JP2003021783A - Zoom lens and optical equipment using the same - Google Patents
Zoom lens and optical equipment using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、写真用カメラやビ
デオカメラやデジタルカメラ等に使用され、特に良好な
色収差を確保しながらも、全体としてコンパクトな負の
屈折力のレンズ群が先行するネガティブリードのズーム
レンズ及びそれを有する光学機器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for a photographic camera, a video camera, a digital camera, and the like. The present invention relates to a lead zoom lens and an optical apparatus having the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年のホームビデオカメラ等の光学機器
の小型軽量化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化、
高画質化に目覚ましい進歩が見られている。構成の簡略
化により達成される小型化と、構成の複雑化により達成
される高性能化という元来相反する命題を実現するため
にさまざまな光学系が提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, as optical devices such as home video cameras have become smaller and lighter, zoom lenses for image pickup have become smaller.
Significant progress has been made in improving image quality. Various optical systems have been proposed to realize the originally contradictory propositions of miniaturization achieved by simplification of the configuration and high performance achieved by the complexity of the configuration.
【0003】これらの目的を達成する1つの光学系とし
ては、物体側の第1レンズ群を負の屈折力のレンズ群で
構成し、この第1レンズ群を移動させてズーミングを行
う所謂ネガティブリードのズームレンズが知られてい
る。As one optical system for achieving these objects, a so-called negative lead in which a first lens unit on the object side is constituted by a lens unit having a negative refractive power, and the first lens unit is moved to perform zooming. Are known zoom lenses.
【0004】一般にネガティブリードのズームレンズ
は、第1レンズ群を固定してズーミングを行うズームレ
ンズに比べて、第2レンズ群以後の有効径が小さくな
り、レンズ系全体の小型化が容易になる。また、第1レ
ンズ群でフォーカスを行えば、近接撮影時のズーミング
によるフォーカス変動がない撮影が可能となり、更に簡
略なレンズ群構成を採用することができる。また、第2
レンズ群以降でフォーカスを行えば、フォーカスレンズ
群はレンズ径が小さい軽いレンズ群なので、駆動力が小
さく駆動するストロークも短く、迅速な焦点合わせがで
きる等の特長がある。In general, a negative-lead zoom lens has a smaller effective diameter after the second lens group than a zoom lens that performs zooming with the first lens group fixed, thereby facilitating miniaturization of the entire lens system. . In addition, if focusing is performed by the first lens group, it is possible to perform imaging without focus fluctuation due to zooming during close-up imaging, and a simpler lens group configuration can be employed. Also, the second
If focusing is performed after the lens group, the focus lens group is a light lens group having a small lens diameter, and thus has features such as a small driving force, a short driving stroke, and quick focusing.
【0005】このようなネガティブリード型のズームレ
ンズが、例えば特開平1−191820号公報、特開平
3−203709号公報、特開平3−240011号公
報等で提案されている。これらの公報では、物体側から
順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レ
ンズ群、正の屈折力の第3レンズ群を有し、第2レンズ
群を移動させて変倍を行い、第1レンズ群で変倍に伴う
像面変動を補正するズームレンズを開示している。この
ような構成によって、前玉径も比較的に小型化でき、コ
ンパクトなズームレンズを達成している。[0005] Such a negative lead type zoom lens has been proposed in, for example, JP-A-1-191820, JP-A-3-203709, and JP-A-3-240011. These publications have, in order from the object side, a first lens unit having a negative refractive power, a second lens unit having a positive refractive power, and a third lens unit having a positive refractive power. There is disclosed a zoom lens which performs zooming by correcting the image plane variation accompanying zooming in the first lens group. With such a configuration, the diameter of the front lens can be made relatively small, and a compact zoom lens is achieved.
【0006】しかしながら、近年では撮像手段としてC
CDの素子数の増加による高度の色収差補正を達成する
ズームレンズへの要求が大きく、良好な光学性能を維持
しながら更なる小型化が要望されている。However, in recent years, C
There is a great demand for a zoom lens that achieves a high degree of chromatic aberration correction by increasing the number of CD elements, and there is a demand for further miniaturization while maintaining good optical performance.
【0007】一般的に、色収差の補正のためには各レン
ズ群で発生する色収差を小さくする為に、各レンズ群を
構成するレンズ枚数を多くして、各レンズの収差分担を
小さくする必要がある。しかしながら、この方法はレン
ズ系の小型化には逆行する。In general, in order to correct chromatic aberration, it is necessary to reduce the chromatic aberration generated in each lens group by increasing the number of lenses constituting each lens group and reducing the aberration sharing of each lens. is there. However, this method goes against the miniaturization of the lens system.
【0008】この他色収差の補正については、分散の異
なる硝材を組み合わせて補正する方法の他にレンズ面又
は光学系の一部に回折作用を有する回折光学素子を設け
て補正した光学系が、例えば特開平4−213421号
公報や特開平6−324262号公報、特開平9−19
7274号公報、特開平9−211329号公報、米国
特許第5,268,790号等で提案されている。In order to correct this chromatic aberration, in addition to a method of correcting by combining glass materials having different dispersions, an optical system corrected by providing a diffractive optical element having a diffractive effect on a lens surface or a part of the optical system is used, for example. JP-A-4-213421, JP-A-6-324262, JP-A-9-19
No. 7,274, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-212329, and US Pat. No. 5,268,790.
