(57)【要約】  【課題】    プラスチックレンズを用いながらも温度変化時の像点位置変動が小さいズームレンズ、及びそれを用いた撮像装置を提供する。  【解決手段】  最大長が３０ナノメートル以下の粒子をプラスチックレンズの材料中に分散させることで、温度変化に起因した像点位置の変動を抑え、しかも光透過率を低下させることなく、環境変化に関わらず優れた光学特性を有するズームレンズを提供できる。【選択図】      図１
2005128194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群から成り各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記ズームレンズはプラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズを有することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形した前記プラスチックレンズは、正の屈折力を有するプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記ズームレンズは少なくとも２枚のプラスチックレンズを有し、前記プラスチックレンズの中で最も屈折力の強いプラスチックレンズは、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記ズームレンズは少なくとも２枚のプラスチックレンズを有し、前記プラスチックレンズ各々の物体側面において、絞り開放時の軸上マージナル光線の通過する高さをｈｉ（ｉ＝１、…）とし、前記プラスチックレンズ各々の屈折力をΦｐｉ（ｉ＝１、…）としたとき、広角端から望遠端への変倍時の任意の焦点距離において、ｈｉ×Φｐｉ（ｉ＝１、…）の絶対値が最大となるような前記プラスチックレンズは、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記ズームレンズは、少なくとも正の屈折力を有するプラスチックレンズと負の屈折力を有するプラスチックレンズを有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記ズームレンズの最も物体側のレンズ群である第１レンズ群は、少なくとも１枚のプラスチックレンズを有し、前記プラスチックレンズは、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記ズームレンズは開口絞りを有し、前記プラスチックレンズ中で前記開口絞りに最も隣接したプラスチックレンズ、及び前記最も隣接したプラスチックレンズに更に隣接したプラスチックレンズの少なくとも一方は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項８】
３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形した前記プラスチックレンズは、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のズームレンズ。
｜Ａ｜＜８×１０−５［／℃］                （１）
ただし、Ａは屈折率の温度変化を表し、次式で示される値
【数１】
2005128194.tif 000021
【請求項９】
３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形した前記プラスチックレンズは、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
｜Ａ｜＜６×１０−５［／℃］                （２）
【請求項１０】
前記ズームレンズは、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズを少なくとも２枚有し、前記素材を用いて成形したプラスチックレンズは、それぞれ異なる屈折率の温度変化Ａの値をもつプラスチックレンズを含むことを特徴とする請求項８又は９に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記粒子は、無機材料であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記無機材料が酸化物であることを特徴とする請求項１１に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記酸化物が飽和酸化状態であることを特徴とする請求項１２記載のズームレンズ。
【請求項１４】
前記撮像レンズにおいて、前記プラスチック材料と前記プラスチック材料に分散させた前記粒子との体積比が、９：１ないし３：２であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の前記ズームレンズを有する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、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置のズームレンズに関するものであり、より詳しくは、プラスチックレンズを用いながらも温度変化時の像点位置の変動が小さいズームレンズ及びそれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いたデジタルカメラなどが急速に普及してきている。かかる状況下、高性能かつ低価格なデジタルカメラが求められるようになってきている。高性能化に関してはガラスモールド非球面レンズを多く使って収差特性の改善を図ることが主流であるが、ガラスモールド非球面レンズは加工が難しく高価であるため、ズームレンズの価格が非常に高くなってしまうという問題がある。そこで、安価に大量生産できるプラスチックレンズが用いられるようになってきた。特許文献１には、プラスチックレンズを多用した従来例が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−５０３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のレンズにおいては、プラスチック材料を多用しているので、外気温の変化によってプラスチック材料の屈折率変化が生じ、像点位置の変動が比較的大きくなってしまうという問題がある。これに対し、近年のズームレンズを使用したデジタルカメラなどにおいては、オートフォーカス機構が搭載されているのが一般的であるから、それを用いてズームレンズを駆動することで、温度変化によるレンズの屈折率変化を吸収させることも考えられる。
