(57)【要約】【課題】  レンズ枚数が少なく、小型で高性能な２群ズームレンズを提供する。【解決手段】  ズームレンズ１０は、物体側から順に、負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｇ１１と、正の屈折力をもつ第２レンズ群Ｇ１２からなり、第１レンズ群Ｇ１１と第２レンズ群Ｇ１２との空気間隔を変えることにより変倍を行う。第１レンズ群Ｇ１１は物体側から順に、負の屈折力をもつ第１レンズ１１、正の屈折力をもつ第２レンズ１２からなり、第２レンズ群Ｇ１２は物体側から順に、正の屈折力をもつ第３レンズ１３、負の屈折力をもつ第４レンズ１４からなり、第２レンズ群Ｇ１２の焦点距離をｆ2 、広角端での合成焦点距離をｆw 、第１レンズ１１の物体側曲率半径をＲ1 としたときに、  （１）  １．５５＜ｆ2 ／ｆw ＜１．８４  （２）  −０．１００＜１／Ｒ1 ＜０．０１５を満たす。【選択図】        図１
2005148435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負の屈折力をもつ第１レンズ群と、正の屈折力をもつ第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は物体側から順に、負の屈折力をもつ第１レンズ、正の屈折力をもつ第２レンズからなり、
前記第２レンズ群は物体側から順に、正の屈折力をもつ第３レンズ、負の屈折力をもつ第４レンズからなり、下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
（１）  １．５５＜ｆ2 ／ｆw ＜１．８４
（２）  −０．１００＜１／Ｒ1 ＜０．０１５
ただし、
ｆ2 ：第２レンズ群の焦点距離
ｆw ：広角端における全系の合成焦点距離
Ｒ1 ：第１レンズの物体側曲率半径
【請求項２】
次の条件式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。
（３）  ν2 ＜２５
（４）  ν3 ／ν4 ＞２．７
ただし
ν2 ：第２レンズのｄ線でのアッベ数
ν3 ：第３レンズのｄ線でのアッベ数
ν4 ：第４レンズのｄ線でのアッベ数
【請求項３】
前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群を構成する４枚のレンズ全てが非球面形状を有することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等に好適であり、レンズ全長の短縮化を図った２群ズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
２群のズームレンズは、物体側から順に正負の屈折力を有するテレフォトタイプと負正の屈折力を有するレトロフォーカスタイプに大別される。デジタルカメラにおいては、ＣＣＤ等の固体撮像素子に対する光線入射角が小さく、被写体光の利用効率を高くできる点で望ましいテレフォトタイプが多く用いられる。また、デジタルカメラにおいては、小型化とコストダウンが大きな課題であることから、レンズ枚数の削減が重要である。これらを満たす従来のズームレンズとして、前群レンズ２枚、後群レンズ２枚の計４枚で構成された２群ズームレンズが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３３８１０号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載のズームレンズはレンズを小型化するために１／４型ＣＣＤに適した設計がされており、像高２．２５ｍｍの範囲の結像領域において良好な性能を維持している。しかしながら、３００万画素以上の高画素の撮像素子としては、１／４型ＣＣＤではサイズが小さく、現在主流の１／２．７型ＣＣＤ（像高３．３３ｍｍ）程度のサイズが必要となる。なお、サイズの小さいＣＣＤでは１画素の面積が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が悪化するという問題もある。このため、特許文献１のズームレンズを１／２．７型ＣＣＤに用いることはできず、高画素化に対応できない。もし、レンズの寸法の比率を保ったまま比例拡大するとレンズサイズが大きくなる。特許文献２記載のズームレンズは、パワー配分が異なるものの特許文献１記載のレンズを比例拡大したものに相当し、高画素化への対応に伴ってレンズ全長が長くなってしまっている。
【０００５】
