(57)【要約】【課題】本発明は、従来と同程度以上の大口径比、光学性能及びコンパクト性を確保しつつ、プラスチックレンズを用いて低コスト化を達成すると共に、温度変化による結像性能の劣化を低減し得る変倍光学系、これを備えた撮像装置及びデジタル機器を提供する。【解決手段】本発明の変倍光学系は、大口径比でコンパクト性を確保しつつ温度変化による結像劣化を抑制する所定の条件を満たし、物体側より順に、負正の光学的パワーを有する第１及び第２レンズ群１１、１２とそれらの間に絞り１３とを備え、広角端から望遠端への変倍時に、第１及び第２レンズ群１１、１２は、互いの間隔を狭くするよう移動し、絞り１３は、固定され、第２レンズ群１２は、少なくとも１枚の正及び負の光学的パワーのプラスチックレンズを含み、このプラスチックレンズの少なくとも１面は、球面収差を補正して大口径比で高性能な光学性能を達成する所定の条件を満たす非球面を有する。【選択図】図１
2008310133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、絞りと、正の光学的パワーを有する第２レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とは、互いの間隔を狭くするよう移動し、
前記絞りは、固定されており、
前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の正の光学的パワーの第１プラスチックレンズと、少なくとも１枚の負の光学的パワーの第２プラスチックレンズとを備えて構成されてなり、
前記第１および第２プラスチックレンズの少なくとも１面は、下記（１）を満たす非球面を有し、かつ、下記（２）および（３）の条件式を満たすことを特徴とする変倍光学系。
−６  ＜  ｄφｐ×ｆ２  ＜  −０．８      ・・・（１）
０．６  ＜  Ｚ／(Ｆｎｗ２)  ＜  ４．５      ・・・（２）
−２．４ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＡ  ＜  ２．４ｅ−４      ・・・（３）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｄφｐ＝φｐｍ−φｐ０
φｐ０：メリジオナル断面における光軸上の光学的パワー、
メリジオナル断面における光軸上の曲率をＣ０、面の前後の屈折率をＮ、Ｎ’とした場合に
φｐ０＝Ｃ０×（Ｎ’−Ｎ）
φｐｍ：軸上光束のマージナル光線のメリジオナル断面における通過位置での光学的パワー、
メリジオナル断面における該通過位置での曲率をＣｍ、面の前後の屈折率をＮ、Ｎ’とした場合に
φｐｍ＝Ｃｍ×（Ｎ’−Ｎ）
Ｚ：変倍比
Ｆｎｗ：広角端におけるＦナンバー
ＢＦｔ：望遠端におけるバックフォーカス
φ２ｐＡ＝Σｋｉ／（ｆｐｉ×（１−Ｎｉ））
ｉは、前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズを表す指標であり、Σは、これらの和をとることを意味し、
ｋｉ：−３０℃〜７０℃の常温域であって波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光における前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズの屈折率の温度係数
ｆｐｉ：各プラスチックレンズの焦点距離
Ｎｉ：前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズの屈折率
【請求項２】
下記（４）の条件式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。
２．８  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ６．０      ・・・（４）
ただし、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【請求項３】
下記（５）の条件式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変倍光学系。
−１ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＢ  ＜  １ｅ−４      ・・・（５）
ただし、
φ２ｐＢ＝Σαｉ／ｆｐｉ
ｉは、前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズを表す指標であり、Σは、これらの和をとることを意味し、
αｉ：−３０℃〜７０℃の常温域における前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズの線膨張係数
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の変倍光学系と、
光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、
前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置と、
前記撮像装置に被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを備え、
前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に前記被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とするデジタル機器。
【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などに好適に用いられる変倍光学系に関し、特に監視カメラに好適な、小型で広角な変倍光学系、それを備えた撮像装置、およびその撮像装置を搭載したデジタル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、監視カメラの需要が増えてきている。監視カメラ用の変倍光学系としては、低照度の環境でも使用できるように大口径比で明るいことが望まれ、また、広い範囲を撮影できるように広角であることが求められている。その一方、コンパクト化や低コスト化も望まれている。また、近年、撮像素子の画素数は、年々増加する傾向にあり、さらに高い光学性能が要求されるようになってきている。
【０００３】
このような変倍光学系の例としては、例えば、下記特許文献１および特許文献２に記載されたものがある。これらは、物体側から、負の第１レンズ群、変倍時に固定の絞り、正の第２レンズ群が配列された２群構成の変倍光学系である。このような負のレンズ群が先行する構成は、広角化に適しており、バックフォーカスの確保も比較的容易という特徴がある。また、絞りを移動群から独立させて固定することによって、変倍およびフォーカスの機構を簡単にすることができるとともに、ワイド端におけるＦナンバーを小さく(大口径に)しても、絞り径を比較的小さくすることができる。
【特許文献１】特開２００２−２７７７３７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような構成では、第２レンズ群への光線の入射高さ（軸上光束のマージナル光線の通過高さ）が高くなり、第２レンズ群において大きな収差が発生しやすい。そのため、従来は、第２レンズ群の構成が球面レンズのみとされた場合には、構成枚数が多くなり、第２レンズ群の全厚が大きい（長い）もの(特許文献１)であった。
【０００５】
一方、第２レンズ群に非球面を用いてコンパクト化を達成したものもあるが、ガラスを非球面としており、コストが高いものであった(特許文献２)。非球面レンズは、ガラスを非球面とするガラスモールド非球面レンズや研削非球面ガラスレンズの他に、球面ガラスレンズ上に非球面形状の樹脂を形成した複合型非球面レンズや、樹脂を非球面とするプラスチックモールド非球面レンズなどがある。コスト面においては、プラスチックモールド非球面レンズが格段に安い。しかしながら、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べ、温度変化による屈折率変化および体積変化が大きく、結像性能の劣化（結像面位置の変化および収差変化）が生じやすい。特に、監視カメラは、屋外などの温度変化の大きい環境で使用される場合も多く、従来は、プラスチックレンズの使用は、困難であると考えられてきた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされた発明であり、その目的は、従来と同程度以上の大口径比、光学性能およびコンパクト性を確保しつつ、プラスチックレンズを用いて低コスト化を達成するとともに、温度変化による結像性能の劣化を低減することができる変倍光学系、これを備えた撮像装置およびデジタル機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する変倍光学系、撮像装置およびデジタル機器を提供するものである。なお、以下の説明において使用されている用語は、本明細書においては、次の通り定義されているものとする。
（ａ）屈折率は、ｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
（ｂ）アッベ数は、ｄ線、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２８ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎｄ、ｎＦ、ｎＣ、アッベ数をνｄとした場合に、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
の定義式で求められるアッベ数νｄをいうものとする。
（ｃ）面形状に関する表記は、近軸曲率に基づいた表記である。
（ｄ）レンズについて、「凹」、「凸」又は「メニスカス」という表記を用いた場合、これらは光軸近傍（レンズの中心付近）でのレンズ形状を表しているもの（近軸曲率に基づいた表記）とする。
【０００８】
本発明の一態様に係る変倍光学系は、物体側から像側へ順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、絞りと、正の光学的パワーを有する第２レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とは、互いの間隔を狭くするよう移動し、前記絞りは、固定されており、前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の正の光学的パワーの第１プラスチックレンズと、少なくとも１枚の負の光学的パワーの第２プラスチックレンズとを備えて構成されてなり、前記第１および第２プラスチックレンズの少なくとも１面は、下記（１）を満たす非球面を有し、かつ、下記（２）および（３）の条件式を満たすことを特徴とする。
−６  ＜  ｄφｐ×ｆ２  ＜  −０．８      ・・・（１）
０．６  ＜  Ｚ／(Ｆｎｗ２)  ＜  ４．５      ・・・（２）
−２．４ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＡ  ＜  ２．４ｅ−４      ・・・（３）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｄφｐ＝φｐｍ−φｐ０
φｐ０：メリジオナル断面（光軸を含む平面）における光軸上の光学的パワー、
メリジオナル断面（光軸を含む平面）における光軸上の曲率をＣ０、面の前後の屈折率をＮ、Ｎ’とした場合に
φｐ０＝Ｃ０×（Ｎ’−Ｎ）
φｐｍ：軸上光束（像面で光軸上に収束する光束）のマージナル光線（最周辺）のメリジオナル断面（光軸を含む平面）における通過位置での光学的パワー、
メリジオナル断面（光軸を含む平面）における該通過位置での曲率をＣｍ、面の前後の屈折率をＮ、Ｎ’とした場合に
φｐｍ＝Ｃｍ×（Ｎ’−Ｎ）
Ｚ：変倍比（望遠端焦点距離を広角端焦点距離で割った値）
Ｆｎｗ：広角端におけるＦナンバー
ＢＦｔ：望遠端におけるバックフォーカス
φ２ｐＡ＝Σｋｉ／（ｆｐｉ×（１−Ｎｉ））
ｉは、前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズを表す指標であり、Σは、これらの和をとることを意味し、
ｋｉ：−３０℃〜７０℃の常温域であって波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光における前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズの屈折率の温度係数（１℃当たりの屈折率の変化量）
ｆｐｉ：前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズの焦点距離
Ｎｉ：前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズの屈折率
【０００９】
この構成において、第２レンズ群は、少なくとも１枚の正の光学的パワーのプラスチックレンズと少なくとも１枚の負の光学的パワーのプラスチックレンズとを含み、条件式（１）を満たす非球面を有する。このため、プラスチックレンズを採用することにより低コスト化を達成しながら、条件式（１）を満たす非球面を採用することにより良好に収差を補正することが可能となる。
【００１０】
前記条件式（１）は、前記第２レンズ群のプラスチックレンズの少なくとも１面が、光軸から離れるに従い、メリジオナル断面（光軸を含む平面）における光学的パワーがゆるくなる形状、すなわち、光学的パワーが正の場合では、メリジオナル断面（光軸を含む平面）における曲率がゆるくなっていく形状であって、光学的パワーが負の場合では、メリジオナル断面（光軸を含む平面）における曲率がきつくなっていく形状であることを表わしており、これにより球面収差を良好に補正し、大口径比で高性能な光学性能が達成可能となる。前記条件式（１）の下限を下回れば、球面収差が過剰補正となって好ましくない。前記条件式（１）の上限を上回れば、補正不足となって好ましくない。
