(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を持つ第２レンズ群とが配されてなり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の光軸方向の間隔を変化させることにより変倍を行うように構成された変倍光学系であって、
前記絞りは、変倍時に像面に対して固定されているものであり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとが配されてなり、
前記両凹レンズと前記物体側に凸面を向けた正レンズとは空気間隔を挟んで配されており、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズと、両凹レンズと、正レンズとを含み、
前記第１レンズ群の前記両凹レンズの焦点距離をｆ１とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとし、前記第２レンズ群に含まれる両凸レンズのうち、最も物体側の両凸レンズの焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（１）、（３）を満たすことを特徴とする変倍光学系。
−２．９＜ｆ１／ｆｗ＜−２．０  …  （１）
２．２＜ｆ３／ｆｗ＜３．５  …  （３）
【請求項２】
前記第１レンズ群の前記両凹レンズおよび前記物体側に凸面を向けた正レンズが、ともに合成樹脂材料からなり、
前記第１レンズ群の前記両凹レンズが少なくとも１面の非球面を有し、該両凹レンズの中心厚をｄ１としたとき、下記条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項１記載の変倍光学系。
２．５＜｜ｆ１｜／ｄ１＜５．５  …  （２）
【請求項３】
前記第２レンズ群に含まれる両凹レンズのうち、最も物体側の両凹レンズの焦点距離をｆ４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または２記載の変倍光学系。
−３．０＜ｆ４／ｆｗ＜−２．０  …  （４）
【請求項４】
前記第２レンズ群が、物体側から順に、両凸レンズと、両凹レンズと、正レンズとが配されてなる３枚構成であり、
前記第２レンズ群の前記両凸レンズおよび前記両凹レンズがともに合成樹脂材料からなり、前記第２レンズ群の前記正レンズがガラス材料からなることを特徴とする１から３のいずれか１項に記載の変倍光学系。
【請求項５】
前記第２レンズ群に含まれる正レンズのうち、最も像側の正レンズの焦点距離をｆ５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４のいずれか１項に記載の変倍光学系。
２．２＜ｆ５／ｆｗ＜３．５  …  （５）
【請求項６】
広角端における前記第１レンズ群の前記両凹レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬｗとし、望遠端における前記第１レンズ群の前記両凹レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬｔとしたとき、下記条件式（６）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項に記載の変倍光学系。
１．３＜Ｌｗ／Ｌｔ＜１．８  …  （６）
【請求項７】
請求項１から６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、変倍光学系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等に使用可能で、特に監視カメラ用途として好適に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、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ、監視カメラなどの撮像装置に用いられる光学系として、ＣＣＴＶ（Closed-circuit Television）用変倍光学系が開発されている。ＣＣＴＶ用変倍光学系は、使用環境に応じた焦点距離、被写体距離を使用者側で設定できる等使い勝手が良いという利点がある。監視が主目的となるＣＣＴＶ用光学系には、小型でありながら、高視野領域から標準画角までカバーでき、且つ室内や屋外での使用にも耐えることが求められる。そのため、比較的構成が簡易でこれらの条件に適う、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群からなる負正２群構成の変倍光学系が多用されている。
【０００３】
本願発明者は特願２００８−３３２０６８号において、ＣＣＴＶ用光学系として、３枚構成の負の第１レンズ群と３枚構成の正の第２レンズ群からなる変倍光学系を提案している。その他、従来知られている３枚構成の負の第１レンズ群と３枚構成の正の第２レンズ群からなる変倍光学系としては、下記特許文献１〜４に記載のものが提案されている。特許文献１、２には、デジタルカメラに使用可能で変倍時に絞りが移動するズームレンズが記載されている。特許文献３には、監視カメラに使用可能で変倍時に絞りが固定されているバリフォーカルレンズが記載されている。特許文献４には、監視カメラに使用可能で変倍時に絞りが固定されている変倍光学系が記載されている。
【０００４】
第１レンズ群を２枚構成とした負正２群構成のズームレンズとしては、下記特許文献５、６に記載のものが提案されている。特許文献５には、第１レンズ群が物体側から順に、負メニスカスレンズ、像側に凸面を向けたメニスカスレンズからなり、第２レンズ群が４枚のレンズからなり、変倍時に絞りが移動するように構成されたズームレンズが記載されている。特許文献６には、第１レンズ群が負レンズ、正レンズの２枚からなり、第２レンズ群が、正レンズ、負レンズおよび正レンズの接合レンズを含み、変倍時に絞りが移動するように構成された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】特開平１−３０３４０９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１２０００号公報
【特許文献３】特開２００１−２８１５４４号公報
【特許文献４】特開２００６−２５１４３７号公報
【特許文献５】特許第４１０６８８７号公報
【特許文献６】特開２００３−２７０５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では監視カメラ市場がとみに拡大してきたことから開発競争が激化しており、特にコスト面で厳しい要求がなされるようになってきている。小型かつ広角に構成されて低照度の撮影条件下でも使用可能なように大口径比である等の高諸元を満たし、高い結像性能を有しながら、より低コスト化が図られたレンズ系の開発が強く求められている。
