(57)【要約】【課題】非球面レンズ・複合非球面レンズを効果的に配することにより、高解像でかつ歪曲収差が小さく、使用時・沈胴収納時もコンパクトで構成枚数の少ない安価なズームレンズを提供する。【解決手段】物体側より順に、第１レンズ群及び第２レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は負の屈折力を有し、メニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）である第１レンズ、及びメニスカス形状で正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）である第２レンズを配して構成され、前記第２レンズ群は正の屈折力を有し、両凸レンズである第３レンズ、メニスカス形状で負レンズである第４レンズを配して構成され、前記第１レンズ群，及び前記第２レンズ群の位置を移動することにより変倍を成していることを特徴とするズームレンズ。【選択図】      図１
2005004020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、第１レンズ群及び第２レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は負の屈折力を有し、メニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）である第１レンズ、メニスカス形状で正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）である第２レンズを配して構成され、前記第２レンズ群は正の屈折力を有し、両凸レンズである第３レンズ、メニスカス形状で負レンズである第４レンズを配して構成され、前記第１レンズ群，及び前記第２レンズ群の位置を移動することにより変倍を成しているズームレンズにおいて、レンズ全系の光軸方向の寸法に関して下記条件式（１）を満足していることを特徴とするズームレンズ。
（１）      ＴＬＷ  ／ｆＷ  ＜４．３
ただし、
ＴＬＷ  ：広角端における第１レンズの物体側面から像面までの距離
（ただし、平行平面ガラス部分は空気換算距離）
ｆＷ  ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
【請求項２】
前記第１レンズ群を構成する前記第１レンズのパワーに関して下記条件式（２）を満足し、前記第２レンズの材質に関し条件式（３）、（４）を満足し、第１レンズの縮小側の面の形状に関して下記条件式（５）を満足し、なおかつその面が非球面であることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（２）      −１．３＜ｆＷ  ／ｆ１  ＜−０．８
（３）      ｎ２  ＞１．７５
（４）      ν２  ＜３０
（５）      １．３＜ｆＷ  ／Ｒ２  ＜１．８
ただし、
ｆ１  ：第１レンズの焦点距離
ｎ２  ：第２レンズのｄ線における屈折率
ν２  ：第２レンズのアッベ数
Ｒ２  ：第１レンズの縮小側の面の曲率半径
【請求項３】
前記第２レンズ群を構成する前記第３レンズのパワーに関して下記条件式（６）を満足し、形状に関して下記条件式（７）を満足し両面または片面が非球面であり、また前記第４レンズの形状に関して下記条件式（８）を満足し両面または片面が非球面であり、材質に関して下記条件式（９）を満足していることを特徴とする請求項１及び２記載のズームレンズ。
（６）      １．０＜ｆＷ  ／ｆ３  ＜１．５
（７）      −１．２＜Ｒ５  ／Ｒ６  ＜−０．７
（８）      ０．４＜ｆＷ  ／Ｒ８  ＜０．９
（９）      ν４  ＜３０
ただし、
ｆ３  ：第３レンズの焦点距離
Ｒ５  ：第３レンズの縮小側の面の曲率半径
Ｒ６  ：第３レンズの拡大側の面の曲率半径
Ｒ８  ：第４レンズの縮小側の面の曲率半径
ν４  ：第４レンズのアッベ数
【請求項４】
前記第４レンズの非球面が複合非球面であることを特徴とする請求項３記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にデジタルスチルカメラのようなＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅｄ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）等のイメージセンサを使用した小型の撮像装置に用いられる高性能なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、構成枚数の少ない２群ズームレンズとしては、例えば特許文献１のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２８１４７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この技術では第２群の少なくとも１枚のレンズを貼り合わせレンズとするか分散の少ないガラスを使うか、第２群の枚数を３枚以上の構成にする必要があった。これらをどれも満たさなければ、色収差が大きくなりカラーのカメラレンズには使用が困難であった。
【０００５】