そこで本発明は、１／２．７型ＣＣＤに対応できるよう、像高３．３３ｍｍの結像領域まで良好な性能を維持し、小型のズームレンズを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は物体側から順に、負の屈折力をもつ第１レンズ、正の屈折力をもつ第２レンズからなり、前記第２レンズ群は物体側から順に、正の屈折力をもつ第３レンズ、負の屈折力をもつ第４レンズからなり、第２レンズ群の焦点距離ｆ2 、広角端における全系の合成焦点距離をｆw 、第１レンズの物体側曲率半径をＲ1 としたときに、
（１）  １．５５＜ｆ2 ／ｆw ＜１．８４
（２）  −０．１００＜１／Ｒ1 ＜０．０１５
を満たすものである。
【０００７】
また、第２レンズのｄ線でのアッベ数をν2 、第３レンズのｄ線でのアッベ数をν3 、第４レンズのｄ線でのアッベ数をν4 としたときに、
（３）  ν2 ＜２５
（４）  ν3 ／ν4 ＞２．７
を満足することが好ましい。さらに、前記の第１レンズ群及び第２レンズ群を構成する４枚のレンズは全て非球面レンズであることが望ましい。
【０００８】
（作用）
本発明は、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群との間隔を減少させることにより、ワイド端からテレ端にズーミングが行われるレトロフォーカスタイプのズームレンズである。条件式（１）により、第２レンズ群のパワーを規定し、広角端での全長を短くすることができる。（１）式の上限を超えると、第２レンズ群のパワーが弱くなるため、全長が長くなる。また下限を下回ると、第２レンズ群のパワーが強くなり、球面収差、コマ収差の補正が困難になる。デジタルカメラ等で一般的に使われるレトロフォーカスタイプのレンズは、広角端において最も全長が長くなることが多く、広角端での全長が短くなれば沈胴厚を薄くすることができる。カメラを小型化していくとフラッシュ発光部と鏡胴が接近し、鏡胴がフラッシュ光の一部を遮って撮影画像にけられが生じ易くなるが、広角端での全長を短くすることでこの問題が解決される。
【０００９】
条件式（２）では、第１レンズの物体側曲率半径を規定しており、（２）式の上限を超えると正の曲率が強くなり、広角端での周辺光量を確保するためにレンズ径が大きくなってしまう。また下限を下回る場合には、負の曲率が強くなり、負の歪曲収差が増大してしまう。上記第１レンズには、歪曲収差補正のため非球面を用いるが、高いパワーを必要とするため、屈折率が小さい材料であるプラスチックで形成された非球面では、曲率半径が過小となり、収差の増大を招くため、高い屈折率のガラスが選ばれる。
【００１０】
条件式（３）は、第２レンズのアッベ数を規定するものである。本発明は、レンズ全長の短縮と、収差の抑制を達成するために、第１レンズに高屈折率の硝材を使用した構成を有し、第１レンズの分散が大きくなる。従って、それを補正するために（３）式を満たすアッベ数を有する第２レンズにより、第１レンズで発生する色収差を打ち消すことが望ましい。
【００１１】
条件式（４）は、第３レンズと第４レンズのアッベ数の関係を規定するものである。本発明は、第２レンズ群が第３レンズと第４レンズのみで構成されているため、この２枚のレンズで色消しが十分になされていることが望ましく、（４）式が満たされないと、２枚のレンズのアッベ数の差が小さくなり、色収差を補正できなくなる。
【００１２】
また、本発明は、第１レンズ群及び第２レンズ群を構成する４枚のレンズ全てに非球面レンズが用いられる。第１レンズ及び第２レンズは、歪曲の補正と同時に像面側に倒れる像面湾曲を補正し、第３レンズ及び第４レンズは、球面収差の補正と同時に物体側に倒れる像面湾曲を補正する。いずれか１枚のレンズを球面レンズに変更すると、収差補正が不十分となり、性能が落ちてしまう。つまり、広角端の全長を短くし、性能を確保するために、全てのレンズを非球面レンズとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、収差が良好に補正されたコンパクトなズームレンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施例を示す。
【実施例１】
【００１５】