【００１１】
また、前記非球面は、下記（１’）の条件式を満たすことがより一層好ましい。
−５  ＜  ｄφｐ×ｆ２  ＜  −０．９      ・・・（１’）
【００１２】
また、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べ、通常、温度変化による屈折率変化および体積変化が大きい。監視カメラ用の光学系では、コストの高いオートフォーカスなどの複雑な機構が採用されず、撮像素子を像面位置に固定して使用する簡易な構成が採用されることが多い。このような場合では、温度が変化した場合におけるバックフォーカスの変化が問題となる。ここで、上記構成では、変倍光学系が前記条件式（３）を満たすので、温度変化によってプラスチックレンズの屈折率が変化した場合におけるバックフォーカスの変化を小さく抑えることが可能となる。
【００１３】
また、プラスチックレンズを１枚のみ使用する場合では、プラスチックレンズの光学的パワーをできるだけ小さくする必要が生じ、収差補正の自由度が減ってしまう。ここで、上記構成では、前記条件式（３）を満たすように、正の光学的パワーの第１プラスチックレンズと負の光学的パワーの第２プラスチックレンズとを併用し、これらによって温度変化に起因するバックフォーカスの変化を打ち消し合うように構成可能なので、第１および第２プラスチックレンズの光学的パワーの自由度を増やすことが可能となる。
【００１４】
また、変倍光学系は、下記（３’）の条件式を満たすことがより一層好ましい。
−１．８ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＡ  ＜  １．８ｅ−４    ・・・（３’）
【００１５】
また、正の光学的パワーの第１プラスチックレンズと負の光学的パワーの第２プラスチックレンズとは、互いに接合した接合レンズで構成されてもよい。この構成によって第１および第２プラスチックレンズの相対偏心による収差劣化を抑えることが可能となる。なお、この場合における前記条件式（３）のφ２ｐＡにおける第１および第２プラスチックレンズの焦点距離ｆｐｉ（ｉ＝１，２）は、接合されていない状態における値である。
【００１６】
また、前記条件式（２）の下限を下回ると、充分なズーム比および明るさを確保することができずに好ましくない。前記条件式（２）の上限を上回ると、大口径比およびコンパクトを保ちながら、収差（特に球面収差）を良好に補正することが困難となる。
【００１７】
また、変倍光学系は、下記（２’）の条件式を満たすことがより一層好ましい。
０．８  ＜  Ｚ／(Ｆｎｗ２)  ＜  ３．０      ・・・（２’）
【００１８】
そして、この上記構成の変倍光学系において、下記（４）の条件式を満足することが望ましい。
２．８  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ６．０      ・・・（４）
ただし、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
この構成において、前記条件式（４）の下限を下回ると、第２レンズ群のパワーが強くなり過ぎ、第２レンズ群での球面収差の発生が大きくなって好ましくない。前記条件式（４）の上限を上回ると、全長が大きくなり過ぎて好ましくない。
【００１９】
また、変倍光学系は、下記（４’）の条件式を満たすことがより一層好ましい。
３．０  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ４．５      ・・・（４’）
【００２０】
そして、これら上記構成の変倍光学系において、下記（５）の条件式を満足することが望ましい。
−１ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＢ  ＜  １ｅ−４      ・・・（５）
ただし、
φ２ｐＢ＝Σαｉ／ｆｐｉ
ｉは、第２レンズ群内の各プラスチックレンズを表す指標であり、Σは、これらの和をとることを意味し、
αｉ：−３０℃〜７０℃の常温域における前記第２レンズ群内の各プラスチックレンズの線膨張係数
【００２１】
この構成において、前記条件式（５）を満たすので、温度変化によりプラスチックレンズが膨張あるいは収縮した場合におけるバックフォーカスの変化を小さく抑えることが可能となる。前記条件式（３）と同様に、プラスチックレンズを１枚のみ使用する場合では、プラスチックレンズの光学的パワーをできるだけ小さくする必要が生じ、収差補正の自由度が減ってしまう。ここで、上記構成では、前記条件式（５）を満たすように、正の光学的パワーの第１プラスチックレンズと負の光学的パワーの第２プラスチックレンズとを併用し、これらによって温度変化に起因するバックフォーカスの変化を打ち消し合うように構成可能なので、第１および第２プラスチックレンズの光学的パワーの自由度を増やすことが可能となる。
【００２２】
また、変倍光学系は、下記（５’）の条件式を満たすことがより一層好ましい。
−０．７ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＢ  ＜  ０．７ｅ−４      ・・・（５’）
【００２３】
そして、本発明の他の一態様に係る撮像装置は、これら上記構成のいずれかの変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする。
【００２４】
そして、本発明の他の一態様に係るデジタル機器は、上記構成の撮像装置と、前記撮像装置に被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを備え、前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に前記被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、従来と同程度以上の大口径比、光学性能、コンパクト性を確保しつつ、プラスチックレンズを用いて低コスト化を達成するとともに、温度変化による結像性能の劣化を低減することができる変倍光学系、撮像装置およびデジタル機器の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２７】
＜変倍光学系の構成の説明＞
図１は、実施形態における変倍光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。
【００２８】
図１において、この変倍光学系１は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１５の受光面（像面）上に、物体（被写体）の光学像を形成するものであって、物体側から像側へ順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群１１と、絞り１３と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群１２とを備え、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群１１と前記第２レンズ群１２とが互いの間隔が狭くなるよう移動し、前記絞り１３が前記第１レンズ群１１と前記第２レンズ群１２との間に固定されて配設され、第２レンズ群１２が少なくとも１枚の正の光学的パワーの第１プラスチックレンズと少なくとも１枚の負の光学的パワーの第２プラスチックレンズとを備えて構成されてなる変倍光学系である。なお、図１で例示した変倍光学系１は、後述する実施例１の変倍光学系１Ａ（図３）と同じ構成である。
【００２９】
図１では、第１レンズ群１１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（像側へ凹面を向けた負レンズ）１１１と、両凹の負レンズ１１２と、物体側に凸の正メニスカスレンズ１１３とから構成され、第２レンズ群１２は、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズ１２１と、両凸の正レンズ１２２と、両凹の負レンズ１２３と、物体側に凸の負メニスカスレンズ１２４と、両凸の正レンズ１２５とから構成され、正レンズ１２２と負レンズ１２３とは固定的に一体化された接合レンズであり、負メニスカスレンズ１２４と正レンズ１２５とがそれぞれ非球面の両面を持つプラスチックレンズである例を示している。第２レンズ群１２の物体側には、光学絞り１３（開口絞り）が固定されて配置されている。この変倍光学系１は、物体側から順に「負・正」の２成分を有する、いわゆる負リードの光学系である。
【００３０】
なお、接合レンズにおけるレンズ枚数は、接合レンズ全体で１枚ではなく、接合レンズを構成する単レンズの枚数で表すこととする。
【００３１】
第１レンズ群１１は、物体側より順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ１１１と、負レンズ１１２と、正レンズ１１３とから構成されている。このため、大きな負の光学的パワーを、光束が比較的小さい（光線の入射高さが低い）ところに配置でき収差（特に球面収差とコマ収差）の発生を抑えることが可能となる。また、大きな負の光学的パワーを負メニスカスレンズ１１１および負レンズ１１２に分担させることでも収差の発生を抑えることが可能となる。
【００３２】
また、第２レンズ群１２は、その最も像側に、負の光学的パワーのプラスチックレンズである負メニスカスレンズ１２４と、正の光学的パワーのプラスチックレンズである正レンズ１２５とが配置されている。このため、第２レンズ群１２の最も像側は、光線の入射高さ（軸上光束のマージナル光線の通過高さ）が比較的低く、非球面形状に対する誤差感度が小さく望ましい。温度変化の場合における球面収差の変動も抑えられ好ましい。
【００３３】
そして、第２レンズ群１２における正レンズ１２５の非球面と負メニスカスレンズ１２４の非球面とは、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、および、軸上光束（像面で光軸上に収束する光束）のマージナル光線（最周辺）のメリジオナル断面（光軸を含む平面）における通過位置での光学的パワーφｐｍと光軸上の光学的パワーφｐ０との差をｄφｐ（＝φｐｍ−φｐ０）とする場合に、下記（１）の条件式を満たすものとされる。
−６  ＜  ｄφｐ×ｆ２  ＜  −０．８      ・・・（１）
【００３４】
なお、軸上光束のマージナル光線のメリジオナル断面（光軸を含む平面）における通過位置での光学的パワーφｐｍは、この通過位置での曲率をＣｍおよび面の前後の屈折率をＮ、Ｎ’とした場合に下記（Ａ）の式で表され、そして、メリジオナル断面（光軸を含む平面）における光軸上の光学的パワーφｐ０は、メリジオナル断面（光軸を含む平面）における光軸上の曲率をＣ０および面の前後の屈折率をＮ、Ｎ’とした場合に下記（Ｂ）の式で表される。
φｐｍ＝Ｃｍ×（Ｎ’−Ｎ）      ・・・（Ａ）
φｐ０＝Ｃ０×（Ｎ’−Ｎ）      ・・・（Ｂ）
【００３５】
本実施形態の変倍光学系１では、第２レンズ群１２は、プラスチックレンズで構成される正レンズ１２５および負メニスカスレンズ１２４を含み、前記条件式（１）を満たす非球面を有している。このため、プラスチックレンズを採用することにより低コスト化を達成しながら、前記条件式（１）を満たす非球面を採用することにより良好に収差を補正することができる。また、プラスチックレンズは、ガラスレンズよりも軽量である。
【００３６】
前記条件式（１）は、前記第２レンズ群１２のプラスチックレンズ１２５、１２４の少なくとも１面が、光軸から離れるに従い、メリジオナル断面（光軸を含む平面）における光学的パワーがゆるくなる形状であることを表わしており、これにより球面収差が良好に補正され、大口径比で高性能な光学性能の達成が可能となる。前記条件式（１）の下限を下回れば、球面収差が過剰補正となって好ましくない。前記条件式（１）の上限を上回れば、補正不足となって好ましくない。また、球面収差をより良好に補正しつつ、大口径比でより高性能な光学特性を達成する観点から、前記非球面は、下記条件式（１’）を満たすことがより好ましい。
−５  ＜  ｄφｐ×ｆ２  ＜  −０．９      ・・・（１’）
【００３７】
そして、変倍光学系１は、望遠端（ｔ）の焦点距離を広角端（ｗ）の焦点距離で割った値である変倍比をＺ、広角端におけるＦナンバーをＦｎｗ、望遠端におけるバックフォーカスをＢＦｔ、および、第２レンズ群１２内の第１および第２プラスチックレンズ（本実施形態では正レンズ１２５および負メニスカスレンズ１２４がその一例に相当）の焦点距離ｆｐｉと屈折率Ｎｉと屈折率Ｎｉの温度係数ｋｉに基づく所定値をφ２ｐＡとする場合に、下記（２）および（３）の条件式を満たすものとされる。
０．６  ＜  Ｚ／(Ｆｎｗ２)  ＜  ４．５      ・・・（２）
−２．４ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＡ  ＜  ２．４ｅ−４      ・・・（３）
【００３８】
なお、前記所定値φ２ｐＡは、上述のように、第２レンズ群１２内の第１および第２プラスチックレンズの焦点距離をｆｐｉ、これらの屈折率をＮｉ、これらの屈折率Ｎｉの温度係数をｋｉとした場合に下記（Ｃ）の式で表される。
φ２ｐＡ＝Σｋｉ／（ｆｐｉ×（１−Ｎｉ））      ・・・（Ｃ）
ここで、ｉは、以下の同様に、前記第１および第２プラスチックレンズを表す指標であり、Σは、これらの和をとることを意味する。屈折率Ｎｉの温度係数ｋｉは、１℃当たりの屈折率の変化量であり、−３０℃〜７０℃の常温域であって波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光における値である。