本発明は、非球面レンズ・複合非球面レンズを効果的に配することにより、高解像でかつ歪曲収差が小さく、使用時・沈胴収納時もコンパクトで構成枚数の少ない安価なズームレンズを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは物体側より順に、第１レンズ群及び第２レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は負の屈折力を有し、メニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）である第１レンズ、及びメニスカス形状で正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）である第２レンズを配して構成され、前記第２レンズ群は正の屈折力を有し、両凸レンズである第３レンズ、メニスカス形状で負レンズである第４レンズを配して構成され、前記第１レンズ群，及び前記第２レンズ群の位置を移動することにより変倍を成しており、レンズ全系の光軸方向の寸法に関して下記条件式（１）を満足していることを特徴とする。（請求項１）
（１）      ＴＬＷ  ／ｆＷ  ＜４．３
ただし、
ＴＬＷ  ：広角端における第１レンズの物体側面から像面までの距離
（ただし、平行平面ガラス部分は空気換算距離）
ｆＷ  ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
【０００７】
条件式（１）は、広角端におけるレンズ全長を規定するものである。広角端でのレンズ全長が、すなわち本発明のレンズの小型化に関する条件である。上限を越えると収差補正という面では有利である反面、本発明の特徴である小型化と相反することとなる。
【０００８】
また、前記第１レンズ群を構成する前記第１レンズのパワーに関して下記条件式（２）を満足し、また前記第２レンズの材質に関し条件式（３）、（４）を満足し、第１レンズの縮小側の面の形状に関して下記条件式（５）を満足し、なおかつその面が非球面であることが好ましい。（請求項２）
（２）      −１．３＜ｆＷ  ／ｆ１  ＜−０．８
（３）      ｎ２  ＞１．７５
（４）      ν２  ＜３０
（５）      １．３＜ｆＷ  ／Ｒ２  ＜１．８
ただし、
ｆ１  ：第１レンズの焦点距離
ｎ２  ：第２レンズのｄ線における屈折率
ν２  ：第２レンズのアッベ数
Ｒ２  ：第１レンズの縮小側の面の曲率半径
【０００９】
条件式（２）は、負の屈折力を有する第１レンズ群へのパワーの適切な配分に関するものである。光学系全体の大きさと諸収差を適正に補正するための条件のバランスとなる。下限を越えると、第１レンズ群の負のパワーが大きいことになり、これに伴い第２レンズ群の正のパワーを強めなければならず諸収差のバランスを取るのが困難となり性能が低下する。逆に上限を越えると、第２群との空気間隔を大きくとらねばならず光学系全体の大きさが大型化する事となりコンパクトなデジタルスチルカメラの用途に適さない。条件式（３）は、像面湾曲補正に関するものである。下限を越えるとペッツバール和が大きくなってしまい、像面湾曲が補正しきれなくなってしまう。条件式（４）は色収差補正に関するものである。上限を越えると第１レンズによる色収差が補正しきれず、第１群内での補正が困難になる。条件式（５）は、曲率の大きい凹面である前記第１レンズの縮小側面の形状に関する条件式である。条件式（５）の範囲で曲率を与える事によって、入射瞳に対して同心的形状とすることにより諸収差の発生を基本的に小さくしている。上限を越えると、前記第１レンズの縮小側面の曲率半径が小さくなり加工が困難となると共に、負のパワーが過大になりすぎ、ペッツバール和が過小となってしまう。逆に下限を越えると、加工上は有利となるが、同心性が悪化し、歪曲収差や像面湾曲の補正が困難となる。
【００１０】
また、前記第２レンズ群を構成する前記第３レンズのパワーに関して下記条件式（６）を満足し、形状に関して下記条件式（７）を満足し両面または片面が非球面であり、また前記第４レンズの形状に関して下記条件式（８）を満足し両面または片面が非球面であり、材質に関して下記条件式（９）を満足していることが好ましい。（請求項３）
（６）      １．０＜ｆＷ  ／ｆ３  ＜１．５
（７）      −１．２＜Ｒ５  ／Ｒ６  ＜−０．７
（８）      ０．４＜ｆＷ  ／Ｒ８  ＜０．９
（９）      ν４  ＜３０
ただし、
ｆ３  ：第３レンズの焦点距離
Ｒ５  ：第３レンズの縮小側の面の曲率半径
Ｒ６  ：第３レンズの拡大側の面の曲率半径
Ｒ８  ：第４レンズの縮小側の面の曲率半径
ν４  ：第４レンズのアッベ数
【００１１】
条件式（６）は、正の屈折力を有する第３レンズへのパワーの適切な配分に関するものである。光学系全体の大きさと諸収差を適正に補正するための条件のバランスとなる。この条件からはずれると第３レンズの正のパワーが大きいことになり、これに伴い第１レンズ群の負のパワーを強めなければならず諸収差のバランスを取るのが困難となり性能が低下する。条件式（７）はこの条件からはずれると色収差を減少させるのに第２群での色消しをもっと厳しくしなければならない。また、球面収差、コマ収差が悪くなりがちとなる。条件式（８）は強い正のパワーを持つ第３レンズによるアンダーの球面収差を補正し、また、第２群として正、負のテレタイプ構成により小型化する条件。上限を越えると小型化には有利だが性能を低下、下限を越えると性能は有利だが大きくなる。条件式（９）はの色収差補正を良好に維持するための条件式である。この条件を越えると色収差の補正が困難になる。
