(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群が配列されてなり、
該第１レンズ群および該第２レンズ群を光軸上で移動させることによって変倍が行われるようになし、
該第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、２枚の負レンズ、および正レンズを配列してなり、前記第２レンズ群は、物体側より順に、２枚の正レンズ、両凹レンズ、および２枚の正レンズを配列してなり、
以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする広角ズームレンズ。
0.43 ＜｜ｆ１／ｆ２｜＜ 0.85      （１）
0.35 ＜ｆ１Ｎ／ｆ１＜ 0.75        （２）
0.30 ＜｜ｍ２Ｗ｜＜ 0.48          （３）
ただし、
ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、
ｆ１Ｎは第１レンズ群における物体側から３つのレンズの合成焦点距離、
ｍ２Ｗ  は広角端における第２レンズ群の横倍率
【請求項２】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１記載の広角ズームレンズ。
0.43 ＜｜ｆ１／ｆ２｜＜ 0.75      （４）
【請求項３】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の広角ズームレンズ。
0.8 ＜ｆｆ１ｆ２／ｆ１＜ 1.4      （５）
ただし、
ｆｆ１ｆ２は第１レンズ群における物体側から２つのレンズの合成焦点距離
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画角が100度以上の広角ズームレンズに関し、特に監視用カメラ、さらにはＣＣＤを搭載した各種のビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適に用いられるズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、負の屈折力のレンズ群が先行する構成は、広角化に適し、バックフォーカスの確保も比較的容易という特長を有している。しかしながら、その一方、特に２群構成のものでは、物体側から負、正のレンズ群構成となるため、レンズ系全体が非対称になり、変倍に伴う収差変動が大きくなることから、全変倍範囲にわたる良好な光学性能を得る事が難しくなる。
【０００３】
従来、負、正の２群ズームレンズとしては、特開平９−１７１１３９号公報や特開平１１−３４４６７０号公報に開示されたもの等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平９−１７１１３９号公報記載のレンズ系は、画角が100度以上で、広角なレンズ系とはされているが、第２レンズ群が７枚構成で全体としては１１枚ものレンズを要し、レンズ系のコンパクト化を達成することが難しい。一方、上記特開平１１−３４４６７０号公報記載のレンズ系は、第１レンズ群が負レンズ２枚と正レンズ１枚の計３枚からなり、全体として８枚構成のコンパクトなものとされているが、その一方で、画角100度以上の広角ズームレンズを達成しようとすると、第１レンズ群が３枚構成であるために、収差を良好に補正することが困難であり、さらにこの２枚の負レンズの曲率が大きくなるため加工性が悪化する。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、光学性能および加工性が良好で、画角を100度以上のものとし得るコンパクトな広角ズームレンズを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の広角ズームレンズは、物体側から順に負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群が配列されてなり、
該第１レンズ群および該第２レンズ群を光軸上で移動させることによって変倍が行われるようになし、
該第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、２枚の負レンズ、および正レンズを配列してなり、前記第２レンズ群は、物体側より順に、２枚の正レンズ、両凹レンズ、および２枚の正レンズを配列してなり、以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とするものである。
0.43 ＜｜ｆ１／ｆ２｜＜ 0.85      （１）
0.35 ＜ｆ１Ｎ／ｆ１＜ 0.75        （２）
0.30 ＜｜ｍ２Ｗ｜＜ 0.48          （３）
ただし、
ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、
ｆ１Ｎは第１レンズ群中における物体側から３つのレンズの合成焦点距離、
ｍ２Ｗ  は広角端における第２レンズ群の横倍率
【０００７】
また、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
0.43 ＜｜ｆ１／ｆ２｜＜ 0.75      （４）
【０００８】
さらに、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
【０００９】
0.8 ＜ｆｆ１ｆ２／ｆ１＜ 1.4      （５）
ただし、
ｆｆ１ｆ２は第１レンズ群における物体側から２つのレンズの合成焦点距離
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用い、具体的な実施例を用いて説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態を代表させた実施例１に係る広角ズームレンズの構成を示す図である。図示するように、本実施形態の広角ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する、４枚構成の第１レンズ群Ｇ１ と正の屈折力を有する、５枚構成の第２レンズ群Ｇ２ が配列されてなり、全体として９枚のコンパクトなレンズ構成とされている。また、第１レンズ群Ｇ１ と第２レンズ群Ｇ２ の間には絞り１が配され、第２レンズ群Ｇ２ の像側には赤外線カットフィルタ等のフィルタ部２が配されており、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は固体撮像素子（ＣＣＤ）の撮像面３上の結像位置に結像される。