【００３９】
前記条件式（２）の下限を下回ると、充分なズーム比および明るさを確保することができずに好ましくなく、一方、前記条件式（２）の上限を上回ると、大口径比およびコンパクトを保ちながら、収差（特に球面収差）を良好に補正することが困難となる。したがって、前記条件式（２）を満たすように構成された変倍光学系１では、充分なズーム比および明るさが確保されつつ、大口径比およびコンパクトを保ちながら収差が良好に補正される。また、より充分なズーム比および明るさを確保しつつ、大口径比およびコンパクトを保ちながら収差をより良好に補正する観点から、この変倍光学系１は、下記条件式（２’）を満たすことがより好ましい。
０．８  ＜  Ｚ／(Ｆｎｗ２)  ＜  ３．０      ・・・（２’）
【００４０】
また、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べ、通常、温度変化による屈折率変化および体積変化が大きい。監視カメラ用の光学系では、コストの高いオートフォーカスなどの複雑な機構が採用されず、撮像素子を像面位置に固定して使用する簡易な構成が採用されることが多い。このような場合では、温度が変化した場合におけるバックフォーカスＢＦｔの変化が問題となる。ここで、上記構成の変倍光学系１では、前記条件式（３）を満たすので、温度変化によって前記第１および第２プラスチックレンズ（本実施形態では正レンズ１２５および負メニスカスレンズ１２４がその一例に相当）の屈折率が変化した場合におけるバックフォーカスＢＦｔの変化を小さく抑えることが可能となる。
【００４１】
また、プラスチックレンズを１枚のみ使用する場合では、プラスチックレンズの光学的パワーをできるだけ小さくする必要が生じ、収差補正の自由度が減ってしまう。ここで、本実施形態の変倍光学系１では、前記条件式（３）を満たすように、正の光学的パワーの第１プラスチックレンズと負の光学的パワーの第２プラスチックレンズとを併用し、これらによって温度変化に起因するバックフォーカスＢＦｔの変化を打ち消し合うように構成可能なので、第１および第２プラスチックレンズの光学的パワーの自由度を増やすことが可能となる。
【００４２】
また、温度変化に起因するバックフォーカスＢＦｔの変化をより小さく抑える観点から、変倍光学系１は、下記条件式（３’）を満たすことがより好ましい。
−１．８ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＡ  ＜  １．８ｅ−４      ・・・（３’）
【００４３】
また、本実施形態における負メニスカスレンズ１２４と正レンズ１２５とは、互いに接合した接合レンズで構成されている。このため、負メニスカスレンズ１２４および正レンズ１２５における相対偏心による収差劣化を抑えることが可能となる。なお、この場合における前記条件式（３）のφ２ｐＡにおける負メニスカスレンズ１２４および正レンズ１２５の焦点距離ｆｐは、接合されていない状態における値である。
【００４４】
また、絞り１３は、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２との間に固定されて配設されているので、第２レンズ群１２を移動させ変倍し、第１レンズ群１１を移動させフォーカスする機構をそれぞれ独立に構成でき、変倍、フォーカスの機構を簡単にすることができる。
【００４５】
このような変倍光学系１の像側には、フィルタ１４を介して撮像素子１５が配置される。フィルタ１４は、平行平板状の光学素子であり、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラスなどを模式的に表したものである。使用用途、撮像素子、カメラの構成などに応じて、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタなどの光学フィルタを適宜に配置することが可能である。撮像素子１５は、この変倍光学系１によって結像された被写体の光学像における光量に応じてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路（不図示）へ出力する素子である。これらによって物体側の被写体光学像が、変倍光学系１によりその光軸ＡＸに沿って適宜な変倍比で撮像素子１５の受光面まで導かれ、撮像素子１５によって前記被写体の光学像が撮像される。
【００４６】
このような構成の変倍光学系１では、従来と同程度以上の大口径比、光学性能、コンパクト性を確保しつつ、プラスチックレンズを用いて低コスト化を達成するとともに、温度変化による結像性能の劣化を低減することができる変倍光学系、撮像装置およびデジタル機器の提供が可能となる。
【００４７】
また、このような構成の変倍光学系１において、第２レンズ群１２における球面収差やその全長の観点から、第２レンズ群１２の焦点距離をｆ２および広角端における全系の焦点距離をｆｗとする場合に、下記（４）の条件式を満足することが望ましい。
２．８  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ６．０      ・・・（４）
【００４８】
前記条件式（４）の下限を下回ると、第２レンズ群１２の光学的パワーが強くなり過ぎ、第２レンズ群１２での球面収差の発生が大きくなって好ましくない。前記条件式（４）の上限を上回ると、全長が大きくなり過ぎて好ましくない。
【００４９】
また、第２レンズ群における球面収差の発生を低減しつつ、全長をより短くする観点から、変倍光学系１は、下記条件式（４’）を満たすことがより好ましい。
３．０  ＜  ｆ２／ｆｗ  ＜  ４．５      ・・・（４’）
【００５０】
また、このような構成の変倍光学系１において、第２レンズ群１２内の第１および第２プラスチックレンズ（本実施形態では、正レンズ１２５および負メニスカスレンズ１２４がその一例に相当）の焦点距離ｆｐｉと線膨張係数αｉに基づく所定値をφ２ｐＢとする場合に、下記（５）の条件式を満足することが望ましい。
−１ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＢ  ＜  １ｅ−４      ・・・（５）
【００５１】
なお、前記所定値φ２ｐＢは、上述のように、第２レンズ群１２内の第１および第２プラスチックレンズの焦点距離をｆｐｉ、これらの線膨張係数をαｉとした場合に下記（Ｄ）の式で表される。
φ２ｐＢ＝Σαｉ／ｆｐｉ      ・・・（Ｄ）
ここで、線膨張係数αｉは、−３０℃〜７０℃の常温域における値である。
【００５２】
このような構成の変倍光学系１では、前記条件式（５）を満たすように構成されるので、温度変化により前記第１および第２プラスチックレンズ（本実施形態では正レンズ１２５および負メニスカスレンズ１２４がその一例に相当）が膨張あるいは収縮した場合におけるバックフォーカスＢＦｔの変化を小さく抑えることが可能となる。前記条件式（３）の場合と同様に、プラスチックレンズを１枚のみ使用する場合では、プラスチックレンズの光学的パワーをできるだけ小さくする必要が生じ、収差補正の自由度が減ってしまう。ここで、本実施形態の変倍光学系１では、前記条件式（５）を満たすように、正の光学的パワーの第１プラスチックレンズと負の光学的パワーの第２プラスチックレンズとを併用し、これらによって温度変化に起因するバックフォーカスＢＦｔの変化を打ち消し合うように構成可能なので、第１および第２プラスチックレンズの光学的パワーの自由度を増やすことが可能となる。
【００５３】
また、温度変化に起因するバックフォーカスＢＦｔの変化をより小さく抑える観点から、変倍光学系１は、下記条件式（５’）を満たすことがより好ましい。
−０．７ｅ−４  ＜  ＢＦｔ×φ２ｐＢ  ＜  ０．７ｅ−４      ・・・（５’）
【００５４】
また、このような構成の変倍光学系１において、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とする場合に、下記（６）の条件式を満たすことが望ましい。
−１．２  ＜  ｆ１／ｆ２  ＜  −０．６      （６）
【００５５】
前記条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズ群１２の光学的パワーが強くなり過ぎて、第２レンズ群１２での球面収差の発生が大きくなって好ましくない。前記条件式（６）の上限を上回ると、第１レンズ群１２の負の光学的パワーが強くなりすぎ、広角端での歪曲収差の発生が大きくなり好ましくない。
【００５６】
また、第２レンズ群１２での球面収差の発生をより抑制しつつ、広角端での歪曲収差の発生をより抑制する観点から、変倍光学系１は、下記条件式（６’）を満たすことがより好ましい。
−１．１  ＜  ｆ１／ｆ２  ＜  −０．７      ・・・（６’）
【００５７】
＜変倍光学系を組み込んだデジタル機器の説明＞
次に、上述の変倍光学系１が組み込まれたデジタル機器について説明する。
【００５８】
図２は、実施形態におけるデジタル機器の構成を示すブロック図である。デジタル機器３は、撮像機能のために、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、制御部３５、記憶部３６およびＩ／Ｆ部３７を備えて構成される。デジタル機器３としては、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ（モニタカメラ）、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ，Personal Digital Assistant）、パーソナルコンピュータおよびモバイルコンピュータを挙げることができ、これらの周辺機器（例えば、マウス、スキャナおよびプリンタなど）を含んでよい。
【００５９】
撮像部３０は、撮像装置２１と撮像素子１５とを備えて構成される。撮像装置２１は、図１に示したような変倍光学系１と、光軸方向にレンズを駆動し変倍およびフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置等とを備えて構成される。被写体からの光線は、変倍光学系１によって撮像素子１５の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。
【００６０】
撮像素子１５は、上述したように、変倍光学系１により結像された被写体の光学像をＲ，Ｇ，Ｂの色成分の電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として画像生成部３１に出力する。撮像素子１５は、制御部３５によって静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像、または、撮像素子１５における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）などの撮像動作が制御される。
【００６１】
画像生成部３１は、撮像素子１５からのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理などを行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正および色ムラ補正などの周知の画像処理を行って、画像信号から各画素の画像データを生成する。画像生成部３１で生成された画像データは、画像データバッファ３２に出力される。
【００６２】
画像データバッファ３２は、画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し画像処理部３３によって後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリであり、例えば、揮発性の記憶素子であるＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される。
【００６３】
画像処理部３３は、画像データバッファ３２の画像データに対し、解像度変換などの画像処理を行う回路である。また、必要に応じて画像処理部３３に、変倍光学系１では補正しきれなかった収差を補正させるように構成することも可能である。
【００６４】
駆動部３４は、制御部３５から出力される制御信号によって所望の変倍およびフォーカシングを行わせるように変倍光学系１の複数のレンズ群を駆動する。
【００６５】
制御部３５は、例えばマイクロプロセッサおよびその周辺回路などを備えて構成され、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、記憶部３６およびＩ／Ｆ部３７の各部の動作をその機能に従って制御する。すなわち、この制御部３５によって、撮像装置２１は、被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を実行するよう制御される。
【００６６】
記憶部３６は、被写体の静止画撮影または動画撮影によって生成された画像データを記憶する記憶回路であり、例えば、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Read Only Memory）や、書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）や、ＲＡＭなどを備えて構成される。つまり、記憶部３６は、静止画用および動画用のメモリとしての機能を有する。
【００６７】
Ｉ／Ｆ部３７は、外部機器と画像データを送受信するインターフェースであり、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４などの規格に準拠したインターフェースである。
【００６８】
このような構成のデジタル機器３の撮像動作に次について説明する。