【０００７】
従来のレンズ系のうち、特許文献１、２に記載のものは、Ｆ値が大きい、広角でないという不具合がある。特許文献３に記載のものは、近年要望されている諸元に対して十分ではない。特許文献４に記載のものは、Ｆ値が小さく広角であり、高諸元を満たすように構成されているが、製造上高価なガラス非球面レンズを含んでいるため、低コスト化が望まれる。
【０００８】
低コスト化、小型化のためにはレンズ枚数を極力少なくすることが望ましく、例えば負正２群構成における第１レンズ群を２枚構成とすることが考えられる。しかしながら、第１レンズ群を２枚構成として、十分な広角、大口径比から始まる仕様を満たすには、技術的課題が多く容易ではない。
【０００９】
例えば、特許文献５、６には第１レンズ群が２枚構成のズームレンズが記載されているが、特許文献５に記載のものは、広角でない、低コスト化が不十分である、という不具合がある。特許文献６には全画角が７０°を超えるものも記載されているが、さらなる広角化、低コスト化が要求される場合がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型、広角、大口径比および高い結像性能を実現しながら、低コスト化が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】
【００１１】
本発明の変倍光学系は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を持つ第２レンズ群とが配されてなり、第１レンズ群と第２レンズ群の光軸方向の間隔を変化させることにより変倍を行うように構成された変倍光学系であって、絞りは、変倍時に像面に対して固定されているものであり、第１レンズ群は、物体側から順に、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとが配されてなり、これら両凹レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとは空気間隔を挟んで配されており、第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズと、両凹レンズと、正レンズとを含み、第１レンズ群の両凹レンズの焦点距離をｆ１とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとし、第２レンズ群に含まれる両凸レンズのうち、最も物体側の両凸レンズの焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（１）、（３）を満たすことを特徴とするものである。
−２．９＜ｆ１／ｆｗ＜−２．０  …  （１）
２．２＜ｆ３／ｆｗ＜３．５  …  （３）
【００１２】
負正２群構成の変倍光学系にあって、より広角化を達成するためには、絞りを第1レンズ群と第２レンズ群との間に像面に対して固定配設することが好ましく、これにより第２レンズ群の望遠端での移動に干渉しない程度に絞りを第１レンズ群寄りに配設でき、広角端でより広角な軸外光を取得できるため第１レンズ群が大径化するのを予防できコストを抑制することができる。また、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群の間に絞りを配置することで絞りに対して非対称な屈折力配分となり、負の歪曲収差を増長できるので、広角域まで画角を広げることが可能になる。本発明の変倍光学系はさらに、各レンズ群の群内構成要素を最適化し、第１レンズ群を２枚構成として、最も物体側に両凹レンズを配置してその屈折力を好適に設定することで、本発明の課題を達成している。
【００１３】
本発明の変倍光学系においては、例えば、第２レンズ群が、物体側から順に、両凸レンズと、両凹レンズと、正レンズとが配されてなる３枚構成であり、第２レンズ群の両凸レンズおよび両凹レンズがともに合成樹脂材料からなり、第２レンズ群の正レンズがガラス材料からなるように構成してもよい。
【００１４】
本発明の変倍光学系においては、第１レンズ群の両凹レンズおよび物体側に凸面を向けた正レンズが、ともに合成樹脂材料からなり、第１レンズ群の両凹レンズが少なくとも１面の非球面を有し、該両凹レンズの中心厚をｄ１としたとき、下記条件式（２）を満たすことが好ましい。
２．５＜｜ｆ１｜／ｄ１＜５．５  …  （２）
【００１６】
また、第２レンズ群に含まれる両凹レンズのうち、最も物体側の両凹レンズの焦点距離をｆ４としたとき、下記条件式（４）を満たすことが好ましい。
−３．０＜ｆ４／ｆｗ＜−２．０  …  （４）
【００１７】
また、第２レンズ群に含まれる正レンズのうち、最も像側の正レンズの焦点距離をｆ５としたとき、下記条件式（５）を満たすことが好ましい。
２．２＜ｆ５／ｆｗ＜３．５  …  （５）
【００１８】
さらに、本発明の変倍光学系においては、広角端における第１レンズ群の両凹レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬｗとし、望遠端における第１レンズ群の両凹レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬｔとしたとき、下記条件式（６）を満たすことが好ましい。なお、ＬｗとＬｔの算出においては、レンズ系のバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、最も像側のレンズと像面との間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない部材が挿入されているときは、この部材の厚みを空気換算してＬｗやＬｔを算出するものとする。
１．３＜Ｌｗ／Ｌｔ＜１．８  …  （６）
【００１９】
なお、上記本発明における、第１レンズ群の「両凹レンズ」、「物体側に凸面を向けた正レンズ」、第２レンズ群の「両凸レンズ」、「両凹レンズ」、「正レンズ」の面形状や屈折力の符号は、当該レンズが非球面レンズの場合は近軸領域におけるものとする。
【００２０】
なお、上記本発明におけるレンズの枚数は、構成要素となるレンズの枚数である。例えば、材質の異なる複数の単レンズが接合された接合レンズにおけるレンズの枚数は、この接合レンズを構成する単レンズの枚数で表すことにする。
【００２１】
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】
【００２２】
