変倍光学系および撮像装置
【課題】負正２群ズ−ム構成の変倍光学系において、高諸元化および低コスト化を図る。
【解決手段】第１レンズ群Ｇ１は少なくとも１枚をプラスチックレンズとし、第２レンズ群Ｇ２は互いに隣接するいずれか２枚をプラスチックレンズとし、広角側から望遠側にかけて、第１レンズ群Ｇ１が物体側から像面側に単調に移動するとともに、第２レンズ群Ｇ２が像面側から物体側に単調に移動するようにし、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、第１レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ１、第２レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ２としたとき、下記条件式（１）および（２）を満足するようにする。
−０．２２＜Ｐ１＜−０．０１ （１）
−０．１５＜Ｐ２＜−０．０３ （２）
【解決手段】第１レンズ群Ｇ１は少なくとも１枚をプラスチックレンズとし、第２レンズ群Ｇ２は互いに隣接するいずれか２枚をプラスチックレンズとし、広角側から望遠側にかけて、第１レンズ群Ｇ１が物体側から像面側に単調に移動するとともに、第２レンズ群Ｇ２が像面側から物体側に単調に移動するようにし、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、第１レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ１、第２レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ２としたとき、下記条件式（１）および（２）を満足するようにする。
−０．２２＜Ｐ１＜−０．０１ （１）
−０．１５＜Ｐ２＜−０．０３ （２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた車載カメラや監視カメラ等に用いられる変倍光学系に関するもので、特に監視カメラ用に好適な変倍光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラ用バリフォ−カルレンズ等に使用される変倍光学系は、使用者側で使用環境に応じた焦点距離、被写体距離を設定できる便利さもあって、監視カメラ用として近年市場が特に拡大している。一方では、低コストかつ高性能なレンズ系の開発要請も強くなっている。
【０００３】
監視が主要目的である監視カメラでは、高視野角領域から標準画角までカバ−出来、かつ室内や屋外での使用に耐える事が求められるため、比較的構成が簡易でこれらの条件にある程度適う負正２群ズ−ムが多用されている。この負正２群ズ−ムは、負群先行で画角が広く取れる他、短い焦点距離のわりにバックフォ−カスを大きく出来る等、構成の簡素さに加え利点が多いことから広く用いられている。
【０００４】
前述の使用目的から上記変倍光学系のレンズ諸元は、超広角域が含まれかつ大口径で明るいレンズ系が必要となるため、ある程度の性能を維持するためには従来の球面レンズ系ではレンズ構成枚数が多くなり、また大径で高コストなレンズとなりがちであった。
【０００５】
そこで、現有技術でコスト低減を図るためには、構成枚数を少なくするとともに材料費の安価なプラスチック材料を多用する事が必要となる。
【０００６】
このようなプラスチックレンズを含む負正２群ズ−ムの変倍光学系としては、例えば下記特許文献１〜４に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０１−３０３４０９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１２０００号公報
【特許文献３】特開２００１−２８１５４４号公報
【特許文献４】特開２００６−２５１４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、プラスチックレンズを監視カメラ分野で活用する場合には技術課題も多い。これについては、特に温度変化や湿度変化等の環境変化で結像位置や性能を変化しにくくする事が必要であったり、また光学用プラスチック材料が非常に限定的でガラス材料に比べて自由度がなくレンズ設計上の制約となる事等が挙げられる。また、レンズ枚数を削減しながら高性能化を図るためには非球面技術の導入が不可欠である。
【０００９】
さらに、監視カメラ分野では１００度以上の超広角域をカバ−しつつ明るさがＦ１．４級となるようなレンズ諸元を達成することが求められるが、このような高諸元な変倍光学系を実現することは上記の特許文献１〜３では困難であった。また、特許文献４では、目標とする高諸元を満たしているが、製造上高価なガラス非球面レンズも含まれており低コストとはいえない。
【００１０】
なお、デジタルカメラやムービーカメラでは、オートフォーカス機能が内蔵されているため像位置のズレは自動的に補正出来るが、監視カメラ分野では、オートフォーカス機能を有しないカメラにも取り付けられるようレンズ系のみで補償することが好ましい。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高諸元を満たしつつ低コストな変倍光学系およびこの変倍光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
プラスチック光学材料は、線膨張係数が硝子材料に比べて１桁大きく、温度変化や湿度変化等の環境変化による形状変化や屈折率変化も硝子材料に比べて大きくなるため、レンズ系の結像位置変化や結像性能劣化につながり、環境変化に弱いとされてきた。しかしながら、製造コストは製造数量が多ければガラス球面レンズの１／３程度ですみ、レンズ系のロ−コスト化には不可欠の材料である。これまでは比較的低諸元の光学系で価格優先の場合に使用されてきたが、コスト競争の激化とともに高諸元の光学系にも導入が不可欠となった。
【００１３】
プラスチック光学材料については、以前から吸湿による屈折率の経時変化や成形歪による偏光・屈折率不均一化等、結像性能を劣化させる要因を備えることから製造上問題となっていたが、技術改善により今日では吸湿性の極少ないものや歪の小さい材料を選択できるようになってきた。従って、残る課題は温度変化による形状変化と屈折率変化であるが、ともに材料の線膨張係数に依存するといってよく、温度に対する数値変化を定量化でき、さらにプラスチック鏡枠材料の位置変化と、当該レンズの光軸方向位置変化量に対する結像面の光軸方向位置変化量（以後、変動寄与率と表記）が小さいガラス材料の屈折率変化等も考慮して総合的に検討できるようになった。
【００１４】
こうした開発環境下で、積極的にプラスチック材料を使用し、光学設計時にプラスチック材料の変化特性を取り込み、その結果、以下のような請求条件を見いだし、目的の仕様を満たす変倍光学系を案出できた。
【００１５】
すなわち、本発明の変倍光学系は、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群および正の屈折力を有する第２レンズ群を有する変倍光学系であって、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち互いに隣接するいずれか２枚はプラスチックレンズであり、広角側から望遠側にかけて、第１レンズ群が物体側から像面側に単調に移動するとともに、第２レンズ群が像面側から物体側に単調に移動し、各レンズ群におけるプラスチックレンズの順番を、各々物体側から順にｉ番目とした場合の各レンズの焦点距離をｆｐｉ（ｉ＝１、２、・・ｎ：ｎは自然数）、全系の広角端での焦点距離をｆｗ、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、第１レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ１（Ｐ１＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦ｎ１：ｎ１は第１レンズ群のプラスチックレンズの総数）、第２レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ２（Ｐ２＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦ｎ２：ｎ２は第２レンズ群のプラスチックレンズの総数）としたとき、下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするものである。
−０．２２＜Ｐ１＜−０．０１ （１）
−０．１５＜Ｐ２＜−０．０３ （２）
【００１６】
本発明の変倍光学系において、第１レンズ群は、少なくとも１枚の負プラスチックレンズを含み、第２レンズ群は、少なくとも１枚のレンズが非球面レンズであることが好ましい。
【００１７】
また、第１レンズ群の合成焦点距離をｆＦ、第２レンズ群の合成焦点距離をｆＢとしたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
−１．３０＜ｆＢ／ｆＦ＜−１．１０ （３）
【００１８】
また、第２レンズ群中の両凸レンズの焦点距離をｆ４、正レンズの焦点距離をｆ６としたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
０．９０＜ｆ６／ｆ４＜ １．２０ （４）
【００１９】