【００６９】
静止画を撮影する場合は、制御部３５は、撮像装置２１に静止画の撮影を行わせるように制御すると共に、撮像装置２１の図略の前記レンズ駆動装置を駆動し、フォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子１５の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像がディスプレイ（不図示）に表示される。そして、撮影者は、前記ディスプレイを参照することで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することが可能となる。この状態でいわゆるシャッターボタン（不図示）が押されることによって、静止画用のメモリとしての記憶部３６に画像データが格納され、静止画像が得られる。
【００７０】
この場合において、被写体が撮像素子から離れた位置にある、あるいは近くの被写体を拡大したいためズーム撮影を行う場合には、制御部３５は、変倍のためのレンズ駆動を実行し、変倍光学系１に連続的にズーミングを行わせる。これによって、撮影者から離れた被写体であっても拡大率を調節することによって、通常の等倍撮影と同様、主被写体がその画面中の所望の位置に収まるように調整し、拡大された静止画像を得ることができる。
【００７１】
また、動画撮影を行う場合は、制御部３５は、撮像装置２１に動画の撮影を行わせるように制御する。後は、静止画撮影の場合と同様にして、撮影者は、前記ディスプレイ（不図示）を参照することで、撮像装置２１を通して得た被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。この場合において、静止画撮影と同様に、被写体像の拡大率を調節することができ、前記シャッターボタン（不図示）を押すことによって、動画撮影が開始される。この撮影中において被写体の拡大率を随時変えることも可能である。
【００７２】
動画撮影時、制御部３５は、撮像装置２１に動画の撮影を行わせるように制御すると共に、撮像装置２１の図略の前記レンズ駆動装置を駆動し、フォーカシングを行う。これによって、ピントの合った光学像が撮像素子１５の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像がディスプレイ（不図示）に表示される。そして、もう一度前記シャッターボタン（不図示）を押すことで、動画撮影が終了する。撮影された動画像は、動画用のメモリとしての記憶部３６に導かれて格納される。
【００７３】
このような撮像装置２１およびデジタル機器３では、従来と同程度以上の大口径比、光学性能、コンパクト性を確保しつつ、プラスチックレンズを用いて低コスト化を達成するとともに、温度変化による結像性能の劣化を低減することができる変倍光学系１を備えるので、小型化や低コスト化を図ることができる。特に、変倍光学系１が小型であるので、携帯電話に好適であり、また特に、変倍光学系１が小型で広角であるので、監視カメラに好適である。
【００７４】
＜変倍光学系のより具体的な実施形態の説明＞
以下、図１に示したような変倍光学系１、すなわち図２に示したようなデジタル機器３に搭載される撮像装置２１に備えられる変倍光学系１の具体的な構成を、図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００７５】
図３は、実施例１における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。また、図３には、この変倍光学系１Ａの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）におけるレンズ配置も示されている。
【００７６】
実施例１の変倍光学系１Ａは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）と、光学絞りＳＴと、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）とからなる負・正の２成分ズーム構成であり、ズーミングの際には、図３に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）と前記第２レンズ群１２とが移動し、光学絞りＳＴは、固定で移動しない。
【００７７】
より詳しくは、実施例１の変倍光学系１Ａは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【００７８】
第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、両凹の負レンズ（第２レンズＬ２）および物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）、両凹の負レンズ（第６レンズＬ６）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第７レンズＬ７）および両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）からなる。なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、接合レンズであり、第７レンズＬ７および第８レンズＬ８は、両面が非球面のプラスチックレンズである。
【００７９】
本実施例では、第７レンズＬ７には、その材料として、例えば、大阪ガスケミカル（株）製の製品名「ＯＫＰ４」を用いることができる。「ＯＫＰ４」は、フルオレン系ポリエステルであり、屈折率ｆｐ＝1.607、屈折率の温度係数ｋ＝-1.3e-04（／Ｋ）、線膨張係数α＝7.2e-05（／Ｋ）である。後述する実施例２、実施例３および実施例６の第７レンズＬ７も同様の硝材から構成されている。
【００８０】
また、本実施例では、第８レンズＬ８には、その材料として、例えば、日本ゼオン（株）製の製品名「ＺＥＯＮＥＸ  Ｅ４８Ｒ」を用いることができる。「ＺＥＯＮＥＸ  Ｅ４８Ｒ」は、シクロオレフィンポリマーであり、屈折率ｆｐ＝1.53048、屈折率の温度係数ｋ＝-1.0e-04（／Ｋ）、線膨張係数α＝6.0e-05（／Ｋ）である。後述する実施例２、実施例３および実施例６の第８レンズＬ８も同様の硝材から構成されている。
【００８１】
第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、光学絞りＳＴが固定されて配置され、像側には、フィルタとしての平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。
【００８２】
図３において、各レンズ面に付されている番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、物体側から数えた場合のｉ番目のレンズ面（ただし、レンズの接合面は１つの面として数えるものとする。）であり、ｒｉに「＊」印が付されている面は、非球面であることを示す。なお、光学絞り（ＳＴ）、平行平板（ＦＴ)の両面および撮像素子（ＳＲ）の受光面も１つの面として扱っている。このような取り扱いおよび符号の意義は、後述の実施例２ないし実施例７についても同様である（図４ないし図９）。ただし、全く同一のものであるという意味ではなく、例えば、各実施例１〜７の各図３〜９を通じて、最も物体側に配置されるレンズ面には、同じ符号（ｒ１）が付されているが、これらの曲率などが各実施例１〜７を通じて同一であるという意味ではない。
【００８３】
このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞りＳＴ、第２レンズ群（Ｇｒ２）および平行平板（ＦＴ）を通過し、撮像素子（ＳＲ）の受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子（ＳＲ）では、光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理などが施され、デジタル映像信号としてデジタルカメラなどのデジタル機器のメモリに記録されたり、有線あるいは無線の通信によって他のデジタル機器に伝送されたりする。
【００８４】
この実施例１の変倍光学系１Ａでは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図３に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体から離れる方向に曲線的（像側に凸となる曲線）に移動され、第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体に近づく方向に直線的に移動され、光学絞りＳＴは、常に、固定で移動しない。このように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１レンズ群（Ｇｒ１）と第２レンズ群（Ｇｒ２）とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、その間に配設されている光学絞りＳＴは、固定である。
【００８５】
実施例１の変倍光学系１Ａにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【００８６】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号          ｒ          ｄ        ｎｄ        νｄ
物面            ∞          ∞
１            17.569      0.800      1.80420      46.49
２             6.547      4.430
３           -49.85       0.600      1.80420      46.49
４            11.064      0.909
５            11.579      1.897      1.92286      20.88
６            30.944      可変
７（絞り）      ∞        可変
８            10.366      1.916      1.80420      46.49
９            26.770      0.100
１０           7.506      2.594      1.49700      81.61
１１         -82.373      0.700      1.84666      23.78
１２          30.104      0.539
１３＊        12.830      1.000      1.60700      27.10
１４＊         4.611      0.508
１５＊         5.719      2.261      1.53048      55.72
１６＊       -21.029      可変
１７            ∞        2.750      1.51680      64.20
１８            ∞        1.00
像面            ∞
非球面データ
第１３面
K＝0.0000e+000，A4＝-2.3830e-003，A6＝2.9325e-005，A8＝4.4734e-006，A10＝-1.6248e-007
第１４面
K＝0.0000e+000,A4＝-2.5422e-003，A6＝-2.5197e-004，A8＝2.6829e-005，A10＝-1.1942e-006
第１５面
K＝0.0000e+000，A4＝8.5315e-004，A6＝-3.2936e-004，A8＝3.6416e-005，A10＝-1.7321e-006
第１６面
K＝0.0000e+000，A4＝1.4388e-003，A6＝-6.8817e-005，A8＝2.1306e-005，A10＝-1.2959e-006
各種データ
ズームデータ
ズーム比  3.60
広角      中間      望遠
焦点距離      2.803      5.316      10.083
Ｆナンバー    1.353      1.735       2.708
画角         47.014     24.251      12.735
像高          2.250      2.250       2.250
レンズ全長   48.368     37.749      36.095
ＢＦ          7.023      9.905      15.371
ｄ６         13.742      3.123       1.469
ｄ７          9.348      6.466       1.000
ｄ１６        4.210      7.092      12.558
ズームレンズ群データ
群      始面      焦点距離
１      １          -8.356
２      ８           9.583
上記の面データにおいて、面番号は、図３に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。番号ｉに＊が付された面は、非球面（非球面形状の屈折光学面または非球面と等価な屈折作用を有する面）であることを示す。
【００８７】
また、“ｒ”は、各面の曲率半径（単位はｍｍ）、“ｄ”は、無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）、“ｎｄ”は、各レンズのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、“νｄ”は、アッベ数をそれぞれ示している。なお、光学絞り（ＳＴ）、平行平面板（ＦＴ）の両面、撮像素子（ＳＲ）の受光面の各面は、平面であるために、それらの曲率半径は、∞（無限大）である。