本発明の変倍光学系によれば、物体側から順に、負の第１レンズ群と、絞りと、正の第２レンズ群とが配されてなり、第１レンズ群と第２レンズ群の光軸方向の間隔を変化させることにより変倍を行うように構成した変倍光学系において、絞りを変倍時に固定されているものとし、第１レンズ群と第２レンズ群の構成を好適に設定し、特に、第１レンズ群を２枚構成として、条件式（１）を満たすように最も物体側に配置される両凹レンズの屈折力を好適に設定しているため、小型、広角、大口径比および高い結像性能を実現しながら、低コスト化を達成することができる。
【００２３】
また、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、広い画角での撮影や低照度での撮影が可能で、高画質の映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１の変倍光学系のレンズ構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２の変倍光学系のレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３の変倍光学系のレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４の変倍光学系のレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例５の変倍光学系のレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例６の変倍光学系のレンズ構成を示す断面図
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｉ）は本発明の実施例１の変倍光学系の各収差図
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｉ）は本発明の実施例２の変倍光学系の各収差図
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｉ）は本発明の実施例３の変倍光学系の各収差図
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｉ）は本発明の実施例４の変倍光学系の各収差図
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｉ）は本発明の実施例５の変倍光学系の各収差図
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｉ）は本発明の実施例６の変倍光学系の各収差図
【図１３】本発明の実施形態にかかる撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、図３は、本発明の参考例にかかる変倍光学系の構成例を示す断面図であり、それぞれ、実施例１、３と称されている変倍光学系に対応しており、図２、図４〜図６は、本発明の実施形態にかかる変倍光学系の構成例を示す断面図であり、それぞれ、実施例２、４〜６の変倍光学系に対応している。図２においては、左側が物体側、右側が像側である。図２（Ａ）が広角端でのレンズ配置に対応し、図２（Ｂ）が中間焦点距離状態でのレンズ配置に対応し、図２（Ｃ）が望遠端でのレンズ配置に対応している。図２（Ａ）のＷ、図２（Ｂ）のＭ、図２（Ｃ）のＴはそれぞれ広角端、中間焦点距離状態、望遠端を意味する。
【００２６】
この変倍光学系は、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とが配されてなり、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の光軸方向の間隔を変化させることにより変倍を行うように構成されている。また、この変倍光学系では、開口絞りＳｔは変倍時に像面Ｓｉｍに対して固定されている。なお、図２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。
【００２７】
この変倍光学系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、プリズム、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を配置することが好ましいため、図２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。
【００２８】
本変倍光学系の第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２とが配されてなる２枚構成である。本変倍光学系のように、物体側から順に、負レンズ群、開口絞りＳｔ、正レンズ群からなる２群構成の変倍光学系においては、第１レンズ群Ｇ１を、物体側から順に配された負レンズ、正レンズの２枚からなるようにすることが、高性能を維持するための最も簡易な構成である。
【００２９】
このように、レンズが大径化しやすい第１レンズ群Ｇ１を、レンズ枚数を極力減らした２枚構成とすることで低コストな系を実現できる。また、最も物体側のレンズ形状を両凹とすることで、第１レンズ群Ｇ１に必要な強い負の屈折力を確保しやすくなるとともに広角化に有利となる。
【００３０】
両凹レンズＬ１は、物体側の面の曲率半径の絶対値よりも像側の面の曲率半径の絶対値が小さくなるように構成することが好ましい。以下に両凹レンズＬ１のこの好ましい形状の理由について説明する。
【００３１】
第１レンズ群Ｇ１は負レンズ群であるから、画角の大きな軸外光束の第１レンズ群Ｇ１への入射角はこの軸外光束の第１レンズ群Ｇ１からの射出角よりも大きくなる。よって、単純に広角化を進めると、軸外光束の両凹レンズＬ１への入射角は軸外光束の両凹レンズＬ１からの射出角よりも大きくなる。ここで例えば、軸外光線の主光線に注目し、この主光線が両凹レンズＬ１を通る際に発生する収差を最小にするには、両凹レンズＬ１の物体側の面と像側の面とでこの主光線に対してほぼ等量の屈折力を分担させた構成とすることがレンズ設計上好ましい。
【００３２】
上記のレンズ設計上好ましい構成に近づけるには、両凹レンズＬ１の物体側の面における上記主光線の入射角を小さくするように、この面の曲率半径の絶対値を大きくすることが好ましく、逆に、両凹レンズＬ１の像側の面については、この面における上記主光線の射出角を大きくするように、この面の曲率半径の絶対値を小さくすることが好ましい。以上のことから、両凹レンズＬ１は、物体側よりも像側の面の曲率半径の絶対値が小さい形状となることが好ましい。
【００３３】
広角端においては、軸上光線の光線高は低く、球面収差の発生量は小さいが、軸外光線の光線高は高く、軸外収差の発生量が格段に大きいので、軸外光線の収差を極力小さくするためにこのような形状とすることが好ましい。両凹レンズＬ１に非球面を施す場合は、軸外光束の各光線に関して、両凹レンズＬ１への入射角と両凹レンズＬ１からの射出角がほぼ等しくなるような形状とすることが好ましい。
【００３４】