また、本発明の撮像装置は、上記記載の変倍光学系と、この変倍光学系によって結像された被写体の像を撮像する撮像素子とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群および正の屈折力を有する第２レンズ群を有する変倍光学系において、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズとし、第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち互いに隣接するいずれか２枚はプラスチックレンズとし、広角側から望遠側にかけて、第１レンズ群が物体側から像面側に単調に移動するとともに、第２レンズ群が像面側から物体側に単調に移動し、各レンズ群におけるプラスチックレンズの順番を、各々物体側から順にｉ番目とした場合の各レンズの焦点距離をｆｐｉ（ｉ＝１、２、・・ｎ：ｎは自然数）、全系の広角端での焦点距離をｆｗ、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、第１レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ１（Ｐ１＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦ｎ１：ｎ１は第１レンズ群のプラスチックレンズの総数）、第２レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ２（Ｐ２＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦ｎ２：ｎ２は第２レンズ群のプラスチックレンズの総数）としたとき、条件式（１）および（２）を満足するようにしているため、高諸元を満たしつつ低コストな変倍光学系を実現することができる。
【００２１】
本発明の撮像装置は、本発明の変倍光学系を備えているため、広角で精度の高い映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例７にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例８にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図９】本発明の実施例１にかかる撮像レンズの各収差図
【図１０】本発明の実施例２にかかる撮像レンズの各収差図
【図１１】本発明の実施例３にかかる撮像レンズの各収差図
【図１２】本発明の実施例４にかかる撮像レンズの各収差図
【図１３】本発明の実施例５にかかる撮像レンズの各収差図
【図１４】本発明の実施例６にかかる撮像レンズの各収差図
【図１５】本発明の実施例７にかかる撮像レンズの各収差図
【図１６】本発明の実施例８にかかる撮像レンズの各収差図
【図１７】本発明の実施の形態にかかる撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態にかかる変倍光学系の構成を示す断面図であり、後述の実施例１の変倍光学系に対応している。
【００２５】
本発明の実施の形態にかかる変倍光学系１は、光軸Ｚに沿って、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備え、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１、両凹レンズＬ２および正レンズＬ３から構成され、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５および正レンズＬ６から構成されている。
【００２６】
なお、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図１では、左側が物体側、右側が像側である。図１では、上段に広角端における無限遠合焦時のレンズ配置を示し、中段に中間画角における無限遠合焦時のレンズ配置を示し、下段に望遠端における無限遠合焦時のレンズ配置を示し、広角端から望遠端へ変倍するときの各レンズ群の概略的な移動軌跡を実線で示している。
【００２７】
また、図１では像面を５として図示している。例えばこの変倍光学系を撮像装置に適用する際には、像面５に撮像素子の撮像面が位置するように配置される。
【００２８】
変倍光学系を撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、最も像側のレンズと撮像面との間にカバーガラスや、紫外線カットフィルタ、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタなどの各種フィルタ等を配置することが好ましく、図１では、最も像側のレンズ群と像面５との間に、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰが配置された例を示している。
【００２９】
ここで、上記変倍光学系１は、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズのうち互いに隣接するいずれか２枚はプラスチックレンズであり、広角側から望遠側にかけて、第１レンズ群が物体側から像面側に単調に移動するとともに、第２レンズ群が像面側から物体側に単調に移動するものである。
【００３０】
さらに、各レンズ群におけるプラスチックレンズの順番を、各々物体側から順にｉ番目とした場合の各レンズの焦点距離をｆｐｉ（ｉ＝１、２、・・６）、全系の広角端での焦点距離をｆｗ、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、第１レンズ群Ｇ１のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ１（Ｐ１＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦３）、第２レンズ群Ｇ２のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ２（Ｐ２＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：４≦ｉ≦６）としたとき、下記条件式（１）および（２）を満足するものである。
−０．２２＜Ｐ１＜−０．０１ （１）
−０．１５＜Ｐ２＜−０．０３ （２）
【００３１】
本発明に係る光学系は、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１および正屈折力の第２レンズ群Ｇ２の２つのレンズ群を相互に移動させて変倍する光学系であるので、広角端と望遠端とでは、結像面に対する変動寄与率が各々異なる。本発明の目指す仕様では、おおよそ広角端では第１レンズ群Ｇ１が０．１倍、第２レンズ群Ｇ２が０．９倍、望遠端では第１レンズ群Ｇ１が０．７倍、第２レンズ群Ｇ２が０．３倍の変動寄与率がある。
【００３２】
これを、固体撮像素子面を基準に考えると、コスト低減に繋がるプラスチック材を鏡枠に使用した場合に、各群の基準位置からのプラスチック鏡枠の温度に対する伸縮により、＋３５℃の温度上昇によって、結像位置は広角端で−０．０３ｍｍ、望遠端で−０．０４ｍｍ程度変化する。従って光学系にプラスチックレンズを導入する際は、これを考慮して相殺するように補正する必要がある。
【００３３】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から２枚の負レンズと１枚の正レンズの配置をとる。これは、広角端で１００度を超える超広角を達成するためには、負の歪曲収差を過剰に生じせしめる事が必要だからであり、また２枚の負レンズの屈折力配分に自由度が広がるとともに、温度による結像点位置変動を抑え易くなるからである。この第１レンズ群Ｇ１において、正レンズ１枚だけのプラスチック化は温度による結像点位置変動が過度に大きく成りすぎて得策でない。また３枚ともプラスチック材料で構成することも考えられるが、負屈折力が勝るので、温度による結像点位置変動が負に大きく外れ適用できない。従って、負レンズ１枚のみプラスチック化するか、正負レンズ１枚ずつの組み合わせをプラスチック化することが好ましい。
【００３４】
第２レンズ群Ｇ２は、全体が正屈折力であるので、物体側から正レンズＬ４、負レンズＬ５、正レンズＬ６のトリップレットの構成にすると、性能を画面全体で良好に維持できる。また、このうち互いに隣接するいずれか２枚をプラスチックレンズとして選択すればよい。ここで、互いに隣接する２枚のレンズとしたのは、温度によるプラスチック材料の屈折率変化が大きく球面収差の劣化等の収差変動を互いに近接するプラスチックレンズ同士で相殺して極力小さくするためである。また、第２レンズ群Ｇ２では、性能確保や枚数削減効果の点から非球面レンズを含むことが好ましいが、この場合には、プラスチックレンズで構成可能なものを非球面レンズとすることも、コスト削減の点から重要である。
【００３５】
また、第１レンズ群Ｇ１が広角端から望遠端への変倍時に単調に結像面側に移動することは、結像点位置変動に対する変動寄与率が変倍域で、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２ともに同符号であり、変倍の中間域での結像点位置変化が両端以上にならない事を保証している。
【００３６】
また、条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１におけるプラスチックレンズの屈折力の総和を規定している。条件式（１）の下限値を下回ると特に望遠側での温度による結像点位置変動が負方向に大きくなりすぎ、上限を上回ると正レンズの屈折力が大きくなりすぎて、残る硝子レンズの負屈折力が過大となり、諸収差の補正が小さくまとめ難くなる。
【００３７】
さらに、条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２におけるプラスチックレンズの屈折力の総和を規定している。条件式（２）の下限を下回ると温度による結像点位置変動が負に大きくなり温度の上昇と共に撮像素子面上からレンズ方向に結像点位置がずれ、結像性能をひどく劣化させる。また上限を上回ると第２レンズ群Ｇ２内の負屈折力の相対値が小さいため色収差を悪化させたり、像面倒れを増大させたり、全系の結像性能に悪影響を及ぼす。また０．０に近いときは、温度変化に強くなるが、＋０．０を超えると結像点位置変動が正に大きくなり結像点のズレが大きくなって使用環境が高温や低温に振れるときに性能劣化をきたすようになる。