【００１２】
また、変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｘに沿って移動する。さらに、第１レンズ群Ｇ１を光軸に沿って移動させることによりフォーカシングを行う。
【００１３】
また、本実施形態のズームレンズは、以下の条件式（１）〜（３）を満足するように構成されている。
0.43 ＜｜ｆ１／ｆ２｜＜ 0.85      （１）
0.35 ＜ｆ１Ｎ／ｆ１＜ 0.75        （２）
0.30 ＜｜ｍ２Ｗ｜＜ 0.48          （３）
ただし、
ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、
ｆ１Ｎは第１レンズ群Ｇ１中における物体側から３つのレンズの合成焦点距離、
ｍ２Ｗ  は広角端における第２レンズ群Ｇ２の横倍率
【００１４】
以下、上記条件式（１）〜（３）の意義について説明する。
上記条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２のパワー配分を適切に設定するためのものである。この下限を超えると、第２レンズ群Ｇ２の移動量が増加するため、全長が増大してしまう。また、像面湾曲が正の大きな値となり補正が困難となる。一方、その上限値を超えると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強くなり過ぎ、第２レンズ群Ｇ２で発生する負の球面収差を補正することが困難となる。また、広角化する上で不利となる。
【００１５】
上記条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の物体側から３つのレンズのパワーを適切に設定するためのものである。この下限を超えると、第１レンズ群Ｇ１の負のパワーが強くなり過ぎるため、広角端における歪曲収差が負の方向に増大し、補正が困難となる。一方、その上限を超えると、第１レンズ群Ｇ１の負のパワーが弱くなるため、前玉径が増大し、レンズ系のコンパクト化に不利となる。
【００１６】
上記条件式（３）は、広角端における第２レンズ群Ｇ２の横倍率の範囲を適切に設定するためのものである。この下限を超えると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強くなり過ぎるため、球面収差が負に増大し補正が困難となる。一方、その上限を超えると、変倍に伴う第２レンズ群Ｇ２の移動量が大きくなり、全長の増大を招く。
【００１７】
なお、上記条件式（１）に替えて下記条件式（４）を満足することにより、より広角化が容易となり、さらに下記条件式（５）満足するように構成すれば、光学性能を良好に維持しつつ１１０゜以上の広画角を達成することが可能である。
【００１８】
0.43 ＜｜ｆ１／ｆ２｜＜ 0.75      （４）
0.8 ＜ｆｆ１ｆ２／ｆ１＜ 1.4      （５）
ただし、
ｆｆ１ｆ２は第１レンズ群Ｇ１における物体側から２つのレンズの合成焦点距離
【００１９】
以下、具体的な実施例を用いて、本発明の広角ズームレンズをより詳細に説明する。
【００２０】
＜実施例１＞
本実施例１に係る広角ズームレンズの構成は、図１に示すとおりである。
すなわち、上記第１レンズ群Ｇ１ は、物体側より順に、いずれも物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる、第１レンズＬ１ および第２レンズＬ２と、両凹の第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第４レンズＬ４が配列されてなる。
【００２１】
また、上記第２レンズ群Ｇ２ は、物体側より順に、両凸の第５レンズＬ５ と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第６レンズＬ６ と、両凹の第７レンズＬ７と、いずれも両凸の第８レンズＬ８ および第９レンズＬ９ が配列されてなる。
【００２２】
以下、実施例１について具体的なデータを示す。
【００２３】
表１に、本実施例１の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄ およびアッベ数νｄ を示す。また、表１の上段に、焦点距離ｆ（ｍｍ）およびＦ値を示す。なお、表１および以下の表２、３、４において、各記号に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
【００２４】
【表１】
0004738614.tif 000002
【００２５】
さらに、表５に、本実施例における上記条件式（１）〜（５）に対応する値を示す。
【００２６】
また、図２は、本実施例１に係る広角ズームレンズの、広角端（ｆ＝２．２９ｍｍ）、中間位置（ｆ＝３．４３ｍｍ）および望遠端（ｆ＝４．５８ｍｍ）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を示す収差図である。なお、これらの収差図および以下の収差図においてωは半画角を示す。また、非点収差の各収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における収差を示す。
【００２７】
表５および図２に示すように、実施例１のズームレンズは条件式（１）〜（５）を全て満足しており、Ｆ値が１．４６〜１．８３と明るく、画角２ωが１１７．２゜と広角で、各収差を良好に補正し得る高性能な広角ズームレンズとされている。
【００２８】
＜実施例２＞
本実施例２に係る広角ズームレンズの構成は基本的には実施例１と同様であるが、第１レンズ群Ｇ１の、第２レンズＬ２が両凹レンズ、第３レンズＬ３が物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである点が異なっている。
【００２９】
以下、実施例２について具体的なデータを示す。
【００３０】
表２に、本実施例２の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄ およびアッベ数νｄ を示す。また、表２の上段に、焦点距離ｆ（ｍｍ）およびＦ値を示す。