図１において、ズームレンズ１０は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ１２とからなる。第１群Ｇ１１は、像面側に曲率半径の小さい凹面を有する両凹の負レンズ１１と、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ１２からなる。第２群Ｇ１２は、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ１３と、物体側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ１４とからなる。負レンズ１４の像面側には、光学ローパスフィルタ１５と、撮像素子を覆うカバーガラス１６とが平行平面板として設けられている。
【００１６】
表１にズームレンズ１０の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚及び各レンズの空気間隔を表す面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、アッベ数νの値を示す。なお、表中の番号は物体側から各レンズの屈折面に付した面番号を表すものである。面番号の左欄に＊が記されている面は非球面である。また、図２に短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端の諸収差をそれぞれ示す。
【００１７】
【表１】
2005148435.tif 000003
【００１８】
表１においてＤ４、Ｄ９はズーム時に変化する値を意味する。表２に短焦点距離端（広角）をＷ、中間焦点距離をＭ、長焦点距離端（望遠端）をＴとして、Ｄ４，Ｄ９、全系の合成焦点距離ｆ（ｍｍ）、ＦナンバーＦ、半画角ωをそれぞれ示す。
【００１９】
【表２】
2005148435.tif 000004
表１において、面番号の左欄に「＊」を付した非球面は、その面の頂点を原点、光軸方向にＸ軸をとった直交座標系において、Ｙを光軸からの高さ、Ｒを頂点の曲率半径、Ｋを円錐係数とし、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを非球面係数としたときに下記式で表される。
【００２０】
【数１】
2005148435.tif 000005
【００２１】
この非球面の各定数を表３に示す。表中の「Ｅ−ｉ」は「×１０-i」を表している。
【００２２】
【表３】
2005148435.tif 000006
【００２３】
ズームレンズ１０は、その特徴値がそれぞれ
ｆ2 ／ｆw ＝１．８１
１／Ｒ1 ＝−０．０３７
ν2 ＝２３．９
ν3 ／ν4 ＝２．９４
であり、本発明の条件式
（１）  １．５５＜ｆ2 ／ｆw ＜１．８４
（２）  −０．１００＜１／Ｒ1 ＜０．０１５
（３）  ν2 ＜２５
（４）  ν3 ／ν4 ＞２．７
を全て満たす。
【実施例２】
【００２４】
図３において、ズームレンズ２０は、負の屈折力を有する第１群Ｇ２１と、正の屈折力を有する第２群Ｇ２２とからなる。第１群Ｇ２１は、像面側に曲率半径の小さい凹面を有する両凹の負レンズ２１と、物体側に凸面を向けたメニスカスの正レンズ２２とからなる。第２群Ｇ２２は、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ２３と、物体側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ２４とからなる。表４にズームレンズ２０のレンズデータを示し、表５に各ズーム段でのデータ、表６に非球面係数を示す。また、図４に各ズーム段の諸収差をそれぞれ示す。
【００２５】
【表４】
2005148435.tif 000007
【００２６】
【表５】
2005148435.tif 000008
【００２７】
【表６】
2005148435.tif 000009
【００２８】
ズームレンズ２０は、その特徴値がそれぞれ
ｆ2 ／ｆw ＝１．７９
１／Ｒ1 ＝−０．０１３
ν2 ＝２３．９
ν3 ／ν4 ＝２．９４
であり、本発明の条件式（１）〜（４）を全て満たす。
【実施例３】
【００２９】
図５において、ズームレンズ３０は、負の屈折力を有する第１群Ｇ３１と、正の屈折力を有する第２群Ｇ３２とからなる。第１群Ｇ３１は、像面側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ３１と、物体側に凸面を向けたメニスカスの正レンズ３２とからなる。第２群Ｇ３２は、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ３３と、物体側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ３４とからなる。表７にズームレンズ３０のレンズデータを示し、表８に各ズーム段でのデータ、表９に非球面係数を示す。また、図６に各ズーム段の諸収差をそれぞれ示す。