【００３８】
従って、上記のように構成することにより、高諸元を満たしつつ低コストな変倍光学系を実現することができる。
【００３９】
上記変倍光学系１は、第１レンズ群の合成焦点距離をｆＦ、第２レンズ群の合成焦点距離をｆＢとしたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
−１．３０＜ｆＢ／ｆＦ＜−１．１０ （３）
【００４０】
条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２の屈折力配分に関する条件式であり、上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の負屈折力が弱くなり、１００度を超える超広角化が得られなかったり、変倍時の各群の移動量が大きくなって、レンズ系が大径化するといった問題を生じる。また、下限を下回ると第１レンズ群Ｇ１の負焦点距離が短くなって、全系の焦点距離を確保するため第２レンズ群Ｇ２の移動量が更に大きくなり、像面５に対する明るさを規制する開口絞りＳｔに対して、第２レンズ群Ｇ２が遠ざかりすぎて第２レンズ群Ｇ２が大径化したり、広角側と望遠側とで収差変動が大きくなり結像性能が劣化するといった問題を生じる。
【００４１】
また、第２レンズ群中の両凸レンズの焦点距離をｆ４、正レンズの焦点距離をｆ６としたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
０．９０＜ｆ６／ｆ４＜ １．２０ （４）
【００４２】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２内の屈折力配分に係わる条件式である。本発明に係る第２レンズ群Ｇ２は、Ｆ１．４級の明るい光学系を仕様とするとき、群内レンズの屈折力配分が重要である。物体側より順に両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５、正レンズＬ６からなる第２レンズ群Ｇ２において、条件式（３）で第２レンズ群Ｇ２の屈折力は制約される中にあって、両凸レンズＬ４の屈折力を大きくとれば、正レンズＬ６の屈折力が弱められるため軸外性能に有利であるが、条件式（４）の上限を上回ると、全系のバックフォ−カスが短くなって、鏡胴のフランジバック所要量を満たせなくなる。これを回避するために例えば両凹レンズＬ５の屈折力を強くする事も考えられるが、色収差に影響するため好ましくない。
【００４３】
逆に両凸レンズＬ４の屈折力を弱めれば、正レンズＬ６の屈折力が強くなり、条件式（４）の下限を下回ると、開口絞りＳｔを中心にした全系の屈折力配置の非対称性が強まり、像面湾曲、コマ収差等軸外収差を劣化させるため好ましくない。この時正レンズＬ６を非球面化することも出来るが、球面収差と軸外諸収差両方に強く作用して、画面全域で結像性能を良好に維持することが困難である。
【実施例】
【００４４】
次に、本発明の変倍光学系の数値実施例について説明する。
【００４５】
＜実施例１＞
実施例１の変倍光学系のレンズ断面図は図１に示したものである。また、実施例１にかかる変倍光学系のレンズデータを表１に、非球面データを表２に、各種データを表３に、温度変化データを表４に示す。同様に、実施例２〜８にかかる変倍光学系のレンズデータ、非球面データ、各種データ、温度変化データを表５〜表３２に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１を例にとり説明するが、実施例２〜８のものについても基本的に同様である。
【００４６】
表１のレンズデータにおいて、面番号は最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するものであり、面間隔は該当面から次の面までの光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、レンズデータにおいて、Ｎｄは最も物体側のレンズを１番目として像側に向かうに従い順次増加するｎ番目（ｎ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄはｎ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示している。なお、基本レンズデータには、開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の曲率半径の欄には（絞り）と記載している。基本レンズデータの曲率半径の符号は、物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
【００４７】
表１のレンズデータにおいて、変倍を行うために間隔が変化する第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔとの間隔、開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と光学部材ＰＰとの間隔に相当する面間隔の欄にはそれぞれ、Ｄ６（可変）、Ｄ７（可変）、Ｄ１３（可変）と記載している。
【００４８】
表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表２の非球面データには、非球面の面番号と、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数κ、Ａｍ（ｍ＝４、６、８、１０、１２）の値である。
Ｘ＝Ｃ・ｈ２／（１＋（１−κ・（Ｃ・ｈ）２））１／２＋Ａ４・ｈ４
＋Ａ６・ｈ６＋Ａ８・ｈ８＋Ａ１０・ｈ１０＋Ａ１２・ｈ１２ （Ａ）
ただし、
Ｘ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
Ａｍ：非球面係数（ｍ＝４、６、８、１０、１２）
【００４９】
表３の各種データには、広角端、中間画角、望遠端における、全系の焦点距離、全系のバックフォーカスＢｆ´、ＦナンバーＦＮＯ、全画角２ωを示す。全画角２ωの単位は度である。
【００５０】
表４の温度変化データは、広角端、中間画角、望遠端における、焦点深度と、基準温度２５℃を中心に±３０℃および±３５℃変化させた場合の結像点の変位を示している。
【００５１】
表１における曲率半径および面間隔の単位、非球面式における非球面深さＸおよび高さｈ、表３における全系の焦点距離および全系のバックフォーカスＢｆ´の単位、表４における焦点深度および結像点の変位の単位としては、「ｍｍ」を用いることができるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることもできる。
【００５２】
実施例１では、プラスチックレンズはＬ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の４枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１３３度と、目標に達している。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
【表３】
【００５６】
【表４】
【００５７】
＜実施例２＞
実施例２にかかる変倍光学系のレンズデータを表５に、非球面データを表６に、各種データを表７に、温度変化データを表８に示す。また、レンズ構成図を図２（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００５８】
実施例２では、プラスチックレンズはＬ２、Ｌ４、Ｌ５の３枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１２６度と、目標に達している。
【００５９】
【表５】
【００６０】
【表６】
【００６１】
【表７】
【００６２】
【表８】
【００６３】
＜実施例３＞
実施例３にかかる変倍光学系のレンズデータを表９に、非球面データを表１０に、各種データを表１１に、温度変化データを表１２に示す。また、レンズ構成図を図３（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００６４】
実施例３では、プラスチックレンズはＬ２、Ｌ４、Ｌ５の３枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１２１度と、目標に達している。
【００６５】
【表９】
【００６６】
【表１０】
【００６７】
【表１１】
【００６８】
【表１２】
【００６９】
＜実施例４＞
実施例４にかかる変倍光学系のレンズデータを表１３に、非球面データを表１４に、各種データを表１５に、温度変化データを表１６に示す。また、レンズ構成図を図４（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００７０】
実施例４では、プラスチックレンズはＬ１、Ｌ４、Ｌ５の３枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１２７度と、目標に達している。
【００７１】
【表１３】
【００７２】
【表１４】
【００７３】
【表１５】
【００７４】
【表１６】
【００７５】
＜実施例５＞
実施例５にかかる変倍光学系のレンズデータを表１７に、非球面データを表１８に、各種データを表１９に、温度変化データを表２０に示す。また、レンズ構成図を図５（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００７６】
実施例５では、プラスチックレンズはＬ１、Ｌ４、Ｌ５の３枚使用している。非球面レンズはＬ１とＬ４とに使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１４３度と、目標に達している。
