１５．０ｎｍについての収差も示す。球面収差図のＦｎｏ．はＦナンバー、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００８４】
同様に、図８（Ａ）〜図８（Ｈ）、図９（Ａ）〜図９（Ｈ）、図１０（Ａ）〜図１０（Ｈ）、図１１（Ａ）〜図１１（Ｈ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｈ）に、実施例２〜６のズームレンズの広角端および望遠端における、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の各収差図を示す。
【００８５】
以上のデータから、実施例１〜６のズームレンズは、２０倍程度の高倍率を有し、小型化を図りつつ、広角端における全画角は６３〜６８度程度で、Ｆナンバーが１．９程度と小さく、各収差が良好に補正され、広角端および望遠端ともに可視域において高い光学性能を有することがわかる。これらのズームレンズは、監視カメラや、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置に好適に使用することができる。
【００８６】
図１３に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態にかかるズームレンズ１を用いて構成したビデオカメラ１０の構成図を示す。なお、図１３では、ズームレンズ１が備える正の第１レンズ群Ｇ１、負の第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、正の第３レンズ群Ｇ３、正の第４レンズ群Ｇ４を概略的に示し、変倍時に移動する第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４の上には両矢印を付している。
【００８７】
ビデオカメラ１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタ等の機能を有するフィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された撮像素子４と、信号処理回路５とを備えている。撮像素子４はズームレンズ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、例えば、撮像素子４としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子４は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。
【００８８】
ズームレンズ１により撮像された像は撮像素子４の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子４からの出力信号が信号処理回路５にて演算処理され、表示装置６に像が表示される。
【００８９】
なお、図１３には、１つの撮像素子４を用いた、いわゆる単板式の撮像装置を図示しているが、本発明の撮像装置としては、ズームレンズ１と撮像素子４の間にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）等の各色に分ける色分解プリズムを挿入し、各色に対応する３つの撮像素子を用いた、いわゆる３板式のものでもよい。
【００９０】
本発明の実施形態にかかるズームレンズは、前述した長所を有するため、本実施形態の撮像装置は、生産性が良く、小型に構成可能で、高画質の映像を得ることができる。
【００９１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施例１にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例５にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例６にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｈ）は本発明の実施例１のズームレンズの各収差図
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｈ）は本発明の実施例２のズームレンズの各収差図
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｈ）は本発明の実施例３のズームレンズの各収差図
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｈ）は本発明の実施例４のズームレンズの各収差図
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｈ）は本発明の実施例５のズームレンズの各収差図
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｈ）は本発明の実施例６のズームレンズの各収差図
【図１３】本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図
【符号の説明】
【００９３】
１    ズームレンズ
２    フィルタ
４    撮像素子
５    信号処理回路
６    表示装置
１０    ビデオカメラ
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｇ４    第４レンズ群
ＰＰ    光学部材
Ｓｔ    開口絞り
Ｚ    光軸
【図１】
2010139724.tif 000022
【図２】
2010139724.tif 000023
【図３】
2010139724.tif 000024
【図４】
2010139724.tif 000025
【図５】
2010139724.tif 000026
【図６】
2010139724.tif 000027
【図７】
2010139724.tif 000028
【図８】
2010139724.tif 000029
【図９】
2010139724.tif 000030
【図１０】
2010139724.tif 000031
【図１１】
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【図１２】
2010139724.tif 000033
【図１３】
2010139724.tif 000034