【００１２】
また、前記第４レンズの非球面が複合非球面であることを特徴とする。（請求項４）
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な数値実施例について、本発明を説明する。以下の実施例１から実施例３では、第１レンズ群ＬＧ１及び第２レンズ群ＬＧ２から構成され、前記第１レンズ群ＬＧ１は、メニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）である第１レンズＬ１、及びメニスカス形状で正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）である第２レンズＬ２を配して構成され、前記第２レンズ群ＬＧ２は正の屈折力を有し、両凸レンズである第３レンズＬ３、メニスカス形状で負レンズである第４レンズＬ４を配して構成される。また、前記第２レンズ群ＬＧ２と縮小側物像面ＩＰとの間には空気間隔をおいて平行平面ガラスＬＰが配されている。前記平行平面ガラスＬＰは詳細にはＣＣＤのカバーガラス、水晶フィルター、及び赤外吸収フィルターなど複数或いは単品で構成されているのであるが、光学的には何ら問題はないのでこれらの総厚に等しい１枚の平行平面ガラスで表現している。
【００１４】
各実施例において使用している非球面については、周知のごとく、光軸方向にＺ軸、光軸と直交する方向にＹ軸をとるとき、非球面式：
2005004020.tif 000003
で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを与えて形状を定義する。尚表中の円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Ｅとそれに続く数字」は「１０の累乗」を表している。例えば、「Ｅ−４」は１０−４を意味し、この数値が直前の数値に掛かるのある。
【００１５】
［実施例１］  本発明のズームレンズの第１実施例について数値例を表１に示す。また図１は、そのレンズ構成図、図２はその諸収差図である。
表及び図面中、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、２ωはレンズの全画角、ｂｆ はバックフォーカスを表す。バックフォーカスｂｆ は第２レンズ群を構成する第４レンズ縮小側面から縮小側物像面までの距離の空気換算距離である。また、Ｒは曲率半径、Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎｄ はｄ線の屈折率、νｄ はｄ線のアッベ数を示す。諸収差図中のｄ、ｇ、Ｃはそれぞれの波長における収差曲線である。またＳはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。図中のＳ７は複合非球面をなしている。表の面Ｎｏ．７’は球面をなしており、それによって構成されるＬ４へ樹脂により表の面Ｎｏ．７として非球面が形成されている。
【００１６】
【表  １】
2005004020.tif 000004
【００１７】
［実施例２］  第２実施例について数値例を表２に示す。また、図３はそのレンズ構成図、図４はその諸収差図である。
【００１８】
【表  ２】
2005004020.tif 000005
【００１９】
［実施例３］  第３実施例について数値例を表３に示す。また、図５はそのレンズ構成図、図６はその諸収差図である。
【００２０】
【表  ３】
2005004020.tif 000006
【００２１】
次に実施例１から実施例３に関して条件式（１）から条件式（１０）に対応する値を、まとめて表７に示す。
【００２２】
【表  ４】
2005004020.tif 000007
【００２３】
表４から明らかなように、実施例１から実施例３の各実施例に関する数値は条件式（１）から（１０）を満足しているとともに、各実施例における収差図からも明らかなように、各収差とも良好に補正されている。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、非球面レンズ・複合非球面レンズを効果的に配することにより、高解像でかつ歪曲収差が小さく、使用時・沈胴収納時もコンパクトで構成枚数の少ない安価なズームレンズを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンパクトな投影用ズームレンズの第１実施例のレンズ構成図
【図２】第１実施例のレンズの諸収差図
【図３】本発明によるコンパクトな投影用ズームレンズの第２実施例のレンズ構成図
【図４】第２実施例のレンズの諸収差図
【図５】本発明によるコンパクトな投影用ズームレンズの第３実施例のレンズ構成図
【図６】第３実施例のレンズの諸収差図
【図１】
2005004020.tif 000008
【図２】
2005004020.tif 000009
【図３】
2005004020.tif 000010
【図４】
2005004020.tif 000011
【図５】
2005004020.tif 000012
【図６】
2005004020.tif 000013