なお、望遠端においては、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔが接近するためさほど軸外収差の発生量は大きくならないが、軸上光線の光線高が高くなり、球面収差が影響されやすくなる。このときの球面収差の発生量を抑制するためには、両凹レンズＬ１と正レンズＬ２を接合せずにこれらの間に間隙を持たせた構成とし、正レンズＬ２の物体側の面を凸形状として、正レンズＬ２の像側の面よりも物体側の面の曲率半径の絶対値が小さくなるように構成して正レンズＬ２の収斂作用を強化することが好ましい。
【００３５】
正レンズＬ２は、メニスカスレンズあるいは両凸レンズとすることができる。正レンズＬ２をメニスカスレンズとした場合は、第１レンズ群Ｇ１が強い負の屈折力を確保しやすくなる。特に、正レンズＬ２を物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとした場合には、収差を極力抑えながら物体側から広い画角で入射した光束を第２レンズ群Ｇ２へ導くとともに、球面収差を抑制して大口径比を達成することが容易になる。
【００３６】
正レンズＬ２を両凸レンズとした場合は、メニスカスレンズとする場合よりも、両凹レンズＬ１の強い発散性を緩和する作用がより強くなる。正レンズＬ２を両凸レンズとすることにより、広角側では負の像面湾曲を抑制することができ、軸上光線の光線高が高い望遠側では両凹レンズＬ１で生じる過剰の球面収差を緩和することができる。正レンズＬ２の像側の面の曲率半径の絶対値が小さいほど、これらの作用は強くなる。
【００３７】
本変倍光学系にあっては、望遠端から広角端へ変倍する際、固定の開口絞りＳｔに対して、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２が互いに遠ざかる方向へ移動するが、その移動量は第１レンズ群Ｇ１の方が大きい。第１レンズ群Ｇ１の移動量は、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力に依存する。従って、変倍も含めた光学系全体の光軸方向の大きさは、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力に大きく依存するといってよく、光学系の大きさを規定するためには、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力の範囲を規定する必要がある。
【００３８】
第１レンズ群Ｇ１においては、両凹レンズＬ１の負の屈折力が第１レンズ群Ｇ１の屈折力をほぼ代表することになる。そこで、本変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１の両凹レンズＬ１の焦点距離をｆ１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（１）を満たすように構成されている。
−２．９＜ｆ１／ｆｗ＜−２．０  …  （１）
【００３９】
条件式（１）の下限を下回ると、両凹レンズＬ１の屈折力が弱くなりすぎて、これが第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力を弱めることに繋がり、変倍比を維持するために、第１レンズ群Ｇ１の移動量が大きくなる。本変倍光学系は開口絞りＳｔが変倍時に固定されているため、広角端で第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔとの間隔が拡がり過ぎて、光軸方向の全長が長くなるとともにレンズの径方向も大型化してしまい高コストになってしまう。
【００４０】
条件式（１）の上限を上回ると、両凹レンズＬ１の負の屈折力が強くなりすぎて、両凹レンズＬ１および正レンズＬ２に非球面を施しても、球面収差と非点収差とのアンバランス化を解消できなくなる。条件式（１）を満たすことで、小型化と低コスト化を図りながら所望の変倍比を達成するとともに、良好な結像性能を実現することができる。
【００４１】
条件式（１）を満たすことにより得られる効果をさらに高めるためには、下記条件式（１−１）を満たすことがより好ましい。
−２．８５＜ｆ１／ｆｗ＜−２．０５  …  （１−１）
【００４２】
本変倍光学系の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ３と、両凹レンズＬ４と、正レンズＬ５とを有するように構成される。コストよりも性能を重視する場合は、第２レンズ群Ｇ２は上記３枚以外のレンズを含むように構成してもよいが、低コスト化のためには第２レンズ群Ｇ２は、上記３枚のレンズのみからなる構成とすることが好ましい。上記３枚からなる第２レンズ群Ｇ２は、広角でＦ値の小さな変倍光学系を実現するには最少レンズ枚数の構成である。その際、少ないレンズ枚数で第２レンズ群Ｇ２に必要な正の屈折力を確保するためには、正レンズＬ５は両凸レンズであることが好ましい。
【００４３】
第２レンズ群Ｇ２が上記３枚のレンズのみからなる場合には、両凹レンズＬ４は、物体側の面の曲率半径の絶対値よりも像側の面の曲率半径の絶対値の方が小さいレンズであることが好ましい。以下に、第２レンズ群Ｇ２の各レンズの作用の説明を交えながらこの点について説明する。第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の両凸レンズＬ３は、負の第１レンズ群Ｇ１からの発散光の発散力をほぼ吸収するように作用し、後続の両凹レンズＬ４と正レンズＬ５は両凸レンズＬ３からの射出光を像面Ｓｉｍへ導いて結像させるように作用する。
【００４４】
このため、正レンズＬ５も強い正の屈折力が必要となる。正レンズＬ５は、像面Ｓｉｍに最も近いため、軸外の諸収差である倍率色収差、像面湾曲、コマ収差に関して、両凸レンズＬ３よりも影響が強い。正レンズＬ５のこのような強い正の屈折力に起因する影響を補正するため、正レンズＬ５に対向する両凹レンズＬ４の像側の面は、強い発散作用を持つ必要がある。
【００４５】
一方、両凸レンズＬ３の正の屈折力は第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力により緩和され、球面収差等が小さく抑えられるため、両凸レンズＬ３に対向する両凹レンズＬ４の物体側の面については、強い発散作用を持たせて両凸レンズＬ３の強い正の屈折力に起因する影響を補正する必要はない。したがって、両凹レンズＬ４は、物体側の面よりも像側の面の方がより強い屈折力をもつことになる。
【００４６】
本変倍光学系は、図２に示す例のように、全てのレンズが接合されていない単レンズであることが好ましい。接合レンズを用いず単レンズ構成とすることで、設計自由度が向上し、少ないレンズ枚数でも高諸元を満たしながら高い光学性能のレンズ系を実現することが可能となるとともに、製作コストを安価に抑えることができる。