【０００４】
しかし、オートフォーカスを使用しないで過焦点距離にピントを固定するモード等を設定した場合や、いわゆるステップズームのごとく、予め決められた複数のズーム位置のいずれかに強制的にレンズを駆動するような場合、温度変化時の像点位置の変動が大きいと、それを補正するための機構を搭載しなければならず、ズーム機構が複雑になってしまうという問題がある。また、ズームレンズにプラスチックレンズを使用する場合に、像点位置の変動を軽減するために屈折力の大きなレンズには使用できなかったり、レンズ構成が決められていたりと、様々な制限があった。
【０００５】
本発明はこのような間題点に鑑みてなされたもので、プラスチックレンズを用いながらも温度変化時の像点位置変動が小さいズームレンズ、及びそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のズームレンズは、複数のレンズ群から成り各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記ズームレンズはプラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズを有することを特徴とする。
【０００７】
最大長が３０ナノメートル以下の粒子をプラスチックレンズの材料中に分散させることで、温度変化に起因した像点位置の変動を抑え、しかも光透過率を低下させることなく、環境変化に関わらず優れた光学特性を有するズームレンズを提供できる。その理由を説明する。
【０００８】
一般に、透明な樹脂材料に微粉末を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粉末の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできることが分かってきた。
【０００９】
また、プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が３０ナノメートル以下、好ましくは２０ナノメートル以下、さらに好ましくは１０〜１５ナノメ一トルの無機粒子を分散させることにより、総合的に温度依存性の極めて低い材料を提供できる。
【００１０】
例えば、アクリル樹脂に酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させることにより、このような温度に対する屈折率変化を小さくすることができ、従って温度変化に起因したズームレンズの像点位置の変動を効果的に抑えることができるのである。
【００１１】
請求項２に記載のズームレンズは、請求項１に記載の発明において、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形した前記プラスチックレンズは、正の屈折力を有するプラスチックレンズであることを特徴とするので、正のプラスチックレンズを最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形することで、温度変化に起因するズームレンズの像点位置変動を効果的に抑えることができる。
【００１２】
請求項３に記載のズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記ズームレンズは少なくとも２枚のプラスチックレンズを有し、前記プラスチックレンズの中で最も屈折力の強いプラスチックレンズは、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであることを特徴とするので、屈折率の最も強いプラスチックレンズを最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形することで、温度変化に起因するズームレンズの像点位置変動を効果的に抑えることができる。
【００１３】
請求項４に記載のズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記ズームレンズは少なくとも２枚のプラスチックレンズを有し、前記プラスチックレンズ各々の物体側面において、絞り開放時の軸上マージナル光線の通過する高さをｈｉ（ｉ＝１、…）とし、前記プラスチックレンズ各々の屈折力をΦｐｉ（ｉ＝１、…）としたとき、広角端から望遠端への変倍時の任意の焦点距離において、ｈｉ×Φｐｉ（ｉ＝１、…）の絶対値が最大となるような前記プラスチックレンズは、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであることを特徴とする。
【００１４】