【００３０】
【表７】
2005148435.tif 000010
【００３１】
【表８】
2005148435.tif 000011
【００３２】
【表９】
2005148435.tif 000012
【００３３】
ズームレンズ３０は、その特徴値がそれぞれ
ｆ2 ／ｆw ＝１．８３
１／Ｒ1 ＝０．０１
ν2 ＝２３．９
ν3 ／ν4 ＝２．９４
であり、本発明の条件式（１）〜（４）を全て満たす。
【実施例４】
【００３４】
図７において、ズームレンズ４０は、負の屈折力を有する第１群Ｇ４１と、正の屈折力を有する第２群Ｇ４２とからなる。第１群Ｇ４１は、像面側に曲率半径の小さい凹面を有する両凹の負レンズ４１と、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ４２とからなる。第２群Ｇ４２は、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ４３と、物体側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ４４とからなる。表１０にズームレンズ４０のレンズデータを示し、表１１に各ズーム段でのデータ、表１２に非球面係数を示す。また、図８に各ズーム段の諸収差をそれぞれ示す。
【００３５】
【表１０】
2005148435.tif 000013
【００３６】
【表１１】
2005148435.tif 000014
【００３７】
【表１２】
2005148435.tif 000015
【００３８】
ズームレンズ４０は、その特徴値がそれぞれ
ｆ2 ／ｆw ＝１．８２
１／Ｒ1 ＝−０．０３３
ν2 ＝２３．９
ν3 ／ν4 ＝２．９４
であり、本発明の条件式（１）〜（４）を全て満たす。
【実施例５】
【００３９】
図９において、ズームレンズ５０は、負の屈折力を有する第１群Ｇ５１と、正の屈折力を有する第２群Ｇ５２とからなる。第１群Ｇ５１は、像面側に曲率半径の小さい凹面を有する両凹の負レンズ５１と、物体側に凸面を向けたメニスカスの正レンズ５２とからなる。第２群Ｇ５２は、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ５３と、物体側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ５４とからなる。表１３にズームレンズ５０のレンズデータを示し、表１４に各ズーム段でのデータ、表１５に非球面係数を示す。また、図１０に各ズーム段の諸収差をそれぞれ示す。
【００４０】
【表１３】
2005148435.tif 000016
【００４１】
【表１４】
2005148435.tif 000017
【００４２】
【表１５】
2005148435.tif 000018
【００４３】
ズームレンズ５０は、その特徴値がそれぞれ
ｆ2 ／ｆw ＝１．７８
１／Ｒ1 ＝−０．００４
ν2 ＝２３．９
ν3 ／ν4 ＝２．９４
であり、本発明の条件式（１）〜（４）を全て満たす。
【実施例６】
【００４４】
図１１において、ズームレンズ６０は、負の屈折力を有する第１群Ｇ６１と、正の屈折力を有する第２群Ｇ６２とからなる。第１群Ｇ６１は、像面側に曲率半径の小さい凹面を有する両凹の負レンズ６１と、物体側に凸面を向けたメニスカスの正レンズ６２とからなる。第２群Ｇ６２は、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ６３と、物体側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ６４とからなる。表１６にズームレンズ６０のレンズデータを示し、表１７に各ズーム段でのデータ、表１８に非球面係数を示す。また、図１２に各ズーム段の諸収差をそれぞれ示す。
【００４５】
【表１６】
2005148435.tif 000019
【００４６】
【表１７】
2005148435.tif 000020
【００４７】
【表１８】
2005148435.tif 000021
【００４８】
ズームレンズ６０は、その特徴値がそれぞれ
ｆ2 ／ｆw ＝１．７０
１／Ｒ1 ＝−０．００８
ν2 ＝２３．９
ν3 ／ν4 ＝２．９４
であり、本発明の条件式（１）〜（４）を全て満たす。
【実施例７】
【００４９】