【００４７】
さらに低コスト化を図るためには、第１レンズ群Ｇ１の両凹レンズＬ１および正レンズＬ２がともに合成樹脂材料からなることが好ましい。合成樹脂レンズの製造コストは数量が多ければガラス球面レンズの１／３程度で済むため、合成樹脂レンズを使用すれば大幅なコストダウンが可能である。特に、全系で１、２番目に外径が大きな第１レンズ群Ｇ１の負、正の２枚のレンズを合成樹脂製にすることで、コスト低減の効果は非常に大きなものとなる。外径の大きなレンズを合成樹脂製にすることで、レンズの駆動系にかかる負担を低減でき、駆動系を含めた装置全体の軽量化を図ることができる。
【００４８】
さらに、第２レンズ群Ｇ２の両凸レンズＬ３および両凹レンズＬ４をともに合成樹脂材料で構成することが好ましい。第１レンズ群Ｇ１だけでなく、第２レンズ群Ｇ２にも合成樹脂レンズを用いることで、レンズ系をより安価に製造することができる。特に、第２レンズ群Ｇ２を上記の３枚構成とし、両凸レンズＬ３および両凹レンズＬ４をともに合成樹脂レンズとした場合には、非常に安価な構成となる。
【００４９】
なお、合成樹脂はガラスに比べて硬度が劣るため傷がつきやすく、レンズ系の最も物体側に合成樹脂レンズを配置する場合はこの点が懸念材料となる。しかし、変倍光学系を搭載する撮像装置がレンズ系の物体側に保護部材を備える監視カメラのような装置であれば、問題になることはない。また、合成樹脂の特性として、温度に対する形状変化や屈折率変化がガラスに比べて大きい点があり、これによる像位置の変化が懸念される。しかし、上記のように、負レンズ、正レンズといった異符号の屈折力を持つ相隣るレンズ同士を合成樹脂レンズにすることで、温度変化による影響を相殺させ、全系でみたときの影響を最小限にすることができる。
【００５０】
デジタルカメラやムービーカメラのような撮像装置では、オートフォーカス機能が内蔵されているため、像位置のズレは自動的に補正できるが、ＣＣＴＶ用変倍光学系が搭載される撮像装置はオートフォーカス機能を有しないものもあるため、そのような撮像装置にも対応可能なように、レンズ系のみである程度補償する必要がある。このような観点からも、上記のように相隣る正、負両方のレンズを合成樹脂レンズにすることは有効である。
【００５１】
そして、第２レンズ群Ｇ２が上記３枚構成で、両凸レンズＬ３および両凹レンズＬ４が合成樹脂レンズである場合は、正レンズＬ５はガラス材料からなることが好ましい。正レンズＬ５を合成樹脂材料で構成することは可能であるが、この場合、正レンズＬ５を合成樹脂製とすると、正負レンズの対を成さない合成樹脂レンズが存在することになり、温度変化による影響が相殺されずに残ってしまうため、好ましくない。
【００５２】
なお、光学材料として使用可能な合成樹脂材料の種類は少ないので、結像性能を高く維持しながら変倍光学系の仕様を満たすためには各レンズの屈折力の配分を規定する必要がある。そのため、第１レンズ群Ｇ１の両凹レンズＬ１と正レンズＬ２を合成樹脂製とする場合は、両凹レンズＬ１の焦点距離をｆ１とし、中心厚をｄ１としたとき、下記条件式（２）を満たすことが好ましい。
２．５＜｜ｆ１｜／ｄ１＜５．５  …  （２）
【００５３】
条件式（２）は、両凹レンズＬ１の焦点距離と中心厚との関係を規定し、合成樹脂レンズの成形適正化を計るために重要である。両凹レンズＬ１は、特に負の屈折力が強く、両凹形状のため、レンズの中心と周縁部との肉厚比が大きくて成形が難しいとされる。
【００５４】
条件式（２）の下限を下回ると、両凹レンズＬ１の負の屈折力が強くなるか、または両凹レンズＬ１の中心厚が大きくなるかで体積が増すため、成形時間が長くなったり、成形歪が大きくなったりし、いずれも成形性が悪化し、製造コストが高くなる。
【００５５】
条件式（２）の上限を上回って、両凹レンズＬ１の中心厚が小さくなりすぎた場合は、周縁部との肉厚比が大きくなり、面形状の転写性が悪くなり高い面精度が望めないため高性能の光学系を実現できなくなるとともに、成形条件も悪くなり、製造コストが高くなる。条件式（２）の上限を上回って、両凹レンズＬ１の負の屈折力が弱くなる場合は、条件式（１）の下限を下回った場合と同様に、光軸方向の全長が長くなるとともに、レンズの径方向も大型化してしまい、高コストになってしまう。
【００５６】
従って、両凹レンズＬ１の焦点距離と中心厚の比が条件式（２）の範囲以内であることが望ましい。両凹レンズＬ１および正レンズＬ２をともに合成樹脂材料で構成し、条件式（２）を満たすことで、全系にわたって結像性能を良好に維持しながら低コスト化を図ることができる。
【００５７】
条件式（２）を満たすことにより得られる効果をさらに高めるためには、下記条件式（２−１）を満たすことがより好ましい。
２．６＜｜ｆ１｜／ｄ１＜５．４  …  （２−１）
【００５８】
第１レンズ群Ｇ１の両凹レンズＬ１は少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。開口絞りＳｔから遠く離れて軸上光線と軸外光線が比較的分離されている両凹レンズＬ１に非球面を施すことで良好な収差補正が可能となる。両凹レンズＬ１を合成樹脂材料で作製し、非球面レンズとした場合には、ガラス製の非球面レンズを作製する場合と比較して、大幅にコストを削減することができる。
【００５９】
また、第２レンズ群Ｇ２の両凸レンズＬ３も少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。負の第１レンズ群Ｇ１からの発散光が入射する第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズに非球面を施すことで良好な収差補正が可能となる。
【００６０】
さらに、本変倍光学系においては、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の両凸レンズＬ３の焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（３）を満たすことが好ましい。
２．２＜ｆ３／ｆｗ＜３．５  …  （３）
【００６１】
条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２の両凸レンズＬ３の正の屈折力に関するものである。条件式（３）の下限を下回ると、両凸レンズＬ３の正の屈折力が強くなりすぎて、両凸レンズＬ３より像側の後続のレンズの形状を最適化したり、両凸レンズＬ３に非球面を施したりしても、全変倍域で球面収差を小さく維持することが困難である。また、固定の開口絞りＳｔに対して両凸レンズＬ３は、広角側への変倍時は遠ざかり、望遠側への変倍時は逆に近づくので、軸外の非点収差に対する影響度が異なるため、条件式（３）の下限を下回ると、全変倍域で像面特性を良好に維持するようバランスをとることが困難になる。
【００６２】