光線がレンズを透過する際、光線高さとレンズの屈折力の積が大きいほど光線はより大きく曲げられることとなり、温度変化時の屈折率変化の影響をより多く受けることとなる。そこで、プラスチックレンズ各々の物体側面において、絞り開放時の軸上マージナル光線の通過する高さをｈｉ（ｉ＝１、…）とし、プラスチックレンズ各々の屈折力をΦｐｉ（ｉ＝１、…）としたとき、広角端から望遠端への変倍時の任意の焦点距離において、ｈｉ×Φｐｉ（ｉ＝１、…）の絶対値が最大となるような前記プラスチックレンズを、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形することによって、温度変化に起因するズームレンズの像点位置変動を効果的に抑えることができる。
【００１５】
請求項５に記載のズームレンズは、請求項３又は４に記載の発明において、前記ズームレンズは、少なくとも正の屈折力を有するプラスチックレンズと負の屈折力を有するプラスチックレンズを有することを特徴とする。プラスチックレンズは非球面の付加が容易なため、少なくとも正の屈折力を有するプラスチックレンズと負の屈折力を有するプラスチックレンズを有するズームレンズとしたときに、各レンズに非球面を容易に付加できるので、ズームレンズ全系の諸収差を良好に補正することができる。
【００１６】
請求項６に記載のズームレンズは、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ群である第１レンズ群は、少なくとも１枚のプラスチックレンズを有し、前記プラスチックレンズは、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであることを特徴とするので、ズームレンズの最も物体側である第１レンズ群中に、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズを用いることで、温度変化に起因するズームレンズの像点位置変動の影響が、第１レンズ群以降の後群の倍率によって拡大されてしまうことを防ぐことができる。
【００１７】
請求項７に記載のズームレンズは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記ズームレンズは開口絞りを有し、前記プラスチックレンズ中で前記開口絞りに最も隣接したプラスチックレンズ、及び前記最も隣接したプラスチックレンズに更に隣接したプラスチックレンズの少なくとも一方は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであることを特徴とするので、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を、開口絞りに最も隣接したプラスチックレンズ及びそれに更に隣接したプラスチックレンズの少なくとも一方に用いることで、温度変化に起因したズ―ムレンズの像点位置の変動をより効果的に抑えることができる。
【００１８】
すなわち、開口絞り近傍のレンズに温度変化による屈折率変化が生ずると、像点位置変動とともにズームレンズ全体の光学性能も劣化するため、前記素材を用いることで光学性能劣化を小さく抑えることができる。さらに、開口絞り近傍のレンズは小型化できるため、プラスチック材料中にナノサイズの粒子を分散させた素材であっても、成形しやすいレンズとなる。
【００１９】
請求項８に記載のズームレンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形した前記プラスチックレンズは、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜Ａ｜＜８×１０−５［／℃］                （１）
ただし、Ａは屈折率の温度変化を表し、次式で示される値
【００２０】
【数２】
2005128194.tif 000003
【００２１】
請求項９に記載のズームレンズは、請求項８に記載の発明において、３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形した前記プラスチックレンズは、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜Ａ｜＜６×１０−５［／℃］                （２）
【００２２】
屈折率の温度変化Ａは、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、数２で表される。
【００２３】
プラスチック素材の場合は、一般に式中第１項に比べ第２項の寄与が小さくほぼ無視できる。例えば、ＰＭＭＡ樹脂の場合、線膨張係数αは７×１０−５であり、数２に代入すると、Ａ＝−１．２×１０−４となり、実測値とおおむね一致する。
【００２４】
ここで、本発明では、微粒子、好ましくは無機微粒子をプラスチック材料中に分散させることにより、実質的に式中の第２項の寄与を大きくし、第１項の線膨張による変化と打ち消しあうようにさせている。
【００２５】
具体的には、従来は−１．２×１０−４程度であった屈折率変化Ａを、絶対値で８×１０−５未満に抑えることが好ましく、より好ましくは絶対値で６×１０−５未満にすることがよい。そして、さらに好ましくは絶対値で４×１０−５未満にするのがよい。
【００２６】
また、第２項の寄与をさらに大きくして、母材のプラスチック材料とは逆の温度特性を持たせることも可能である。つまり、温度が上昇することによって屈折率が低下するのではなく、逆に屈折率が上昇するような素材を得ることもできる。
【００２７】
混合させる割合は、体積比で、母材となるプラスチック材料は８０、酸化ニオブは２０程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる技術も知られており、必要な分散状態を生じさせることができる。
【００２８】
なお、この体積比率は、屈折率の温度に対する変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズ無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。