【００８８】
上記の非球面データは、非球面とされている面（面データにおいて番号ｉに＊が付された面）の２次曲面パラメータ（円錐係数Ｋ）と非球面係数Ａｉ（ｉ＝４，６，８，１０）の値とを示すものである。なお、光学面の非球面形状は、面頂点を原点、物体から撮像素子に向かう向きをｚ軸の正の方向とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用い、次式により定義している。
ｚ（ｈ）＝ｃｈ２／［１＋√｛１−(1＋Ｋ)ｃ２ｈ２}]＋ΣＡｉ・ｈｉ
ただし、ｚ（ｈ）：高さｈの位置でのｚ軸方向の変位量（面頂点基準）
ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ２＝ｘ２＋ｙ２）
ｃ：近軸曲率（＝１／曲率半径）
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｋ：２次曲面パラメータ（円錐係数）
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１の変倍光学系１Ａにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を、図１０、図１１および図１２にそれぞれ示す。図１０は、広角端（Ｗ）における各収差を表し、図１１は、中間点（Ｍ）における各収差を表し、図１２は、望遠端（Ｔ）における各収差を表している。球面収差および非点収差の横軸は、焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、歪曲収差の横軸は、実際の像高を理想像高に対する割合（％）で表している。球面収差の縦軸は、入射高で規格化した値で示してあるが、非点収差および歪曲収差の縦軸は、像高をｍｍ単位で表してある。
【００８９】
球面収差の図には、実線でｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、破線でＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）の３つの光の収差をそれぞれ示してある。また、非点収差の図中、破線は、タンジェンシャル（メリディオナル）面、実線は、サジタル（ラディアル）面における結果をそれぞれ表している。非点収差および歪曲収差の図は、上記ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）を用いた場合の結果である。以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜７に係るコンストラクションデータ、各収差を示す図１３〜図３０においても同様である。
【実施例２】
【００９０】
図４は、実施例２における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。また、図４には、この変倍光学系１Ａの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）におけるレンズ配置も示されている。
【００９１】
実施例２の変倍光学系１Ｂは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）と、光学絞りＳＴと、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）とからなる負・正の２成分ズーム構成であり、ズーミングの際には、図４に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）と前記第２レンズ群１２とが移動し、光学絞りＳＴは、固定で移動しない。
【００９２】
より詳しくは、実施例２の変倍光学系１Ｂは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【００９３】
第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、両凹の負レンズ（第２レンズＬ２）および物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）、像側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）および両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）からなる。なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、接合レンズであり、第７レンズＬ７および第８レンズＬ８は、両面が非球面のプラスチックレンズである。
【００９４】
第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、光学絞りＳＴが固定されて配置され、像側には、フィルタとしての平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。
【００９５】
この実施例２の変倍光学系１Ｂでは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図４に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体から離れる方向に曲線的（像側に凸となる曲線）に移動され、第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体に近づく方向に直線的に移動され、光学絞りＳＴは、常に、固定で移動しない。このように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１レンズ群（Ｇｒ１）と第２レンズ群（Ｇｒ２）とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、その間に配設されている光学絞りＳＴは、固定である。
【００９６】
実施例２の変倍光学系１Ｂにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【００９７】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号          ｒ          ｄ        ｎｄ        νｄ
物面            ∞          ∞
１            17.981      0.800      1.77250      49.65
２             6.678      4.373
３           -64.561      0.600      1.71300      53.94
４             8.700      1.156
５             9.772      1.917      1.84666      23.78
６            19.755      可変
７（絞り）      ∞        可変
８            10.174      2.067      1.78590      43.93
９            31.278      0.100
１０           7.823      3.640      1.49700      81.61
１１         -15.383      0.700      1.84666      23.78
１２         -74.793      0.200
１３＊       -36.891      1.000      1.60700      27.10
１４＊         9.437      0.407
１５＊         7.952      1.967      1.53048      55.72
１６＊       -20.880      可変
１７            ∞        2.750      1.51680      64.20
１８            ∞        1.00
像面            ∞
非球面データ
第１３面
K＝0.0000e+000，A4＝-7.1948e-005，A6＝-5.2555e-005，A8＝9.5460e-006，A10＝-2.8620e-007
第１４面
K＝0.0000e+000，A4＝-5.7725e-004，A6＝-2.7425e-004，A8＝2.5152e-005，A10＝-8.2176e-009
第１５面
K＝0.0000e+000，A4＝-1.1252e-003，A6＝-3.1791e-004，A8＝1.9294e-005，A10＝1.6241e-007
第１６面
K＝0.0000e+000，A4＝6.7821e-004，A6＝-1.0120e-004，A8＝8.6757e-006，A10＝-3.1906e-007
各種データ
ズームデータ
ズーム比  3.59
広角      中間      望遠
焦点距離      2.803      5.314      10.070
Ｆナンバー    1.354      1.790       2.881
画角         47.020     24.283      12.754
像高          2.250      2.250       2.250
レンズ全長   48.368     38.761      37.926
ＢＦ          7.025     10.121      15.985
ｄ６         12.456      2.849       2.014
ｄ７          9.960      6.864       1.000
ｄ１６        4.212      7.308      13.172
ズームレンズ群データ
群      始面      焦点距離
１      １          -7.819
２      ８           9.641
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例２の変倍光学系１Ｂにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を、図１３、図１４および図１５にそれぞれ示す。図１３は、広角端（Ｗ）における各収差を表し、図１４は、中間点（Ｍ）における各収差を表し、図１５は、望遠端（Ｔ）における各収差を表している。
【実施例３】
【００９８】
図５は、実施例３における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。また、図５には、この変倍光学系１Ｃの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）におけるレンズ配置も示されている。
【００９９】
実施例３の変倍光学系１Ｃは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）と、光学絞りＳＴと、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）とからなる負・正の２成分ズーム構成であり、ズーミングの際には、図５に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）と前記第２レンズ群１２とが移動し、光学絞りＳＴは、固定で移動しない。
【０１００】
より詳しくは、実施例３の変倍光学系１Ｃは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１０１】
第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、両凹の負レンズ（第２レンズＬ２）および物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第５レンズＬ５）、両凸の正レンズ（第６レンズＬ６）、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）および両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）からなる。なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、接合レンズであり、第７レンズＬ７および第８レンズＬ８は、両面が非球面のプラスチックレンズである。
【０１０２】
第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、光学絞りＳＴが固定されて配置され、像側には、フィルタとしての平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。
【０１０３】
この実施例３の変倍光学系１Ｃでは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図５に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体から離れる方向に曲線的（像側に凸となる曲線）に移動され、第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体に近づく方向に直線的に移動され、光学絞りＳＴは、常に、固定で移動しない。このように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１レンズ群（Ｇｒ１）と第２レンズ群（Ｇｒ２）とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、その間に配設されている光学絞りＳＴは、固定である。