【００７７】
【表１７】
【００７８】
【表１８】
【００７９】
【表１９】
【００８０】
【表２０】
【００８１】
＜実施例６＞
実施例６にかかる変倍光学系のレンズデータを表２１に、非球面データを表２２に、各種データを表２３に、温度変化データを表２４に示す。また、レンズ構成図を図６（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００８２】
実施例６では、プラスチックレンズはＬ１、Ｌ５、Ｌ６の３枚使用している。非球面レンズはＬ１とＬ５とに使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲をやや超えているものの、広角端での画角は１２８度と、目標に達している。
【００８３】
【表２１】
【００８４】
【表２２】
【００８５】
【表２３】
【００８６】
【表２４】
【００８７】
＜実施例７＞
実施例７にかかる変倍光学系のレンズデータを表２５に、非球面データを表２６に、各種データを表２７に、温度変化データを表２８に示す。また、レンズ構成図を図７（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００８８】
実施例７では、プラスチックレンズはＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６の４枚を使用している。非球面レンズはＬ１とＬ５とに使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して、広角端で僅かに許容範囲を超えているものの、広角端での画角は１２５度と、目標に達している。
【００８９】
【表２５】
【００９０】
【表２６】
【００９１】
【表２７】
【００９２】
【表２８】
【００９３】
＜実施例８＞
実施例８にかかる変倍光学系のレンズデータを表２９に、非球面データを表３０に、各種データを表３１に、温度変化データを表３２に示す。また、レンズ構成図を図８（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００９４】
実施例８では、プラスチックレンズはＬ２、Ｌ４、Ｌ５の３枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して、望遠端で許容範囲を超えているものの、広角端での画角が１２３度と、目標に達している。
【００９５】
【表２９】
【００９６】
【表３０】
【００９７】
【表３１】
【００９８】
【表３２】
【００９９】
上記実施例１〜８の中には、計算による結像点の変位量が一部許容範囲を超えているものもあるが、鏡胴枠材料の選択により許容できるようになる事もあり、総じて発明の効果を主張でき、監視カメラ用の高諸元および低コストな変倍光学系として提供することが可能である。
【０１００】
実施例１〜８の変倍光学系における条件式（１）、（２）、（３）、（４）に対応する値を表３３に示す。表３３の各値は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するものである。表３３からわかるように、実施例１〜８は全て条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満たしている。
【０１０１】
【表３３】
【０１０２】
図９に実施例１の変倍光学系の広角端、中間画角、望遠端における、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の各収差図を示す。各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図にはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。
【０１０３】
なお、歪曲収差はＴＶディストーションで記載してある。光軸に垂直な平面物体の光学系によって結ばれる光軸に垂直な物体像のゆがみの程度を歪曲収差として表すが、写真レンズ等は一般的な、理想像高と実像高との差を理想像高で割った数値を百分率で表したものに対して、ＴＶレンズの分野ではこれとは異なった定義式を用い、これをＴＶ表示として区別している。この定義によれば、ＴＶ画面における長辺の曲がり量を対象として歪曲量として扱う。
【０１０４】
具体的には、長辺の曲がりの深さΔｈの垂直画面長２ｈで割って百分率であらわしたもので、下記式の通り表される。
【０１０５】
ＤＴＶ＝Δｈ/２ｈ×１００
歪曲収差図は、光軸からの実像高Ｙを光軸中心からの画面４対角方向の４点とし、これらの４点で結ばれた平面像の物体側での矩形平面物体を想定し、この像の長辺の中央部での実像高がｈであり、対角上の点の光軸までの垂直高さからの差がΔｈである。従って、画面の縦横比で異なる数値になるが、本図では、ＴＶ画面で一般的な３：４の比率で算出したものとなっている。
【０１０６】
同様に、図１０〜１６に、実施例２〜８の変倍光学系の広角端、中間画角および望遠端における、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の各収差図を示す。
【０１０７】
以上のデータから、実施例１〜８の変倍光学系は、各収差が良好に補正され、広角端および望遠端ともに可視域において高い光学性能を有することがわかる。これらの変倍光学系は、監視カメラや、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置に好適に使用することができる。
【０１０８】
図１７に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施の形態にかかる変倍光学系１を用いて構成したビデオカメラ１０の構成図を示す。なお、図１７では、変倍光学系１が備える負の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳｔ、正の第２レンズ群Ｇ２を概略的に示している。
【０１０９】
ビデオカメラ１０は、変倍光学系１と、変倍光学系１の像側に配置されたローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタ等の機能を有するフィルタ６と、フィルタ６の像側に配置された撮像素子７と、信号処理回路８とを備えている。撮像素子７は変倍光学系１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、撮像素子７としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子７は、その撮像面が変倍光学系１の像面に一致するように配置される。
【０１１０】
変倍光学系１により撮像された像は撮像素子７の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子７からの出力信号が信号処理回路８にて演算処理され、表示装置９に像が表示される。
【０１１１】
なお、図１７には、１つの撮像素子７を用いた、いわゆる単板方式の撮像装置を図示しているが、本発明の撮像装置としては、変倍光学系１と撮像素子７の間にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）等の各色に分ける色分解プリズムを挿入し、各色に対応する３つの撮像素子を用いた、いわゆる３板方式のものでもよい。
【０１１２】
本発明の実施の形態にかかる変倍光学系は、前述した長所を有するため、本実施の形態の撮像装置においても、広角で精度の高い映像を得ることができる。
【０１１３】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１ 変倍光学系
６ フィルタ
７ 撮像素子
８ 信号処理回路
９ 表示装置
１０ 撮像装置
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
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
ＰＰ 光学部材
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた車載カメラや監視カメラ等に用いられる変倍光学系に関するもので、特に監視カメラ用に好適な変倍光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラ用バリフォ−カルレンズ等に使用される変倍光学系は、使用者側で使用環境に応じた焦点距離、被写体距離を設定できる便利さもあって、監視カメラ用として近年市場が特に拡大している。一方では、低コストかつ高性能なレンズ系の開発要請も強くなっている。
【０００３】
監視が主要目的である監視カメラでは、高視野角領域から標準画角までカバ−出来、かつ室内や屋外での使用に耐える事が求められるため、比較的構成が簡易でこれらの条件にある程度適う負正２群ズ−ムが多用されている。この負正２群ズ−ムは、負群先行で画角が広く取れる他、短い焦点距離のわりにバックフォ−カスを大きく出来る等、構成の簡素さに加え利点が多いことから広く用いられている。
【０００４】
前述の使用目的から上記変倍光学系のレンズ諸元は、超広角域が含まれかつ大口径で明るいレンズ系が必要となるため、ある程度の性能を維持するためには従来の球面レンズ系ではレンズ構成枚数が多くなり、また大径で高コストなレンズとなりがちであった。
【０００５】
そこで、現有技術でコスト低減を図るためには、構成枚数を少なくするとともに材料費の安価なプラスチック材料を多用する事が必要となる。
【０００６】
このようなプラスチックレンズを含む負正２群ズ−ムの変倍光学系としては、例えば下記特許文献１〜４に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０１−３０３４０９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１２０００号公報