条件式（３）の上限を上回ると、両凸レンズＬ３の正の屈折力が弱くなりすぎて、強い負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１から射出された光束を収束させて像面Ｓｉｍで結像するように導くことが困難になるため、全系のバックフォーカスが増大してコンパクト性を損ねるほか、両凸レンズＬ３より像側の例えば正レンズＬ５の屈折力を強くすることが必要となり、像面特性を全系にわたって良好に維持することが困難になる。
【００６３】
条件式（３）を満たすことにより得られる効果をさらに高めるためには、下記条件式（３−１）を満たすことがより好ましい。
２．４＜ｆ３／ｆｗ＜３．４  …  （３−１）
【００６４】
また、本変倍光学系においては、第２レンズ群Ｇ２の両凹レンズＬ４の焦点距離をｆ４としたとき、下記条件式（４）を満たすことが好ましい。
−３．０＜ｆ４／ｆｗ＜−２．０  …  （４）
【００６５】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２の唯一の負レンズである両凹レンズＬ４の屈折力に関する条件式である。条件式（４）の下限を下回っても、または上限を上回っても、両凸レンズＬ３との屈折力の配分のバランスが崩れてしまい、球面収差、色収差等の諸収差を良好に維持できなくなる。
【００６６】
条件式（４）を満たすことにより得られる効果をさらに高めるためには、下記条件式（４−１）を満たすことがより好ましい。
−２．４＜ｆ４／ｆｗ＜−２．２  …  （４−１）
【００６７】
また、本変倍光学系においては、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の正レンズＬ５の焦点距離をｆ５としたとき、下記条件式（５）を満たすことが好ましい。
２．２＜ｆ５／ｆｗ＜３．５  …  （５）
【００６８】
条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２の正レンズＬ５の屈折力に関する式である。条件式（５）の下限を下回っても、または上限を上回っても、倍率色収差、非点収差等の軸外収差と球面収差とのバランスが崩れ、画面全域での結像性能を良好に維持できなくなる。
【００６９】
条件式（５）を満たすことにより得られる効果をさらに高めるためには、下記条件式（５−１）を満たすことがより好ましい。
２．４＜ｆ５／ｆｗ＜３．４  …  （５−１）
【００７０】
また、本変倍光学系においては、広角端における第１レンズ群Ｇ１の両凹レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬｗとし、望遠端における第１レンズ群Ｇ１の両凹レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬｔとしたとき、下記条件式（６）を満たすことが好ましい。なお、ＬｗとＬｔの算出においては、レンズ系のバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、図２のように光学部材ＰＰが挿入されている場合は、光学部材ＰＰの厚み分は空気換算した値を用いるものとする。
１．３＜Ｌｗ／Ｌｔ＜１．８  …  （６）
【００７１】
条件式（６）は、広角端と望遠端での両凹レンズＬ１の物体側の面の中心から像面Ｓｉｍまでのレンズ系全長に関する式である。条件式（６）の下限を下回れば、レンズ系全体をコンパクトに纏められるが、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２群の負、正の屈折力が強くなりすぎて、結像性能を良好に維持できない。条件式（６）の上限を上回れば、各群の屈折力が弱まり結像性能には有利であるが、レンズ系が大型化し、コンパクト性に欠ける。また、合成樹脂レンズの大径化をまねき製造適性が悪くなり、高コストになってしまう。
【００７２】
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を施すようにしてもよい。
【００７３】
図２に示す例では、レンズ系と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。
【００７４】
上述した本実施形態の変倍光学系によれば、広角乃至超広角であり、Ｆ値が１．４〜１．７程度、変倍比が２．６〜３．３倍程度の使い勝手の良い仕様を満たすことができ、高い結像性能を確保しつつ、低コスト化が図られた、ＣＣＴＶ用光学系として好適な光学系を実現することができる。
【００７５】
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。なお、実施例１〜６のうち、実施例２、４〜６は本発明の実施例であるが、実施例１、３は本発明に含まれない参考例である。実施例１の変倍光学系のレンズ断面図は図１に示したものである。実施例２〜６の変倍光学系のレンズ断面図をそれぞれ図２〜図６に示す。図２〜図６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り、左側が物体側、右側が像側であり、各図の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）がそれぞれ、広角端、中間焦点距離状態、望遠端でのレンズ配置に対応するものである。また、図２〜図６においても、光学部材ＰＰも合わせて示しており、図示されている開口絞り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。
【００７６】
実施例１の変倍光学系の基本レンズデータを表１に、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の変倍光学系の基本レンズデータ、変倍に関するデータ、非球面データをそれぞれ表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のもの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。
【００７７】
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いる。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。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それぞれ（開口絞り）という語句を記載している。また、面間隔の最下欄（Ｄ１３に相当）の数値は光学部材ＰＰの像側の面（Ｓ１３）から像面Ｓｉｍまでの距離である。
【００７８】