【０１０４】
実施例３の変倍光学系１Ｃにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１０５】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号          ｒ          ｄ        ｎｄ        νｄ
物面            ∞          ∞
１            26.559      0.800      1.83400      37.35
２             6.975      5.624
３           -22.228      0.700      1.69680      55.48
４            17.998      0.156
５            15.233      2.421      1.92286      20.88
６           124.669      可変
７（絞り）      ∞        可変
８            11.096      1.599      1.83481      42.72
９            21.558      0.100
１０           7.942      0.809      1.84666      23.78
１１           5.655      3.058      1.62041      60.35
１２        -174.706      0.673
１３＊       -22.432      0.800      1.60700      27.10
１４＊         8.140      0.507
１５＊         9.342      2.025      1.53048      55.72
１６＊       -10.575      可変
１７            ∞        2.750      1.51680      64.20
１８            ∞        1.00
像面            ∞
非球面データ
第１３面
K＝0.0000e+000，A4＝-5.3482e-004，A6＝-5.2327e-005，A8＝8.2507e-006，A10＝-2.4108e-007
第１４面
K＝0.0000e+000，A4＝-2.3024e-004，A6＝-3.0865e-004，A8＝2.2524e-005，A10＝-3.1902e-007
第１５面
K＝0.0000e+000，A4＝-6.1738e-004，A6＝-3.4543e-004，A8＝1.4686e-005，A10＝-1.0619e-007
第１６面
K＝0.0000e+000，A4＝1.2331e-004，A6＝-1.2353e-004，A8＝7.0591e-006，A10＝-2.4473e-007
各種データ
ズームデータ
ズーム比  3.40
広角      中間      望遠
焦点距離      2.873      5.295      9.758
Ｆナンバー    1.350      1.590      2.454
画角         65.290     32.751     17.559
像高          3.000      3.000      3.000
レンズ全長   51.057     39.214     36.256
ＢＦ         14.337     10.152     15.067
ｄ６         15.918      4.075      1.117
ｄ７          8.382      5.715      0.800
ｄ１６        4.672      7.339     12.254
ズームレンズ群データ
群      始面      焦点距離
１      １          -9.097
２      ８          10.018
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例３の変倍光学系１Ｃにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を、図１６、図１７および図１８にそれぞれ示す。図１６は、広角端（Ｗ）における各収差を表し、図１７は、中間点（Ｍ）における各収差を表し、図１８は、望遠端（Ｔ）における各収差を表している。
【実施例４】
【０１０６】
図６は、実施例４における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。また、図６には、この変倍光学系１Ｄの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）におけるレンズ配置も示されている。
【０１０７】
実施例４の変倍光学系１Ｄは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）と、光学絞りＳＴと、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）とからなる負・正の２成分ズーム構成であり、ズーミングの際には、図６に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）と前記第２レンズ群１２とが移動し、光学絞りＳＴは、固定で移動しない。
【０１０８】
より詳しくは、実施例４の変倍光学系１Ｄは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１０９】
第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、両凹の負レンズ（第２レンズＬ２）および物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）、両凹の負レンズ（第６レンズＬ６）および両凸の正レンズ（第７レンズＬ７）からなる。なお、第６レンズＬ６および第７レンズＬ７は、両面が非球面のプラスチックレンズである。
【０１１０】
本実施例では、第６レンズＬ６には、その材料として、例えば、実施例１の第７レンズＬ７と同様に、大阪ガスケミカル（株）製の製品名「ＯＫＰ４」を用いることができる。また、本実施例では、第７レンズＬ７には、その材料として、例えば、実施例１の第８レンズＬ８と同様に、日本ゼオン（株）製の製品名「ＺＥＯＮＥＸ  Ｅ４８Ｒ」を用いることができる。
【０１１１】
第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、光学絞りＳＴが固定されて配置され、像側には、フィルタとしての平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。
【０１１２】
この実施例４の変倍光学系１Ｄでは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図６に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体から離れる方向に曲線的（像側に凸となる曲線）に移動され、第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体に近づく方向に直線的に移動され、光学絞りＳＴは、常に、固定で移動しない。このように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１レンズ群（Ｇｒ１）と第２レンズ群（Ｇｒ２）とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、その間に配設されている光学絞りＳＴは、固定である。
【０１１３】
実施例４の変倍光学系１Ｄにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１１４】
数値実施例４
単位  ｍｍ
面データ
面番号          ｒ          ｄ        ｎｄ        νｄ
物面            ∞          ∞
１            20.951      0.902      1.80420      46.49
２             7.519      5.919
３           -27.843      0.820      1.48749      70.45
４             9.130      1.301
５            10.793      1.711      1.92286      20.88
６            16.757      可変
７（絞り）      ∞        可変
８            10.302      2.080      1.62041      60.35
９            46.470      0.100
１０           8.991      3.405      1.49700      81.61
１１         -19.029      0.858
１２＊        -9.148      0.801      1.60700      27.10
１３＊         9.814      0.524
１４＊         8.684      2.272      1.53048      55.72
１５＊        -8.369      可変
１６            ∞        2.750      1.51680      64.20
１７            ∞        1.00
像面            ∞
非球面データ
第１２面
K＝0.0000e+000，A4＝-1.1234e-004，A6＝-7.0695e-005，A8＝8.3176e-006，A10＝-2.1112e-007
第１３面
K＝0.0000e+000，A4＝-4.6373e-004，A6＝-3.0640e-004，A8＝2.0562e-005，A10＝-2.5697e-007
第１４面
K＝0.0000e+000，A4＝-8.9260e-004，A6＝-3.4674e-004，A8＝1.6462e-005，A10＝-1.8223e-007
第１５面
K＝0.0000e+000，A4＝5.1365e-004，A6＝-1.1528e-004，A8＝6.2732e-006，A10＝-1.9115e-007
各種データ
ズームデータ
ズーム比  2.04
広角      中間      望遠
焦点距離      2.873      4.100      5.854
Ｆナンバー    1.229      1.377      1.632
画角         62.398     42.304     29.322
像高          3.000      3.000      3.000
レンズ全長   49.076     41.850     37.816
ＢＦ         10.467      8.843     10.868
ｄ６         16.714      9.488      5.454
ｄ７          4.242      2.825      0.800
ｄ１５        4.613      6.030      8.055
ズームレンズ群データ
群      始面      焦点距離
１      １          -8.475
２      ８           9.784
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例４の変倍光学系１Ｄにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を、図１９、図２０および図２１にそれぞれ示す。図１９は、広角端（Ｗ）における各収差を表し、図２０は、中間点（Ｍ）における各収差を表し、図２１は、望遠端（Ｔ）における各収差を表している。
【実施例５】
【０１１５】
図７は、実施例５における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。また、図７には、この変倍光学系１Ｅの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）におけるレンズ配置も示されている。
【０１１６】
実施例５の変倍光学系１Ｅは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）と、光学絞りＳＴと、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）とからなる負・正の２成分ズーム構成であり、ズーミングの際には、図７に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）と前記第２レンズ群１２とが移動し、光学絞りＳＴは、固定で移動しない。
【０１１７】
より詳しくは、実施例５の変倍光学系１Ｅは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１１８】