【００２９】
一般的なプラスチック材料の屈折率の温度変化Ａ（＝ｄｎ／ｄＴ）を［表１］に示す。また、本発明で適用可能な無機材料の屈折率の温度変化Ａ（＝ｄｎ／ｄＴ）は、プラスチック材料と符号の向きが変わる。その一例を［表２］に示す。
【００３０】
【表１】
2005128194.tif 000004
【００３１】
【表２】
2005128194.tif 000005
【００３２】
請求項１０に記載のズームレンズは、請求項８又は９に記載の発明において、前記ズームレンズは、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズを少なくとも２枚有し、前記素材を用いて成形したプラスチックレンズは、それぞれ異なる屈折率の温度変化Ａの値をもつプラスチックレンズを含むことを特徴とする。それぞれ異なる屈折率の温度変化Ａの値をもつプラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズを使用することによって、ズームレンズを構成するそれぞれのレンズの温度変化に起因する像点位置変動の寄与の大きさを考慮して、ズームレンズ全体として最も温度変化に起因する像点位置変動を小さくするようなＡの値を、適宜与えることができるようになる。
【００３３】
請求項１１に記載のズームレンズは、請求項１〜１０のいずれかに記載の発明において、前記粒子は、無機材料であることを特徴とする。
【００３４】
請求項１２に記載のズームレンズは、請求項１１に記載の発明において、前記無機材料が酸化物であることを特徴とする。
【００３５】
請求項１３に記載のズームレンズは、請求項１２に記載の発明において、前記酸化物が飽和酸化状態であることを特徴とする。
【００３６】
微粒子は無機物であることが好ましく、さらに酸化物であることが好ましい。そして、酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることが好ましい。無機物であることは、高分子有機化合物であるプラスチック材料との反応を低く抑えられるために好ましく、また酸化物であることによって、使用に伴う劣化を防ぐことができる。また、酸化防止剤を添加することでプラスチック材料の酸化を防ぐことも、もちろん可能である。
【００３７】
請求項１４に記載のズームレンズは、請求項１〜１３のいずれかに記載の発明において、前記撮像レンズにおいて、前記プラスチック材料と前記プラスチック材料に分散させた前記粒子との体積比が、９：１ないし３：２であることを特徴とする。
【００３８】
体積比率は、上記の例では８０：２０、すなわち４：１であるが、９０：１０（９：１）から６０：４０（３：２）までの間で適宜調整可能である。９：１よりも少ないと温度変化抑制の効果が小さくなり、逆に３：２を越えると成形性に問題が生じるために好ましくない。ズームレンズ全系の温度変化による影響を加味して、プラスチック材料中に微粒子を分散させた素材の、屈折率変化の度合いを調整するとより好ましい。
【００３９】
請求項１５に記載の撮像装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の前記ズームレンズを有することを特徴とする。。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。なお、本発明において「プラスチックレンズ」とは、プラスチック材料を母材とし、プラスチック材料中に小径の粒子を分散させた素材から成形され、かつプラスチックの体積比が半分以上のレンズを含むものとし、さらにその表面に反射防止や表面硬度向上を目的としてコーティング処理を行った場合も含むものとする。
【００４１】
又、本発明では温度変化に起因するズームレンズの像点位置変動を、そのズームレンズの焦点深度（一般的には［±（画素ピッチ）×２×（撮像レンズのＦナンバー）］で計算される値）内に抑えることを目指している。そのことによって、オートフォーカスを使用しない、過焦点距離にピントを固定するモード等の場合には、温度センサーによって現在の温度を感知し、その温度時の像点位置変動の量だけ、ステッピングモーターなどによってピント位置を補正する複雑な機構を搭載する必要がなくなり、撮像装置全体の小型軽量化が可能となる。
【００４２】
図１は、実施例１、２のズームレンズを含む撮像装置の光軸方向断面図である。図１において、ズームレンズは、物体側から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、開口絞りＳ、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６を含み（Ｌ１〜Ｌ２が第１レンズ群Ｇ１，Ｓ〜Ｌ５が第２レンズ群Ｇ２，Ｌ６が第３レンズ群Ｇ３を構成する）、このズームレンズと、ズームレンズの像側に配置された赤外線カットフィルタおよびローパスフィルタからなる光学フィルタＦ、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ等の固体撮像素子ＩＳとで、撮像装置が構成される。ズームレンズ及びフィルタＦ、固体撮像素子ＩＳのカバーガラス（平行平板）ＣＧを通過し、撮像面Ｉに結像された光学像は、固体撮像素子ＩＳで光電変換され、更に所定の処理を施されることで画像信号に変換されるようになっている。
【００４３】
ここで、本実施の形態に好適な実施例について説明する。尚、後述するすべての実施例で画素ピッチ２．８μｍ、１／３．２インチ型２００万画素の固体撮像素子を使用し、Ｆナンバーは広角端で２．８８、望遠端で５．０程度のズームレンズを想定している。よって、すべての実施例で焦点深度は広角端で１６μｍ、望遠端で２８μｍであることを想定している。
【００４４】
各実施例に使用する記号は下記の通りである。