【特許文献３】特開２００１−２８１５４４号公報
【特許文献４】特開２００６−２５１４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、プラスチックレンズを監視カメラ分野で活用する場合には技術課題も多い。これについては、特に温度変化や湿度変化等の環境変化で結像位置や性能を変化しにくくする事が必要であったり、また光学用プラスチック材料が非常に限定的でガラス材料に比べて自由度がなくレンズ設計上の制約となる事等が挙げられる。また、レンズ枚数を削減しながら高性能化を図るためには非球面技術の導入が不可欠である。
【０００９】
さらに、監視カメラ分野では１００度以上の超広角域をカバ−しつつ明るさがＦ１．４級となるようなレンズ諸元を達成することが求められるが、このような高諸元な変倍光学系を実現することは上記の特許文献１〜３では困難であった。また、特許文献４では、目標とする高諸元を満たしているが、製造上高価なガラス非球面レンズも含まれており低コストとはいえない。
【００１０】
なお、デジタルカメラやムービーカメラでは、オートフォーカス機能が内蔵されているため像位置のズレは自動的に補正出来るが、監視カメラ分野では、オートフォーカス機能を有しないカメラにも取り付けられるようレンズ系のみで補償することが好ましい。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高諸元を満たしつつ低コストな変倍光学系およびこの変倍光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
プラスチック光学材料は、線膨張係数が硝子材料に比べて１桁大きく、温度変化や湿度変化等の環境変化による形状変化や屈折率変化も硝子材料に比べて大きくなるため、レンズ系の結像位置変化や結像性能劣化につながり、環境変化に弱いとされてきた。しかしながら、製造コストは製造数量が多ければガラス球面レンズの１／３程度ですみ、レンズ系のロ−コスト化には不可欠の材料である。これまでは比較的低諸元の光学系で価格優先の場合に使用されてきたが、コスト競争の激化とともに高諸元の光学系にも導入が不可欠となった。
【００１３】
プラスチック光学材料については、以前から吸湿による屈折率の経時変化や成形歪による偏光・屈折率不均一化等、結像性能を劣化させる要因を備えることから製造上問題となっていたが、技術改善により今日では吸湿性の極少ないものや歪の小さい材料を選択できるようになってきた。従って、残る課題は温度変化による形状変化と屈折率変化であるが、ともに材料の線膨張係数に依存するといってよく、温度に対する数値変化を定量化でき、さらにプラスチック鏡枠材料の位置変化と、当該レンズの光軸方向位置変化量に対する結像面の光軸方向位置変化量（以後、変動寄与率と表記）が小さいガラス材料の屈折率変化等も考慮して総合的に検討できるようになった。
【００１４】
こうした開発環境下で、積極的にプラスチック材料を使用し、光学設計時にプラスチック材料の変化特性を取り込み、その結果、以下のような請求条件を見いだし、目的の仕様を満たす変倍光学系を案出できた。
【００１５】
すなわち、本発明の変倍光学系は、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群および正の屈折力を有する第２レンズ群を有する変倍光学系であって、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち互いに隣接するいずれか２枚はプラスチックレンズであり、広角側から望遠側にかけて、第１レンズ群が物体側から像面側に単調に移動するとともに、第２レンズ群が像面側から物体側に単調に移動し、各レンズ群におけるプラスチックレンズの順番を、各々物体側から順にｉ番目とした場合の各レンズの焦点距離をｆｐｉ（ｉ＝１、２、・・ｎ：ｎは自然数）、全系の広角端での焦点距離をｆｗ、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、第１レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ１（Ｐ１＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦ｎ１：ｎ１は第１レンズ群のプラスチックレンズの総数）、第２レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ２（Ｐ２＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦ｎ２：ｎ２は第２レンズ群のプラスチックレンズの総数）としたとき、下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするものである。
−０．２２＜Ｐ１＜−０．０１ （１）
−０．１５＜Ｐ２＜−０．０３ （２）
【００１６】
本発明の変倍光学系において、第１レンズ群は、少なくとも１枚の負プラスチックレンズを含み、第２レンズ群は、少なくとも１枚のレンズが非球面レンズであることが好ましい。
【００１７】
また、第１レンズ群の合成焦点距離をｆＦ、第２レンズ群の合成焦点距離をｆＢとしたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
−１．３０＜ｆＢ／ｆＦ＜−１．１０ （３）
【００１８】
また、第２レンズ群中の両凸レンズの焦点距離をｆ４、正レンズの焦点距離をｆ６としたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
０．９０＜ｆ６／ｆ４＜ １．２０ （４）
【００１９】
また、本発明の撮像装置は、上記記載の変倍光学系と、この変倍光学系によって結像された被写体の像を撮像する撮像素子とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群および正の屈折力を有する第２レンズ群を有する変倍光学系において、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズとし、第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち互いに隣接するいずれか２枚はプラスチックレンズとし、広角側から望遠側にかけて、第１レンズ群が物体側から像面側に単調に移動するとともに、第２レンズ群が像面側から物体側に単調に移動し、各レンズ群におけるプラスチックレンズの順番を、各々物体側から順にｉ番目とした場合の各レンズの焦点距離をｆｐｉ（ｉ＝１、２、・・ｎ：ｎは自然数）、全系の広角端での焦点距離をｆｗ、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、第１レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ１（Ｐ１＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦ｎ１：ｎ１は第１レンズ群のプラスチックレンズの総数）、第２レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ２（Ｐ２＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦ｎ２：ｎ２は第２レンズ群のプラスチックレンズの総数）としたとき、条件式（１）および（２）を満足するようにしているため、高諸元を満たしつつ低コストな変倍光学系を実現することができる。
【００２１】
本発明の撮像装置は、本発明の変倍光学系を備えているため、広角で精度の高い映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例７にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例８にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図９】本発明の実施例１にかかる撮像レンズの各収差図
【図１０】本発明の実施例２にかかる撮像レンズの各収差図
【図１１】本発明の実施例３にかかる撮像レンズの各収差図
【図１２】本発明の実施例４にかかる撮像レンズの各収差図
【図１３】本発明の実施例５にかかる撮像レンズの各収差図
【図１４】本発明の実施例６にかかる撮像レンズの各収差図
【図１５】本発明の実施例７にかかる撮像レンズの各収差図
【図１６】本発明の実施例８にかかる撮像レンズの各収差図
【図１７】本発明の実施の形態にかかる撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態にかかる変倍光学系の構成を示す断面図であり、後述の実施例１の変倍光学系に対応している。
【００２５】
本発明の実施の形態にかかる変倍光学系１は、光軸Ｚに沿って、物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備え、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１、両凹レンズＬ２および正レンズＬ３から構成され、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５および正レンズＬ６から構成されている。
【００２６】
なお、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図１では、左側が物体側、右側が像側である。図１では、上段に広角端における無限遠合焦時のレンズ配置を示し、中段に中間画角における無限遠合焦時のレンズ配置を示し、下段に望遠端における無限遠合焦時のレンズ配置を示し、広角端から望遠端へ変倍するときの各レンズ群の概略的な移動軌跡を実線で示している。
【００２７】