第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、両凹の負レンズ（第２レンズＬ２）および物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）からなる。なお、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは、接合レンズである。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第５レンズＬ５）、両凸の正レンズ（第６レンズＬ６）、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）および両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）からなる。なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、接合レンズであり、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、接合レンズであり、そして、第４レンズＬ４および第７レンズＬ７は、物体側の面が非球面のプラスチックレンズであり、第８レンズＬ８は、像面側の面が非球面のプラスチックレンズである。
【０１１９】
本実施例では、第７レンズＬ７には、その材料として、例えば、実施例１の第７レンズＬ７と同様に、大阪ガスケミカル（株）製の製品名「ＯＫＰ４」を用いることができる。また、本実施例では、第４レンズＬ４および第８レンズＬ８には、その材料として、例えば、実施例１の第８レンズＬ８と同様に、日本ゼオン（株）製の製品名「ＺＥＯＮＥＸ  Ｅ４８Ｒ」を用いることができる。
【０１２０】
第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、光学絞りＳＴが固定されて配置され、像側には、フィルタとしての平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。
【０１２１】
この実施例５の変倍光学系１Ｅでは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図７に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体から離れる方向に曲線的（像側に凸となる曲線）に移動され、第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体に近づく方向に直線的に移動され、光学絞りＳＴは、常に、固定で移動しない。このように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１レンズ群（Ｇｒ１）と第２レンズ群（Ｇｒ２）とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、その間に配設されている光学絞りＳＴは、固定である。
【０１２２】
実施例５の変倍光学系１Ｅにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１２３】
数値実施例５
単位  ｍｍ
面データ
面番号          ｒ          ｄ        ｎｄ        νｄ
物面            ∞          ∞
１            20.838      0.900      1.83481      42.72
２             7.271      6.428
３           -16.912      0.817      1.51680      64.20
４            12.840      2.165      1.92286      20.88
５            43.102      可変
６（絞り）      ∞        可変
７＊          11.751      1.811      1.53048      55.72
８            69.676      0.381
９            16.404      0.800      1.84666      23.78
１０           9.541      4.946      1.77250      49.65
１１         -15.388      0.108
１２＊       -21.981      0.800      1.60700      27.10
１３           8.641      2.814      1.53048      55.72
１４＊       -16.818      可変
１５            ∞        2.750      1.51680      64.20
１６            ∞        1.00
像面            ∞
非球面データ
第７面
K＝0.0000e+000，A4＝-2.4067e-004，A6＝-2.0899e-006，A8＝-5.4515e-008，A10＝-1.1719e-009
第１２面
K＝0.0000e+000，A4＝-3.5563e-005，A6＝8.6413e-006，A8＝1.1682e-007，A10＝-2.1243e-009
第１４面
K＝0.0000e+000，A4＝3.8830e-004，A6＝1.2755e-005，A8＝-7.6967e-008，A10＝1.2276e-008
各種データ
ズームデータ
ズーム比  2.54
広角      中間      望遠
焦点距離      3.076      4.900      7.810
Ｆナンバー    1.030      1.170      1.503
画角         60.333     35.631     21.928
像高          3.000      3.000      3.000
レンズ全長   51.032     41.479     37.233
ＢＦ         11.137      9.236     12.132
ｄ５         16.130      6.576      2.331
ｄ６          5.512      3.696      0.800
ｄ１４        4.607      6.423      9.319
ズームレンズ群データ
群      始面      焦点距離
１      １          -9.715
２      ７           9.668
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例５の変倍光学系１Ｅにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を、図２２、図２３および図２４にそれぞれ示す。図２２は、広角端（Ｗ）における各収差を表し、図２３は、中間点（Ｍ）における各収差を表し、図２４は、望遠端（Ｔ）における各収差を表している。
【実施例６】
【０１２４】
図８は、実施例６における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。また、図８には、この変倍光学系１Ｅの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）におけるレンズ配置も示されている。
【０１２５】
実施例６の変倍光学系１Ｆは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）と、光学絞りＳＴと、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）とからなる負・正の２成分ズーム構成であり、ズーミングの際には、図８に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）と前記第２レンズ群１２とが移動し、光学絞りＳＴは、固定で移動しない。
【０１２６】
より詳しくは、実施例６の変倍光学系１Ｆは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１２７】
第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、両凹の負レンズ（第２レンズＬ２）および物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、両凸の正レンズ（第４レンズＬ４）、像側に凸の負メニスカスレンズ（第５レンズＬ５）、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第７レンズＬ７）および両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）からなる。なお、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは、接合レンズであり、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、接合レンズであり、そして、第７レンズＬ７は、物体側の面が非球面のプラスチックレンズであり、第８レンズＬ８は、像面側の面が非球面のプラスチックレンズである。
【０１２８】
第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、光学絞りＳＴが固定されて配置され、像側には、フィルタとしての平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。
【０１２９】
この実施例の変倍光学系１Ｆでは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図８に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体から離れる方向に曲線的（像側に凸となる曲線）に移動され、第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体に近づく方向に直線的に移動され、光学絞りＳＴは、常に、固定で移動しない。このように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１レンズ群（Ｇｒ１）と第２レンズ群（Ｇｒ２）とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、その間に配設されている光学絞りＳＴは、固定である。
【０１３０】
実施例６の変倍光学系１Ｆにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１３１】
数値実施例６
単位  ｍｍ
面データ
面番号          ｒ          ｄ        ｎｄ        νｄ
物面            ∞          ∞
１            57.998      0.914      1.80420      46.49
２             7.626      5.183
３           -18.979      0.800      1.48749      70.45
４            20.670      0.112
５            17.415      1.839      1.92286      20.88
６            66.365      可変
７（絞り）      ∞        可変
８            17.171      4.228      1.49700      81.61
９            -9.771      2.490      1.83400      37.35
１０         -24.391      0.100
１１          10.150      3.191      1.80420      46.49
１２          78.807      0.980
１３＊      9281.921      0.813      1.60700      27.10
１４           5.953      3.404      1.53048      55.72
１５＊       -19.385      可変
１６            ∞        2.750      1.51680      64.20
１７            ∞        1.00
像面            ∞
非球面データ
第１３面
K＝-6.0664e+017，A4＝-1.1777e-004，A6＝6.7396e-006，A8＝-7.3477e-008，A10＝4.2721e-010
第１４面
K＝-3.2715e+001，A4＝-7.3041e-005，A6＝3.4192e-005，A8＝-9.0841e-007，A10＝2.3023e-008
各種データ
ズームデータ
ズーム比  2.54
広角      中間      望遠
焦点距離      3.077      4.900      7.806
Ｆナンバー    1.030      1.231      1.584
画角         64.283     36.213     22.048
像高          3.000      3.000      3.000
レンズ全長   53.043     43.206     38.923
ＢＦ         11.181      9.453     12.583
ｄ６         15.606      5.770      1.487
ｄ７          5.893      3.929      0.800
ｄ１５        4.676      6.640      9.770
ズームレンズ群データ
群      始面      焦点距離
１      １          -9.519
２      ８          10.251
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例６の変倍光学系１Ｆにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を、図２５、図２６および図２７にそれぞれ示す。図２５は、広角端（Ｗ）における各収差を表し、図２６は、中間点（Ｍ）における各収差を表し、図２７は、望遠端（Ｔ）における各収差を表している。