ｆ：ズームレンズ全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバー
２Ｙ：固体撮像素子の撮像面の矩形実効画素領域の対角線長
Ｒ：曲率半径
Ｄ：軸上面間隔
Ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ：レンズ材料のアッべ数
また、面Ｎｏ中の＊は非球面を表し、面の頂点を原点とし光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の［数３］で表す。
【００４５】
【数３】
2005128194.tif 000006
ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ  ：曲率半径
Ｋ  ：円錐定数
【００４６】
（実施例１）
実施例１のズームレンズのレンズデータを表３に示す。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば ２．５×１０−０３）を、Ｅ（例えば ２．５×Ｅ―０３）を用いて表すものとする。
【００４７】
【表３】
2005128194.tif 000007
ここで、図１を参照し、第２レンズＬ２は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリエステル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−６×１０−５のものを使用し、第４レンズＬ４は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したアクリル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−６×１０−５のものを使用し、第５レンズＬ５は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリエステル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−８×１０−５のものを使用し、第６レンズＬ６は上記粒子を含まないポリオレフィン系のプラスチックレンズを使用し、それ以外のレンズＬ１，Ｌ３はガラスレンズを使用している。
【００４８】
また、本実施例において、プラスチックレンズの物体側面における、絞り開放時の軸上マージナル光線の通過する高さｈｉとプラスチックレンズの屈折力Φｐｉの積ｈｉ×Φｐｉ絶対値が最大となるのは、第５レンズＬ５であり、かかる第５レンズＬ５をプラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズとしている。またその時のｈｉ×Φｐｉの絶対値は０．６９５である。
【００４９】
温度による屈折率ｎｄの変化を表４に示す。また、常温（２０［℃］）に対し＋３０［℃］上昇時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（Δ：ｆＢｗ、ΔｆＢＴ）、−３０［℃］下降時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）を表５に示す。
【００５０】
【表４】
2005128194.tif 000008
【００５１】
【表５】
2005128194.tif 000009
【００５２】
ここで、比較のために本実施例のズームレンズ系において、全てのプラスチックレンズを上記粒子を含まないプラスチックレンズとした場合の、温度による屈折率ｎｄの変化と、常温（２０［℃］）に対し＋３０℃］上昇時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）、−３０［℃］下降時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）を、表６、表７に示す。
【００５３】
【表６】
2005128194.tif 000010
【００５４】
【表７】
2005128194.tif 000011
【００５５】
表５と表７を比較すると、本実施例の方がΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ共に大幅に低減され、焦点深度内に抑えられていることが分かる。
【００５６】
（実施例２）
実施例２のズームレンズにおける各光学要素の形状・配列は、実施例１と全く同じである（図１参照）ため、そのレンズデータは表３に示すものと同じであるが、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズの素材が異なっている。
【００５７】
より具体的には、第２レンズＬ２は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリエステル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−４×１０−５のものを使用し、第４レンズＬ４は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したアクリル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−４×１０−５のものを使用し、第５レンズＬ５は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリエステル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−６×１０−５のものを使用し、第６レンズＬ６は上記粒子を含まないポリオレフィン系のプラスチックレンズを使用し、それ以外のレンズＬ１，Ｌ３はガラスレンズを使用している。
【００５８】