また、図１では像面を５として図示している。例えばこの変倍光学系を撮像装置に適用する際には、像面５に撮像素子の撮像面が位置するように配置される。
【００２８】
変倍光学系を撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、最も像側のレンズと撮像面との間にカバーガラスや、紫外線カットフィルタ、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタなどの各種フィルタ等を配置することが好ましく、図１では、最も像側のレンズ群と像面５との間に、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰが配置された例を示している。
【００２９】
ここで、上記変倍光学系１は、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズのうち互いに隣接するいずれか２枚はプラスチックレンズであり、広角側から望遠側にかけて、第１レンズ群が物体側から像面側に単調に移動するとともに、第２レンズ群が像面側から物体側に単調に移動するものである。
【００３０】
さらに、各レンズ群におけるプラスチックレンズの順番を、各々物体側から順にｉ番目とした場合の各レンズの焦点距離をｆｐｉ（ｉ＝１、２、・・６）、全系の広角端での焦点距離をｆｗ、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、第１レンズ群Ｇ１のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ１（Ｐ１＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：１≦ｉ≦３）、第２レンズ群Ｇ２のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの合計をＰ２（Ｐ２＝Σ（ｆｗ／ｆｐｉ）：４≦ｉ≦６）としたとき、下記条件式（１）および（２）を満足するものである。
−０．２２＜Ｐ１＜−０．０１ （１）
−０．１５＜Ｐ２＜−０．０３ （２）
【００３１】
本発明に係る光学系は、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１および正屈折力の第２レンズ群Ｇ２の２つのレンズ群を相互に移動させて変倍する光学系であるので、広角端と望遠端とでは、結像面に対する変動寄与率が各々異なる。本発明の目指す仕様では、おおよそ広角端では第１レンズ群Ｇ１が０．１倍、第２レンズ群Ｇ２が０．９倍、望遠端では第１レンズ群Ｇ１が０．７倍、第２レンズ群Ｇ２が０．３倍の変動寄与率がある。
【００３２】
これを、固体撮像素子面を基準に考えると、コスト低減に繋がるプラスチック材を鏡枠に使用した場合に、各群の基準位置からのプラスチック鏡枠の温度に対する伸縮により、＋３５℃の温度上昇によって、結像位置は広角端で−０．０３ｍｍ、望遠端で−０．０４ｍｍ程度変化する。従って光学系にプラスチックレンズを導入する際は、これを考慮して相殺するように補正する必要がある。
【００３３】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から２枚の負レンズと１枚の正レンズの配置をとる。これは、広角端で１００度を超える超広角を達成するためには、負の歪曲収差を過剰に生じせしめる事が必要だからであり、また２枚の負レンズの屈折力配分に自由度が広がるとともに、温度による結像点位置変動を抑え易くなるからである。この第１レンズ群Ｇ１において、正レンズ１枚だけのプラスチック化は温度による結像点位置変動が過度に大きく成りすぎて得策でない。また３枚ともプラスチック材料で構成することも考えられるが、負屈折力が勝るので、温度による結像点位置変動が負に大きく外れ適用できない。従って、負レンズ１枚のみプラスチック化するか、正負レンズ１枚ずつの組み合わせをプラスチック化することが好ましい。
【００３４】
第２レンズ群Ｇ２は、全体が正屈折力であるので、物体側から正レンズＬ４、負レンズＬ５、正レンズＬ６のトリップレットの構成にすると、性能を画面全体で良好に維持できる。また、このうち互いに隣接するいずれか２枚をプラスチックレンズとして選択すればよい。ここで、互いに隣接する２枚のレンズとしたのは、温度によるプラスチック材料の屈折率変化が大きく球面収差の劣化等の収差変動を互いに近接するプラスチックレンズ同士で相殺して極力小さくするためである。また、第２レンズ群Ｇ２では、性能確保や枚数削減効果の点から非球面レンズを含むことが好ましいが、この場合には、プラスチックレンズで構成可能なものを非球面レンズとすることも、コスト削減の点から重要である。
【００３５】
また、第１レンズ群Ｇ１が広角端から望遠端への変倍時に単調に結像面側に移動することは、結像点位置変動に対する変動寄与率が変倍域で、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２ともに同符号であり、変倍の中間域での結像点位置変化が両端以上にならない事を保証している。
【００３６】
また、条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１におけるプラスチックレンズの屈折力の総和を規定している。条件式（１）の下限値を下回ると特に望遠側での温度による結像点位置変動が負方向に大きくなりすぎ、上限を上回ると正レンズの屈折力が大きくなりすぎて、残る硝子レンズの負屈折力が過大となり、諸収差の補正が小さくまとめ難くなる。
【００３７】
さらに、条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２におけるプラスチックレンズの屈折力の総和を規定している。条件式（２）の下限を下回ると温度による結像点位置変動が負に大きくなり温度の上昇と共に撮像素子面上からレンズ方向に結像点位置がずれ、結像性能をひどく劣化させる。また上限を上回ると第２レンズ群Ｇ２内の負屈折力の相対値が小さいため色収差を悪化させたり、像面倒れを増大させたり、全系の結像性能に悪影響を及ぼす。また０．０に近いときは、温度変化に強くなるが、＋０．０を超えると結像点位置変動が正に大きくなり結像点のズレが大きくなって使用環境が高温や低温に振れるときに性能劣化をきたすようになる。
【００３８】
従って、上記のように構成することにより、高諸元を満たしつつ低コストな変倍光学系を実現することができる。
【００３９】
上記変倍光学系１は、第１レンズ群の合成焦点距離をｆＦ、第２レンズ群の合成焦点距離をｆＢとしたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
−１．３０＜ｆＢ／ｆＦ＜−１．１０ （３）
【００４０】
条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２の屈折力配分に関する条件式であり、上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の負屈折力が弱くなり、１００度を超える超広角化が得られなかったり、変倍時の各群の移動量が大きくなって、レンズ系が大径化するといった問題を生じる。また、下限を下回ると第１レンズ群Ｇ１の負焦点距離が短くなって、全系の焦点距離を確保するため第２レンズ群Ｇ２の移動量が更に大きくなり、像面５に対する明るさを規制する開口絞りＳｔに対して、第２レンズ群Ｇ２が遠ざかりすぎて第２レンズ群Ｇ２が大径化したり、広角側と望遠側とで収差変動が大きくなり結像性能が劣化するといった問題を生じる。
【００４１】
また、第２レンズ群中の両凸レンズの焦点距離をｆ４、正レンズの焦点距離をｆ６としたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
０．９０＜ｆ６／ｆ４＜ １．２０ （４）
【００４２】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２内の屈折力配分に係わる条件式である。本発明に係る第２レンズ群Ｇ２は、Ｆ１．４級の明るい光学系を仕様とするとき、群内レンズの屈折力配分が重要である。物体側より順に両凸レンズＬ４、両凹レンズＬ５、正レンズＬ６からなる第２レンズ群Ｇ２において、条件式（３）で第２レンズ群Ｇ２の屈折力は制約される中にあって、両凸レンズＬ４の屈折力を大きくとれば、正レンズＬ６の屈折力が弱められるため軸外性能に有利であるが、条件式（４）の上限を上回ると、全系のバックフォ−カスが短くなって、鏡胴のフランジバック所要量を満たせなくなる。これを回避するために例えば両凹レンズＬ５の屈折力を強くする事も考えられるが、色収差に影響するため好ましくない。
【００４３】
逆に両凸レンズＬ４の屈折力を弱めれば、正レンズＬ６の屈折力が強くなり、条件式（４）の下限を下回ると、開口絞りＳｔを中心にした全系の屈折力配置の非対称性が強まり、像面湾曲、コマ収差等軸外収差を劣化させるため好ましくない。この時正レンズＬ６を非球面化することも出来るが、球面収差と軸外諸収差両方に強く作用して、画面全域で結像性能を良好に維持することが困難である。
【実施例】
【００４４】
次に、本発明の変倍光学系の数値実施例について説明する。
【００４５】
＜実施例１＞
実施例１の変倍光学系のレンズ断面図は図１に示したものである。また、実施例１にかかる変倍光学系のレンズデータを表１に、非球面データを表２に、各種データを表３に、温度変化データを表４に示す。同様に、実施例２〜８にかかる変倍光学系のレンズデータ、非球面データ、各種データ、温度変化データを表５〜表３２に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１を例にとり説明するが、実施例２〜８のものについても基本的に同様である。
【００４６】