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Ｄ４（可変）、Ｄ５（可変）、Ｄ１１（可変）と記載している。Ｄ４は第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔとの間隔であり、Ｄ５は開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２との間隔であり、Ｄ１１は第２レンズ群Ｇ２と光学部材ＰＰとの間隔である。
【００７９】
表２の変倍に関するデータに、広角端、中間焦点距離状態、望遠端それぞれにおける、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ１１、焦点距離、Ｆ値、全画角の値を示す。表２のＷ、Ｍ、Ｔはそれぞれ広角端、中間焦点距離状態、望遠端を意味する。基本レンズデータおよび変倍に関するデータにおいて、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も同等の光学性能が得られるので、他の適当な単位を用いることもできる。
【００８０】
表１の基本レンズデータでは、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３の非球面データは、これら非球面に関する非球面係数を示すものである。表３の非球面データの数値の「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（Ａ）で表される非球面式における各係数κ、Ａｍ（ｍ＝４、６、８、１０）の値である。ただし、式（Ａ）におけるΣはｍ（ｍ＝４、６、８、１０）の項に関する和を意味する。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１−κ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ・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
κ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝４、６、８、１０）
【００８１】
【表１】
0005487013.tif 000002
【００８２】
【表２】
0005487013.tif 000003
【００８３】
【表３】
0005487013.tif 000004
【００８４】
【表４】
0005487013.tif 000005
【００８５】
【表５】
0005487013.tif 000006
【００８６】
【表６】
0005487013.tif 000007
【００８７】
【表７】
0005487013.tif 000008
【００８８】
【表８】
0005487013.tif 000009
【００８９】
【表９】
0005487013.tif 000010
【００９０】
【表１０】
0005487013.tif 000011
【００９１】
【表１１】
0005487013.tif 000012
【００９２】
【表１２】
0005487013.tif 000013
【００９３】
【表１３】
0005487013.tif 000014
【００９４】
【表１４】
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【００９５】
【表１５】
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【００９６】
【表１６】
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【００９７】
【表１７】
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【００９８】
【表１８】
0005487013.tif 000019
【００９９】
実施例１の変倍光学系は、両凹レンズＬ１、正レンズＬ２、両凸レンズＬ３、両凹レンズＬ４が合成樹脂材料からなり、正レンズＬ５がガラス材料からなる。実施例１の変倍光学系は、両凹レンズＬ１の両面、正レンズＬ２の両面、両凸レンズＬ３の両面が非球面である。実施例１の変倍光学系の変倍比は２．６０であり、広角端における全画角は１２４度、Ｆ値は１．４４である。
【０１００】
実施例２の変倍光学系は、両凹レンズＬ１、正レンズＬ２、両凸レンズＬ３、両凹レンズＬ４が合成樹脂材料からなり、正レンズＬ５がガラス材料からなる。実施例２の変倍光学系は、両凹レンズＬ１の両面、正レンズＬ２の物体側の面、両凸レンズＬ３の両面が非球面である。実施例２の変倍光学系の変倍比は３．３０であり、広角端における全画角は９９．０度、Ｆ値は１．４７である。
【０１０１】
実施例３の変倍光学系は、両凹レンズＬ１、正レンズＬ２、両凸レンズＬ３、両凹レンズＬ４が合成樹脂材料からなり、正レンズＬ５がガラス材料からなる。実施例３の変倍光学系は、両凹レンズＬ１の両面、正レンズＬ２の両面、両凸レンズＬ３の両面が非球面である。実施例３の変倍光学系の変倍比は３．３０であり、広角端における全画角は７２．１度、Ｆ値は１．７５である。
【０１０２】
実施例４の変倍光学系は、両凹レンズＬ１、正レンズＬ２、両凸レンズＬ３、両凹レンズＬ４が合成樹脂材料からなり、正レンズＬ５がガラス材料からなる。実施例４の変倍光学系では、両凹レンズＬ１の両面、両凸レンズＬ３の両面が非球面である。実施例１の変倍光学系の変倍比は３．３０であり、広角端における全画角は６３．２度、Ｆ値は１．５３である。
【０１０３】
実施例５の変倍光学系は、両凹レンズＬ１、正レンズＬ２、両凸レンズＬ３、両凹レンズＬ４が合成樹脂材料からなり、正レンズＬ５がガラス材料からなる。実施例５の変倍光学系では、両凹レンズＬ１の両面、両凸レンズＬ３の両面が非球面である。実施例５の変倍光学系の変倍比は３．３０であり、広角端における全画角は７１．６度、Ｆ値は１．６６である。
【０１０４】
実施例６の変倍光学系は、両凹レンズＬ１、正レンズＬ２、両凸レンズＬ３、両凹レンズＬ４が合成樹脂材料からなり、正レンズＬ５がガラス材料からなる。実施例６の変倍光学系では、両凹レンズＬ１の両面、正レンズＬ２の両面、両凸レンズＬ３の両面が非球面である。実施例６の変倍光学系の変倍比は３．３０であり、広角端における全画角は９０．９度、Ｆ値は１．３９である。
【０１０５】
実施例１〜６の変倍光学系の条件式（１）〜（６）に対応する値を表１９に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、上記の変倍におけるデータの表および下記の表１９に示す値はこの基準波長におけるものである。
【表１９】
0005487013.tif 000020
【０１０６】