また、本実施例において、プラスチックレンズの物体側面における、絞り開放時の軸上マージナル光線の通過する高さｈｉとプラスチックレンズの屈折力Φｐｉの積ｈｉ×Φｐｉ絶対値が最大となるのは、第５レンズＬ５であり、かかる第５レンズＬ５をプラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズとしている。またその時のｈｉ×Φｐｉの絶対値は０．６９５である。
【００５９】
温度による屈折率ｎｄの変化を表８に示す。また、常温（２０［℃］）に対し+３０［℃］上昇時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）、−３０［℃］下降時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）を表９に示す。
【００６０】
【表８】
2005128194.tif 000012
【００６１】
【表９】
2005128194.tif 000013
【００６２】
表７と表９を比較すると、本実施例の方がΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ共に大幅に低減され、焦点深度内に抑えられていることが分かる。特にΔｆＢＴが良好に補正されているのが分かる。
【００６３】
（実施例３）
実施例３のズームレンズのレンズデータを表１０に示す。
【００６４】
【表１０】
2005128194.tif 000014
【００６５】
図２は、実施例３のズームレンズを含む撮像装置の光軸方向断面図である。図２において、ズームレンズは、物体側から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、開口絞りＳ、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６を含み（Ｌ１〜Ｌ３が第１レンズ群Ｇ１，Ｓ〜Ｌ６が第２レンズ群Ｇ２，Ｌ７が第３レンズ群Ｇ３を構成する）、このズームレンズと、ズームレンズの像側に配置された赤外線カットフィルタおよびローパスフィルタからなる光学フィルタＦ、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ等の固体撮像素子ＩＳとで、撮像装置が構成される。ズームレンズ及びフィルタＦ、固体撮像素子ＩＳのカバーガラス（平行平板）ＣＧを通過し、撮像面Ｉに結像された光学像は、固体撮像素子ＩＳで光電変換され、更に所定の処理を施されることで画像信号に変換されるようになっている。
【００６６】
ここで、第２レンズＬ２は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したアクリル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−６×１０−５のものを使用し、第３レンズＬ３は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリエステル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−８×１０−５のものを使用し、第５レンズＬ５は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリオレフィン系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−８×１０−５のものを使用し、第６レンズＬ６は上記粒子を含まないポリエステル系のプラスチックレンズを使用し、第７レンズＬ７は上記粒子を含まないポリオレフィン系のプラスチックレンズを使用し、それ以外のレンズＬ１，Ｌ４はガラスレンズを使用している。
【００６７】
また、本実施例において、プラスチックレンズの物体側面における、絞り開放時の軸上マージナル光線の通過する高さｈｉとプラスチックレンズの屈折力Φｐｉの積ｈｉ×Φｐｉ絶対値が最大となるのは、第６レンズＬ６であるが、かかる第６レンズＬ６は上記粒子を含まないプラスチックレンズとしている。またその時のｈｉ×Φｐｉの絶対値は０．７８３である。
【００６８】
温度による屈折率ｎｄの変化を表１１に示す。また、常温（２０［℃］）に対し＋３０［℃］上昇時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）、−３０［℃］下降時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）を表１２に示す。
【００６９】
【表１１】
2005128194.tif 000015
【００７０】
【表１２】
2005128194.tif 000016
【００７１】
ここで、比較のために本実施例のズームレンズ系において、全てのプラスチックレンズを上記粒子を含まないプラスチックレンズとした場合の、温度による屈折率ｎｄの変化と、常温（２０［℃］）に対し+３０［℃］上昇時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）、−３０［℃］下降時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）を、表１３・表１４に示す。
【００７２】
【表１３】
2005128194.tif 000017
【００７３】
【表１４】
2005128194.tif 000018
【００７４】
表１２と表１４を比較すると、本実施例の方がΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ共に大幅に低減され、焦点深度内に抑えられていることが分かる。
【００７５】
（実施例４）
【００７６】