図１３において、ズームレンズ７０は、負の屈折力を有する第１群Ｇ７１と、正の屈折力を有する第２群Ｇ７２とからなる。第１群Ｇ７１は、像面側に曲率半径の小さい凹面を有する両凹の負レンズ７１と、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ７２とからなる。第２群Ｇ７２は、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ７３と、物体側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ７４とからなる。表１９にズームレンズ７０のレンズデータを示し、表２０に各ズーム段でのデータ、表２１に非球面係数を示す。また、図１４に各ズーム段の諸収差をそれぞれ示す。
【００５０】
【表１９】
2005148435.tif 000022
【００５１】
【表２０】
2005148435.tif 000023
【００５２】
【表２１】
2005148435.tif 000024
【００５３】
ズームレンズ７０は、その特徴値がそれぞれ
ｆ2 ／ｆw ＝１．８０
１／Ｒ1 ＝−０．０２４
ν2 ＝２３．９
ν3 ／ν4 ＝２．９５
であり、本発明の条件式（１）〜（４）を全て満たす。
【実施例８】
【００５４】
図１５において、ズームレンズ８０は、負の屈折力を有する第１群Ｇ８１と、正の屈折力を有する第２群Ｇ８２とからなる。第１群Ｇ８１は、像面側に曲率半径の小さい凹面を有する両凹の負レンズ８１と、物体側に凸面を向けたメニスカスの正レンズ８２とからなる。第２群Ｇ８２は、物体側に曲率半径の小さい凸面を有する両凸の正レンズ８３と、物体側に凹面を向けたメニスカスの負レンズ８４とからなる。表２２にズームレンズ８０のレンズデータを示し、表２３に各ズーム段でのデータ、表２４に非球面係数を示す。また、図１６に各ズーム段の諸収差をそれぞれ示す。
【００５５】
【表２２】
2005148435.tif 000025
【００５６】
【表２３】
2005148435.tif 000026
【００５７】
【表２４】
2005148435.tif 000027
【００５８】
ズームレンズ８０は、その特徴値がそれぞれ
ｆ2 ／ｆw ＝１．８２
１／Ｒ1 ＝−０．０４９
ν2 ＝２３．９
ν3 ／ν4 ＝３．４４
であり、本発明の条件式（１）〜（４）を全て満たす。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施例に限られるものではなく、各レンズの形状、材質及び非球面係数等を適宜選択し得る。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施例のレンズ構成図
【図２】第１実施例の収差図
【図３】本発明の第２実施例のレンズ構成図
【図４】第２実施例の収差図
【図５】本発明の第３実施例のレンズ構成図
【図６】第３実施例の収差図
【図７】本発明の第４実施例のレンズ構成図
【図８】第４実施例の収差図
【図９】本発明の第５実施例のレンズ構成図
【図１０】第５実施例の収差図
【図１１】本発明の第６実施例のレンズ構成図
【図１２】第６実施例の収差図
【図１３】本発明の第７実施例のレンズ構成図
【図１４】第７実施例の収差図
【図１５】本発明の第８実施例のレンズ構成図
【図１６】第８実施例の収差図
【符号の説明】
【００６１】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０  ズームレンズ
Ｇ１１，Ｇ２１，Ｇ３１，Ｇ４１，Ｇ５１，Ｇ６１、Ｇ７１，Ｇ８１  第１レンズ群
Ｇ１２、Ｇ２２，Ｇ３２，Ｇ４２，Ｇ５２，Ｇ６２，Ｇ７２，Ｇ８２  第２レンズ群
【図１】
2005148435.tif 000028
【図２】
2005148435.tif 000029
【図３】
2005148435.tif 000030
【図４】
2005148435.tif 000031
【図５】
2005148435.tif 000032
【図６】
2005148435.tif 000033
【図７】
2005148435.tif 000034
【図８】
2005148435.tif 000035
【図９】
2005148435.tif 000036
【図１０】
2005148435.tif 000037
【図１１】
2005148435.tif 000038
【図１２】
2005148435.tif 000039
【図１３】
2005148435.tif 000040
【図１４】
2005148435.tif 000041
【図１５】
2005148435.tif 000042
【図１６】
2005148435.tif 000043