表１のレンズデータにおいて、面番号は最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するものであり、面間隔は該当面から次の面までの光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、レンズデータにおいて、Ｎｄは最も物体側のレンズを１番目として像側に向かうに従い順次増加するｎ番目（ｎ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄはｎ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示している。なお、基本レンズデータには、開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の曲率半径の欄には（絞り）と記載している。基本レンズデータの曲率半径の符号は、物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
【００４７】
表１のレンズデータにおいて、変倍を行うために間隔が変化する第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔとの間隔、開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と光学部材ＰＰとの間隔に相当する面間隔の欄にはそれぞれ、Ｄ６（可変）、Ｄ７（可変）、Ｄ１３（可変）と記載している。
【００４８】
表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表２の非球面データには、非球面の面番号と、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数κ、Ａｍ（ｍ＝４、６、８、１０、１２）の値である。
Ｘ＝Ｃ・ｈ２／（１＋（１−κ・（Ｃ・ｈ）２））１／２＋Ａ４・ｈ４
＋Ａ６・ｈ６＋Ａ８・ｈ８＋Ａ１０・ｈ１０＋Ａ１２・ｈ１２ （Ａ）
ただし、
Ｘ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
Ａｍ：非球面係数（ｍ＝４、６、８、１０、１２）
【００４９】
表３の各種データには、広角端、中間画角、望遠端における、全系の焦点距離、全系のバックフォーカスＢｆ´、ＦナンバーＦＮＯ、全画角２ωを示す。全画角２ωの単位は度である。
【００５０】
表４の温度変化データは、広角端、中間画角、望遠端における、焦点深度と、基準温度２５℃を中心に±３０℃および±３５℃変化させた場合の結像点の変位を示している。
【００５１】
表１における曲率半径および面間隔の単位、非球面式における非球面深さＸおよび高さｈ、表３における全系の焦点距離および全系のバックフォーカスＢｆ´の単位、表４における焦点深度および結像点の変位の単位としては、「ｍｍ」を用いることができるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることもできる。
【００５２】
実施例１では、プラスチックレンズはＬ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の４枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１３３度と、目標に達している。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
【表３】
【００５６】
【表４】
【００５７】
＜実施例２＞
実施例２にかかる変倍光学系のレンズデータを表５に、非球面データを表６に、各種データを表７に、温度変化データを表８に示す。また、レンズ構成図を図２（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００５８】
実施例２では、プラスチックレンズはＬ２、Ｌ４、Ｌ５の３枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１２６度と、目標に達している。
【００５９】
【表５】
【００６０】
【表６】
【００６１】
【表７】
【００６２】
【表８】
【００６３】
＜実施例３＞
実施例３にかかる変倍光学系のレンズデータを表９に、非球面データを表１０に、各種データを表１１に、温度変化データを表１２に示す。また、レンズ構成図を図３（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００６４】
実施例３では、プラスチックレンズはＬ２、Ｌ４、Ｌ５の３枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１２１度と、目標に達している。
【００６５】
【表９】
【００６６】
【表１０】
【００６７】
【表１１】
【００６８】
【表１２】
【００６９】
＜実施例４＞
実施例４にかかる変倍光学系のレンズデータを表１３に、非球面データを表１４に、各種データを表１５に、温度変化データを表１６に示す。また、レンズ構成図を図４（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００７０】
実施例４では、プラスチックレンズはＬ１、Ｌ４、Ｌ５の３枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１２７度と、目標に達している。
【００７１】
【表１３】
【００７２】
【表１４】
【００７３】
【表１５】
【００７４】
【表１６】
【００７５】
＜実施例５＞
実施例５にかかる変倍光学系のレンズデータを表１７に、非球面データを表１８に、各種データを表１９に、温度変化データを表２０に示す。また、レンズ構成図を図５（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００７６】
実施例５では、プラスチックレンズはＬ１、Ｌ４、Ｌ５の３枚使用している。非球面レンズはＬ１とＬ４とに使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲内であり、広角端での画角が１４３度と、目標に達している。
【００７７】
【表１７】
【００７８】
【表１８】
【００７９】
【表１９】
【００８０】
【表２０】
【００８１】
＜実施例６＞
実施例６にかかる変倍光学系のレンズデータを表２１に、非球面データを表２２に、各種データを表２３に、温度変化データを表２４に示す。また、レンズ構成図を図６（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００８２】
実施例６では、プラスチックレンズはＬ１、Ｌ５、Ｌ６の３枚使用している。非球面レンズはＬ１とＬ５とに使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して許容範囲をやや超えているものの、広角端での画角は１２８度と、目標に達している。
【００８３】
【表２１】
【００８４】
【表２２】
【００８５】
【表２３】
【００８６】
【表２４】
【００８７】
＜実施例７＞
実施例７にかかる変倍光学系のレンズデータを表２５に、非球面データを表２６に、各種データを表２７に、温度変化データを表２８に示す。また、レンズ構成図を図７（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００８８】
実施例７では、プラスチックレンズはＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６の４枚を使用している。非球面レンズはＬ１とＬ５とに使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して、広角端で僅かに許容範囲を超えているものの、広角端での画角は１２５度と、目標に達している。
【００８９】
【表２５】
【００９０】
【表２６】
【００９１】
【表２７】
【００９２】
【表２８】
【００９３】
＜実施例８＞
実施例８にかかる変倍光学系のレンズデータを表２９に、非球面データを表３０に、各種データを表３１に、温度変化データを表３２に示す。また、レンズ構成図を図８（各レンズ群の概略的な移動軌跡は省略）に示す。
【００９４】
実施例８では、プラスチックレンズはＬ２、Ｌ４、Ｌ５の３枚を使用している。非球面レンズはＬ４に使用している。計算による結像点の変位量は、所要の温度変化±３５℃に対して、望遠端で許容範囲を超えているものの、広角端での画角が１２３度と、目標に達している。
【００９５】
【表２９】
【００９６】
【表３０】
【００９７】
【表３１】
【００９８】
【表３２】
【００９９】
上記実施例１〜８の中には、計算による結像点の変位量が一部許容範囲を超えているものもあるが、鏡胴枠材料の選択により許容できるようになる事もあり、総じて発明の効果を主張でき、監視カメラ用の高諸元および低コストな変倍光学系として提供することが可能である。
【０１００】
実施例１〜８の変倍光学系における条件式（１）、（２）、（３）、（４）に対応する値を表３３に示す。表３３の各値は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するものである。表３３からわかるように、実施例１〜８は全て条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満たしている。
【０１０１】
【表３３】
【０１０２】
図９に実施例１の変倍光学系の広角端、中間画角、望遠端における、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の各収差図を示す。各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図にはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。
【０１０３】