図３は、実施例４のズームレンズを含む撮像装置の光軸方向断面図である。図３において、ズームレンズは、物体側から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、開口絞りＳ、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６を含み（Ｌ１〜Ｌ３が第１レンズ群Ｇ１，Ｓ〜Ｌ６が第２レンズ群Ｇ２，Ｌ７が第３レンズ群Ｇ３を構成する）、このズームレンズと、ズームレンズの像側に配置された赤外線カットフィルタおよびローパスフィルタからなる光学フィルタＦ、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ等の固体撮像素子ＩＳとで、撮像装置が構成される。ズームレンズ及びフィルタＦ、固体撮像素子ＩＳのカバーガラス（平行平板）ＣＧを通過し、撮像面Ｉに結像された光学像は、固体撮像素子ＩＳで光電変換され、更に所定の処理を施されることで画像信号に変換されるようになっている。
【００７７】
実施例４のズームレンズにおける各光学要素の形状・配列は、実施例３と全く同じであり（図２参照）、そのレンズデータは表１０に示すものと同じであるが、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズ（第６レンズＬ６）の素材が異なっている。
【００７８】
より具体的には、第２レンズＬ２は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したアクリル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−８×１０−５のものを使用し、第３レンズＬ３は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリエステル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−４×１０−５のものを使用し、第５レンズＬ５は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリオレフィン系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−４×１０−５のものを使用し、第６レンズＬ６は、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリエステル系のプラスチックレンズで、屈折率の温度変化Ａ＝−６×１０−５のものを使用し、第７レンズＬ７は上記粒子を含まないポリオレフィン系のプラスチックレンズを使用し、それ以外のレンズＬ１，Ｌ４はガラスレンズを使用している。
【００７９】
また、本実施例において、プラスチックレンズの物体側面における、絞り開放時の軸上マージナル光線の通過する高さｈｉとプラスチックレンズの屈折力Φｐｉの積ｈｉ×Φｐｉ絶対値が最大となるのは、第６レンズＬ６であり、かかる第６レンズＬ６をプラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズとしている。またその時のｈｉ×Φｐｉの絶対値は０．７８３である。
【００８０】
温度による屈折率ｎｄの変化を表１５に示す。また、常温（２０［℃］）に対し＋３０［℃］上昇時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）、−３０［℃］下降時の広角端・望遠端それぞれのバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）を表１６に示す。
【００８１】
【表１５】
2005128194.tif 000019
【００８２】
【表１６】
2005128194.tif 000020
【００８３】
表１４と表１６を比較すると、本実施例の方がΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ共に大幅に低減され、焦点深度内に抑えられていることが分かる。
【００８４】
ここで、温度上昇時のバックフォーカス変化量（ΔｆＢｗ、ΔｆＢＴ）であるが、計算上は温度上昇時のプラスチックレンズの熱膨張の影響や、レンズを保持する鏡胴の熱膨張の影響は無視して求めた値である。なぜならば、温度変化時の像点位置変動は、プラスチックレンズの屈折率変化に主に起因するからである。
【００８５】
また、第１レンズのＡの値であるが、鏡胴の熱膨張やプラスチックレンズの熱膨張も含む全系の像点位置変動を相殺するような値にすると、さらに望ましい構成となる。更に、全てのプラスチックレンズを、最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形できることは言うまでもない。
【００８６】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。本発明の撮像装置は、小型のデジタルスチルカメラや、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯端末に搭載されることが好ましいが、パソコンカメラなど他の用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施例１、２のズームレンズを含む撮像装置の光軸方向断面図である。
【図２】実施例３のズームレンズを含む撮像装置の光軸方向断面図である。
【図３】実施例４のズームレンズを含む撮像装置の光軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
Ｓ：開口絞り
Ｌ１：第１レンズ
Ｌ２：第２レンズ
Ｌ３：第３レンズ
Ｌ４：第４レンズ
Ｌ５：第５レンズ
Ｌ６：第６レンズ
Ｌ７：第７レンズ
Ｆ：光学フィルタ
Ｉ：撮像面
ＩＳ：固体撮像素子
【図１】
2005128194.tif 000022
【図２】
2005128194.tif 000023
【図３】
2005128194.tif 000024