実施例１の変倍光学系の収差図を図７に示す。図７の左端に記載されているＷ、Ｍ、Ｔはそれぞれ広角端、中間焦点距離状態、望遠端を意味する。広角端における球面収差、像面湾曲、歪曲収差（ディストーション）をそれぞれ図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示し、中間焦点距離状態における球面収差、像面湾曲、歪曲収差（ディストーション）をそれぞれ図７（Ｄ）、図７（Ｅ）、図７（Ｆ）に示し、望遠端における球面収差、像面湾曲、歪曲収差（ディストーション）をそれぞれ図７（Ｇ）、図７（Ｈ）、図７（Ｉ）に示す。
【０１０７】
球面収差図ではｄ線に関する収差を実線で、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に関する収差を短い破線で、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）に関する収差を長い破線で示している。像面湾曲の収差図では、ｄ線、ｇ線、Ｃ線に関する収差を示し、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。歪曲収差図はｄ線に関するものである。球面収差図の縦軸に付した数値はＦ値であり、像面湾曲と歪曲収差の縦軸に付した数値は像高（単位はｍｍ）である。
【０１０８】
像高０は光軸上であるから、像高０におけるサジタル方向とタンジェンシャル方向の像面湾曲の値は一致する。また全実施例において、像面湾曲の収差図の像高０における収差曲線の波長ごとの配列順は、球面収差図の縦軸の最も下の位置における収差曲線の波長ごとの配列順と同じである。例えば、実施例１の球面収差図の縦軸の最も下の位置においては、左から順に、ｄ線、Ｃ線、ｇ線の収差曲線が並んでおり、像面湾曲の収差図の像高０の位置においては、同様に左から順に、ｄ線のサジタル方向とタンジェンシャル方向、Ｃ線のサジタル方向とタンジェンシャル方向、ｇ線のサジタル方向とタンジェンシャル方向の収差曲線が並んでいる。
【０１０９】
なお、歪曲収差図はＴＶディストーションで記載してある。光軸に垂直な平面物体の光学系によって結ばれる光軸に垂直な物体像のゆがみの程度を歪曲収差として表すが、写真レンズ等は一般的な、理想像高と実像高との差を理想像高で割った数値を百分率で表したものであるのに対して、ＴＶレンズの分野ではこれとは異なった定義式を用い、これをＴＶディストーションとして区別している。この定義によれば、ＴＶ画面における長辺の曲がり量を対象として歪曲量として扱う。
【０１１０】
具体的には、ＴＶディストーションＤＴＶは、長辺の曲がりの深さΔｈを垂直画面長２ｈで割って百分率で表したもので、下記式の通り表される。
ＤＴＶ＝Δｈ/２ｈ×１００
歪曲収差図は、光軸からの実像高Ｙを光軸中心からの画面４対角方向の４点とし、これらの４点で結ばれた平面像の物体側での矩形平面物体を想定し、この像の長辺の中央部での実像高がｈであり、対角上の点の光軸までの垂直高さからの差がΔｈである。従って、画面の縦横比で異なる数値になるが、図７（Ｃ）に示す歪曲収差図では、ＴＶ画面で一般的な３：４の比率で算出したものとなっている。
【０１１１】
同様に、実施例２の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図８（Ａ）〜図８（Ｉ）に示し、実施例３の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図９（Ａ）〜図９（Ｉ）に示し、実施例４の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図１０（Ａ）〜図１０（Ｉ）に示し、実施例５の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図１１（Ａ）〜図１１（Ｉ）に示し、実施例６の変倍光学系の広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各収差図を図１２（Ａ）〜図１２（Ｉ）に示す。
【０１１２】
以上のデータから、実施例１〜６の変倍光学系は全て、条件式（１）〜（６）を満たし、小さなＦ値と広い画角を実現し、各収差が良好に補正されて高い光学性能を有することがわかる。また、実施例１〜６の変倍光学系は全て、５枚のレンズからなるコンパクトな構成で、そのうち最も像側のレンズを除く４枚のレンズが合成樹脂製であるため、安価に作製可能である。
【０１１３】
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、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を記録媒体とする監視カメラ、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。
【０１１４】
図１３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１３では各レンズ群を概略的に示している。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。
【０１１５】
また、撮像装置１０は、変倍光学系１の変倍を行うためのズーム制御部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１３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、フォーカス調整方法は必ずしもこの例に限定されない。
【０１１６】
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。
【符号の説明】
【０１１７】
１    変倍光学系
２    フィルタ
３    撮像素子
４    信号処理部
５    ズーム制御部
６    フォーカス制御部
７    絞り制御部
１０    撮像装置
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｌ１、Ｌ４    両凹レンズ
Ｌ２、Ｌ５    正レンズ
Ｌ３    両凸レンズ
ＰＰ    光学部材
Ｓｉｍ    像面
Ｓｔ    開口絞り
Ｚ    光軸
【図１】
0005487013.tif 000021
【図２】
0005487013.tif 000022
【図３】
0005487013.tif 000023
【図４】
0005487013.tif 000024
【図５】
0005487013.tif 000025
【図６】
0005487013.tif 000026
【図７】
0005487013.tif 000027
【図８】
0005487013.tif 000028
【図９】
0005487013.tif 000029
【図１０】
0005487013.tif 000030
【図１１】
0005487013.tif 000031
【図１２】
0005487013.tif 000032
【図１３】
0005487013.tif 000033