【実施例７】
【０１３２】
図９は、実施例７における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。また、図９には、この変倍光学系１Ｅの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）におけるレンズ配置も示されている。
【０１３３】
実施例７の変倍光学系１Ｇは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）と、光学絞りＳＴと、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）とからなる負・正の２成分ズーム構成であり、ズーミングの際には、図９に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）と前記第２レンズ群１２とが移動し、光学絞りＳＴは、固定で移動しない。
【０１３４】
より詳しくは、実施例７の変倍光学系１Ｇは、各レンズ群（Ｇｒ１、Ｇｒ２）が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１３５】
第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、両凹の負レンズ（第２レンズＬ２）および物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、両凸の正レンズ（第４レンズＬ４）、像側に凸の負メニスカスレンズ（第５レンズＬ５）、像側に凸の正レンズ（第６レンズＬ６）および像側に凸の負メニスカスレンズ（第７レンズＬ７）からなる。なお、第６レンズＬ６および第７レンズＬ７は、両面が非球面のプラスチックレンズである。
【０１３６】
本実施例では、第６レンズＬ６には、その材料として、例えば、実施例１の第８レンズＬ８と同様に、日本ゼオン（株）製の製品名「ＺＥＯＮＥＸ  Ｅ４８Ｒ」を用いることができる。また、本実施例では、第７レンズＬ７には、その材料として、例えば、実施例１の第８レンズＬ８と同様に、その材料として、例えば、実施例１の第７レンズＬ７と同様に、大阪ガスケミカル（株）製の製品名「ＯＫＰ４」を用いることができる。
【０１３７】
第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、光学絞りＳＴが固定されて配置され、像側には、フィルタとしての平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。
【０１３８】
この実施例の変倍光学系１Ｆでは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図９に示すように、第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体から離れる方向に曲線的（像側に凸となる曲線）に移動され、第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体に近づく方向に直線的に移動され、光学絞りＳＴは、常に、固定で移動しない。このように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第１レンズ群（Ｇｒ１）と第２レンズ群（Ｇｒ２）とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、その間に配設されている光学絞りＳＴは、固定である。
【０１３９】
実施例７の変倍光学系１Ｇにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１４０】
数値実施例７
単位  ｍｍ
面データ
面番号          ｒ          ｄ        ｎｄ        νｄ
物面            ∞          ∞
１            29.308      0.900      1.80420      46.49
２             6.899      5.689
３           -24.434      0.800      1.80420      46.49
４            20.800      0.209
５            16.980      4.916      1.92286      20.88
６           760.053      可変
７（絞り）      ∞        可変
８             7.843      3.790      1.62041      60.35
９           -16.888      0.632
１０         -11.482      0.800      1.84666      23.78
１１         -25.272      0.100
１２＊        19.119      2.391      1.53048      55.72
１３＊        -6.438      0.300
１４＊        -3.687      1.593      1.60700      27.10
１５＊        -6.493      可変
１６            ∞        2.750      1.51680      64.20
１７            ∞        1.00
像面            ∞
非球面データ
第１２面
K＝0.0000e+000，A4＝-8.7544e-004，A6＝9.4527e-007，A8＝-2.1325e-006，A10＝0.0000e+000，A12＝0.0000e+000
第１３面
K＝0.0000e+000，A4＝1.0295e-003，A6＝-5.1602e-007，A8＝-9.0464e-007，A10＝0.0000e+000，A12＝0.0000e+000
第１４面
K＝-2.8192e+000，A4＝1.1281e-003，A6＝5.8607e-007，A8＝-1.0495e-007，A10＝-2.5945e-008，A12＝1.9276e-009
第１５面
K＝0.0000e+000，A4＝4.2546e-003，A6＝-1.2032e-004，A8＝7.3900e-006，A10＝-3.8270e-007，A12＝1.0851e-008
各種データ
ズームデータ
ズーム比  2.54
広角      中間      望遠
焦点距離      2.854      4.737      7.862
Ｆナンバー    1.232      1.497      1.958
画角         66.164     36.762     21.684
像高          3.000      3.000      3.000
レンズ全長   51.081     40.983     37.090
ＢＦ         11.120      9.720     13.158
ｄ６         15.002      4.905      1.011
ｄ７          6.309      4.238      0.800
ｄ１５        4.836      6.907     10.345
ズームレンズ群データ
群      始面      焦点距離
１      １          -8.913
２      ８           9.805
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例７の変倍光学系１Ｇにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を、図２８、図２９および図３０にそれぞれ示す。図２８は、広角端（Ｗ）における各収差を表し、図２９は、中間点（Ｍ）における各収差を表し、図３０は、望遠端（Ｔ）における各収差を表している。
【０１４１】
上記に列挙した実施例１〜７の変倍光学系１Ａ〜１Ｇに、上述した条件式（１）〜（６）を当てはめた場合のそれぞれの数値を、表１に示す。
【０１４２】
【表１】
2008310133.tif 000003
【０１４３】
以上、説明したように、上記実施例１〜７における変倍光学系１Ａ〜１Ｇは、本発明に係る要件を満足している結果、従来と同程度以上の大口径比、光学性能、コンパクト性を確保しつつ、プラスチックレンズを用いて低コスト化を達成するとともに、温度変化による結像性能の劣化を低減することができる。
【０１４４】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更及び/又は改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。従って、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】実施形態における変倍光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。
【図２】実施形態におけるデジタル機器の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図４】実施例２における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図５】実施例３における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図６】実施例４における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図７】実施例５における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図８】実施例６における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図９】実施例７における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図１０】実施例１の広角端におけるレンズ群の収差図である。
【図１１】実施例１の中間点におけるレンズ群の収差図である。
【図１２】実施例１の望遠端におけるレンズ群の収差図である。
【図１３】実施例２の広角端におけるレンズ群の収差図である。
【図１４】実施例２の中間点におけるレンズ群の収差図である。
【図１５】実施例２の望遠端におけるレンズ群の収差図である。
【図１６】実施例３の広角端におけるレンズ群の収差図である。
【図１７】実施例３の中間点におけるレンズ群の収差図である。
【図１８】実施例３の望遠端におけるレンズ群の収差図である。
【図１９】実施例４の広角端におけるレンズ群の収差図である。
【図２０】実施例４の中間点におけるレンズ群の収差図である。
【図２１】実施例４の望遠端におけるレンズ群の収差図である。
【図２２】実施例５の広角端におけるレンズ群の収差図である。
【図２３】実施例５の中間点におけるレンズ群の収差図である。
【図２４】実施例５の望遠端におけるレンズ群の収差図である。
【図２５】実施例６の広角端におけるレンズ群の収差図である。
【図２６】実施例６の中間点におけるレンズ群の収差図である。
【図２７】実施例６の望遠端におけるレンズ群の収差図である。
【図２８】実施例７の広角端におけるレンズ群の収差図である。
【図２９】実施例７の中間点におけるレンズ群の収差図である。
【図３０】実施例７の望遠端におけるレンズ群の収差図である。
【符号の説明】
【０１４６】
ＡＸ  光軸
１、１Ａ〜１Ｇ  変倍光学系
３  デジタル機器
１１、Ｇｒ１  第１レンズ群
１２、Ｇｒ２  第２レンズ群
１３、ＳＴ  絞り
１５、ＳＲ  撮像素子
２１  撮像装置
【図１】
2008310133.tif 000004
【図２】
2008310133.tif 000005
【図３】
2008310133.tif 000006
【図４】
2008310133.tif 000007
【図５】
2008310133.tif 000008
【図６】
2008310133.tif 000009
【図７】
2008310133.tif 000010
【図８】
2008310133.tif 000011
【図９】
2008310133.tif 000012
【図１０】
2008310133.tif 000013
【図１１】
2008310133.tif 000014
【図１２】
2008310133.tif 000015
【図１３】
2008310133.tif 000016
【図１４】
2008310133.tif 000017
【図１５】
2008310133.tif 000018
【図１６】
2008310133.tif 000019
【図１７】
2008310133.tif 000020
【図１８】
2008310133.tif 000021
【図１９】
2008310133.tif 000022
【図２０】
2008310133.tif 000023
【図２１】
2008310133.tif 000024
【図２２】
2008310133.tif 000025
【図２３】
2008310133.tif 000026
【図２４】
2008310133.tif 000027
【図２５】
2008310133.tif 000028
【図２６】
2008310133.tif 000029
【図２７】
2008310133.tif 000030
【図２８】
2008310133.tif 000031
【図２９】
2008310133.tif 000032
【図３０】
2008310133.tif 000033