【００３１】
【表２】
0004738614.tif 000003
【００３２】
さらに、表５に、本実施例における上記条件式（１）〜（５）に対応する値を示す。
【００３３】
また、図３は、本実施例２に係る広角ズームレンズの、広角端（ｆ＝２．２４ｍｍ）、中間位置（ｆ＝３．３６ｍｍ）および望遠端（ｆ＝４．４８ｍｍ）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を示す収差図である。また、非点収差の各収差図には、サジタル像面（Ｓ）およびタンジェンシャル像面（Ｔ）における収差を示す。また、図６は、本実施例２に係る広角ズームレンズの構成を示す図である。
【００３４】
表５および図３に示すように、実施例２のズームレンズは条件式（１）〜（５）を全て満足しており、Ｆ値が１．４５〜１．９７と明るく、画角２ωが１１９．６゜と広角で、各収差を良好に補正し得る高性能な広角ズームレンズとされている。
【００３５】
＜実施例３＞
本実施例３に係る広角ズームレンズの構成は基本的には実施例１と同様であるが、第１レンズ群Ｇ１の第４レンズＬ４が両凸レンズであり、第２レンズ群Ｇ２の第６レンズＬ６が両凸レンズである点が異なっている。
【００３６】
以下、実施例３について具体的なデータを示す。
【００３７】
表３に、本実施例３の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄ およびアッベ数νｄ を示す。また、表３の上段に、焦点距離ｆ（ｍｍ）およびＦ値を示す。
【００３８】
【表３】
0004738614.tif 000004
【００３９】
さらに、表５に、本実施例における上記条件式（１）〜（５）に対応する値を示す。
【００４０】
また、図４は、本実施例３に係る広角ズームレンズの、広角端（ｆ＝２．２９ｍｍ）、中間位置（ｆ＝３．４４ｍｍ）および望遠端（ｆ＝４．５９ｍｍ）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を示す収差図である。また、非点収差の各収差図には、サジタル像面（Ｓ）およびタンジェンシャル像面（Ｔ）における収差を示す。また、図７は、本実施例３に係る広角ズームレンズの構成を示す図である。
【００４１】
表５および図４に示すように、実施例３のズームレンズは条件式（１）〜（５）を全て満足しており、Ｆ値が１．４５〜１．７６と明るく、画角２ωが１１５．８゜と広角で、各収差を良好に補正し得る高性能な広角ズームレンズとされている。
【００４２】
＜実施例４＞
本実施例４に係る広角ズームレンズの構成は基本的には実施例２と同様である。
【００４３】
以下、実施例４について具体的なデータを示す。
【００４４】
表４に、本実施例４の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄ およびアッベ数νｄ を示す。また、表４の上段に、焦点距離ｆ（ｍｍ）およびＦ値を示す。
【００４５】
【表４】
0004738614.tif 000005
【００４６】
さらに、表５に、本実施例における上記条件式（１）〜（５）に対応する値を示す。
【００４７】
また、図５は、本実施例４に係る広角ズームレンズの、広角端（ｆ＝２．２３ｍｍ）、中間位置（ｆ＝３．３４ｍｍ）および望遠端（ｆ＝４．４６ｍｍ）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を示す収差図である。また、非点収差の各収差図には、サジタル像面（Ｓ）およびタンジェンシャル像面（Ｔ）における収差を示す。また、図８は、本実施例４に係る広角ズームレンズの構成を示す図である。
【００４８】
表５および図５に示すように、実施例４のズームレンズは条件式（１）〜（５）を全て満足しており、Ｆ値が１．４５〜１．９４と明るく、画角２ωが１２０．０゜と広角で、各収差を良好に補正し得る高性能な広角ズームレンズとされている。
【００４９】
【表５】
0004738614.tif 000006
【００５０】
なお、本発明の広角レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上述した各実施例の各レンズ群を構成するレンズの枚数や形状は適宜変更可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る広角ズームレンズによれば、負、正の２群構成とするとともに、各レンズのパワーを適切に設定する所定の条件式を満足することにより、画角を100度以上のものとしつつ光学性能および加工性を良好なものとすることができ、さらにコンパクト化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係る広角ズームレンズの構成を示す図
【図２】実施例１に係る広角ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を示す収差図
【図３】実施例２に係る広角ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を示す収差図
【図４】実施例３に係る広角ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を示す収差図
【図５】実施例４に係る広角ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を示す収差図
【図６】実施例２に係る広角ズームレンズの構成を示す図
【図７】実施例３に係る広角ズームレンズの構成を示す図
【図８】実施例４に係る広角ズームレンズの構成を示す図
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ９ レンズ
Ｇ１〜Ｇ２ レンズ群
Ｘ 光軸
１ 絞り
２ フィルタ部
３ 固体撮像素子（ＣＣＤ）撮像面
【図１】
0004738614.tif 000007
【図２】
0004738614.tif 000008
【図３】
0004738614.tif 000009
【図４】
0004738614.tif 000010
【図５】
0004738614.tif 000011
【図６】
0004738614.tif 000012
【図７】
0004738614.tif 000013
【図８】
0004738614.tif 000014