なお、歪曲収差はＴＶディストーションで記載してある。光軸に垂直な平面物体の光学系によって結ばれる光軸に垂直な物体像のゆがみの程度を歪曲収差として表すが、写真レンズ等は一般的な、理想像高と実像高との差を理想像高で割った数値を百分率で表したものに対して、ＴＶレンズの分野ではこれとは異なった定義式を用い、これをＴＶ表示として区別している。この定義によれば、ＴＶ画面における長辺の曲がり量を対象として歪曲量として扱う。
【０１０４】
具体的には、長辺の曲がりの深さΔｈの垂直画面長２ｈで割って百分率であらわしたもので、下記式の通り表される。
【０１０５】
ＤＴＶ＝Δｈ/２ｈ×１００
歪曲収差図は、光軸からの実像高Ｙを光軸中心からの画面４対角方向の４点とし、これらの４点で結ばれた平面像の物体側での矩形平面物体を想定し、この像の長辺の中央部での実像高がｈであり、対角上の点の光軸までの垂直高さからの差がΔｈである。従って、画面の縦横比で異なる数値になるが、本図では、ＴＶ画面で一般的な３：４の比率で算出したものとなっている。
【０１０６】
同様に、図１０〜１６に、実施例２〜８の変倍光学系の広角端、中間画角および望遠端における、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の各収差図を示す。
【０１０７】
以上のデータから、実施例１〜８の変倍光学系は、各収差が良好に補正され、広角端および望遠端ともに可視域において高い光学性能を有することがわかる。これらの変倍光学系は、監視カメラや、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置に好適に使用することができる。
【０１０８】
図１７に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施の形態にかかる変倍光学系１を用いて構成したビデオカメラ１０の構成図を示す。なお、図１７では、変倍光学系１が備える負の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳｔ、正の第２レンズ群Ｇ２を概略的に示している。
【０１０９】
ビデオカメラ１０は、変倍光学系１と、変倍光学系１の像側に配置されたローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタ等の機能を有するフィルタ６と、フィルタ６の像側に配置された撮像素子７と、信号処理回路８とを備えている。撮像素子７は変倍光学系１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、撮像素子７としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子７は、その撮像面が変倍光学系１の像面に一致するように配置される。
【０１１０】
変倍光学系１により撮像された像は撮像素子７の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子７からの出力信号が信号処理回路８にて演算処理され、表示装置９に像が表示される。
【０１１１】
なお、図１７には、１つの撮像素子７を用いた、いわゆる単板方式の撮像装置を図示しているが、本発明の撮像装置としては、変倍光学系１と撮像素子７の間にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）等の各色に分ける色分解プリズムを挿入し、各色に対応する３つの撮像素子を用いた、いわゆる３板方式のものでもよい。
【０１１２】
本発明の実施の形態にかかる変倍光学系は、前述した長所を有するため、本実施の形態の撮像装置においても、広角で精度の高い映像を得ることができる。
【０１１３】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１ 変倍光学系
６ フィルタ
７ 撮像素子
８ 信号処理回路
９ 表示装置
１０ 撮像装置
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
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
ＰＰ 光学部材
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群および正の屈折力を有する第２レンズ群を有し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち互いに隣接するいずれか２枚はプラスチックレンズであり、
広角側から望遠側にかけて、前記第１レンズ群が物体側から像面側に単調に移動するとともに、前記第２レンズ群が像面側から物体側に単調に移動し、
各レンズ群におけるプラスチックレンズの順番を、各々物体側から順にｉ番目とした場合の各レンズの焦点距離をｆｐｉ、全系の広角端での焦点距離をｆｗ、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、前記第１レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの和の合計をＰ１、前記第２レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの和の合計をＰ２としたとき、下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とする変倍光学系。
−０．２２＜Ｐ１＜−０．０１ （１）
−０．１５＜Ｐ２＜−０．０３ （２）
【請求項２】
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の負プラスチックレンズを含み、
前記第２レンズ群は、少なくとも１枚のレンズが非球面レンズであることを特徴とする請求項１記載の変倍光学系。
【請求項３】
前記第１レンズ群の合成焦点距離をｆＦ、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＢとしたとき、下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の変倍光学系。
−１．３０＜ｆＢ／ｆＦ＜−１．１０ （３）
【請求項４】
前記第２レンズ群中の前記両凸レンズの焦点距離をｆ４、前記正レンズの焦点距離をｆ６としたとき、下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の変倍光学系。
０．９０＜ｆ６／ｆ４＜ １．２０ （４）
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載の変倍光学系と、
該変倍光学系によって結像された被写体の像を撮像する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群および正の屈折力を有する第２レンズ群を有し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち少なくとも１枚はプラスチックレンズであり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび正レンズを有するとともに、これらのうち互いに隣接するいずれか２枚はプラスチックレンズであり、
広角側から望遠側にかけて、前記第１レンズ群が物体側から像面側に単調に移動するとともに、前記第２レンズ群が像面側から物体側に単調に移動し、
各レンズ群におけるプラスチックレンズの順番を、各々物体側から順にｉ番目とした場合の各レンズの焦点距離をｆｐｉ、全系の広角端での焦点距離をｆｗ、広角端での全系の屈折力に対する各レンズの屈折力の比率をｆｗ／ｆｐｉとし、前記第１レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの和の合計をＰ１、前記第２レンズ群のプラスチックレンズに関するｆｗ／ｆｐｉの和の合計をＰ２としたとき、下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とする変倍光学系。
−０．２２＜Ｐ１＜−０．０１ （１）
−０．１５＜Ｐ２＜−０．０３ （２）
【請求項２】
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の負プラスチックレンズを含み、
前記第２レンズ群は、少なくとも１枚のレンズが非球面レンズであることを特徴とする請求項１記載の変倍光学系。
【請求項３】
前記第１レンズ群の合成焦点距離をｆＦ、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＢとしたとき、下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の変倍光学系。
−１．３０＜ｆＢ／ｆＦ＜−１．１０ （３）
【請求項４】
前記第２レンズ群中の前記両凸レンズの焦点距離をｆ４、前記正レンズの焦点距離をｆ６としたとき、下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の変倍光学系。
０．９０＜ｆ６／ｆ４＜ １．２０ （４）
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載の変倍光学系と、
該変倍光学系によって結像された被写体の像を撮像する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−１７０１１４（Ｐ２０１０−１７０１１４Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８６２４６（Ｐ２００９−２８６２４６）
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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