【0009】また、諸収差の補正とレンズ枚数の減少の
ためには、従来から非球面を用いることが知られてい
る。この非球面を用いると、レンズ枚数の削減と球面で
は得られない収差補正の効果が期待でき有効である。In order to correct various aberrations and reduce the number of lenses, it has been conventionally known to use an aspherical surface. When this aspherical surface is used, the effect of reducing the number of lenses and correcting aberrations that cannot be obtained with a spherical surface can be expected and is effective.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】高画質を得ることを目
的としたズームレンズにおいては諸収差の補正のうち、
特に色収差の補正が重要である。変倍の際に移動する可
動レンズ群の物体側に固定の第1レンズ群があるズーム
レンズでは、第1レンズ群の色収差の発生を小さく抑え
ないと、可動レンズ群の1つである主変倍レンズ群(例
えば第2レンズ群)の移動によって色収差の変動が大き
くなってくる。SUMMARY OF THE INVENTION In a zoom lens aiming at obtaining high image quality, various types of aberration correction are required.
In particular, correction of chromatic aberration is important. In a zoom lens having a fixed first lens group on the object side of the movable lens group that moves during zooming, it is one of the main lens groups that is one of the movable lens groups unless the generation of chromatic aberration of the first lens group is kept small. The movement of the magnification lens group (for example, the second lens group) causes a large variation in chromatic aberration.
【0011】そのために、従来では第1レンズ群を高分
散の材料より成る負レンズと低分散の材料より成る正レ
ンズをそれぞれ1枚又は2枚を使って色消し(色収差の
補正)を行っている。更に、負レンズと正レンズを貼合
わせる構成を用いることもあり、そのため第1レンズ群
を構成するレンズ枚数が多くなってくる。For this purpose, conventionally, the first lens group is achromatized (correction of chromatic aberration) by using one or two negative lenses made of a high dispersion material and one or two positive lenses made of a low dispersion material. I have. Further, a configuration in which a negative lens and a positive lens are bonded to each other may be used, so that the number of lenses constituting the first lens group increases.
【0012】色収差の発生や変動を小さく抑える方法と
して、回折光学面(回折光学素子)を撮像光学系に応用
した前述の特開平4−213421号公報、特開平6−
324262号公報等では単一の焦点距離の撮影レンズ
に応用したものである。これらの公報ではズームレンズ
特有のズーミング(変倍)による色収差の変動の除去等
の考察及び記載はなく、ズームレンズへの応用は行われ
ていない。As a method for suppressing the occurrence and fluctuation of chromatic aberration to a small extent, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 4-213421 and Hei 6-61, in which a diffractive optical surface (diffractive optical element) is applied to an imaging optical system.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 324262 discloses an application to an imaging lens having a single focal length. In these publications, there is no consideration or description of removal of chromatic aberration fluctuation due to zooming (magnification change) peculiar to a zoom lens, and no application to a zoom lens is performed.
【0013】米国特許5268790号公報では、ズー
ムレンズへの応用を示しているが、ここでは主変倍レン
ズ群である第2レンズ群又は補正レンズ群である第3レ
ンズ群に回折光学素子を用いることを提案している。US Pat. No. 5,268,790 shows an application to a zoom lens. In this case, a diffractive optical element is used for a second lens group as a main variable power lens group or a third lens group as a correction lens group. Propose that.
【0014】第1レンズ群には回折光学素子を用いてい
ない。この構成では、第1レンズ群で色収差が発生する
と、この色収差はそのままズーミングに伴い第2レンズ
群等の変倍レンズ群の移動により、増倍或いは変動し、
像面に到達してくる。また、実施例として約10倍のズ
ームレンズを記載しているが、この公報で公知としてい
るものよりも高倍化を同一寸法で達成したとの記載があ
り、またレンズ枚数の減少を実行しているが、未だレン
ズ枚数が多く小型化には余裕がある。The first lens group does not use any diffractive optical element. In this configuration, when chromatic aberration occurs in the first lens group, the chromatic aberration is increased or fluctuated by the movement of the variable power lens group such as the second lens group as it is during zooming.
It reaches the image plane. Further, as an example, a zoom lens of about 10 times is described, but there is a description that higher magnification is achieved with the same size than that known in this publication. However, there are still many lenses and there is room for miniaturization.
【0015】また、特開2000−9999号公報では
負の屈折力の第1群、正の屈折力の第2群、正または負
の屈折力の第3群からなるズームレンズに回折光学素子
を適用した構成が提案されているが、2倍以上の変倍比
を得るための構成は提案されていない。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-9999, a diffractive optical element is used in a zoom lens comprising a first lens unit having a negative refractive power, a second lens unit having a positive refractive power, and a third lens unit having a positive or negative refractive power. An applied configuration has been proposed, but no configuration for obtaining a zoom ratio of 2 or more has been proposed.
【0016】本出願人は特開平11−52237号公報
及び特開2000−147380号公報において、高画
素のCCDに対応した高度な色収差の補正を行い、良好
な光学性能を維持しながら、レンズ系全体の小型化を達
成したズームレンズを提案している。In Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-52237 and 2000-147380, the applicant of the present invention disclosed a lens system which performs advanced chromatic aberration correction corresponding to a high-pixel CCD and maintains good optical performance. The company proposes a zoom lens that achieves overall miniaturization.
【0017】一般に、レンズ全長の短縮を目的としたネ
ガティブリードのズームレンズでは、各レンズ群の屈折
力が強くなることにより、各レンズ面の曲率半径は小さ
くなる傾向にある。一般に曲率半径が小さくなることは
収差補正上及び製造上の難易度からもあまり好ましくな
い。そのため、屈折力を変えずに曲率半径を大きくする
ために、屈折率の高い硝材選択をする傾向にある。In general, in a negative-lead zoom lens for the purpose of shortening the entire length of the lens, the radius of curvature of each lens surface tends to become smaller as the refractive power of each lens group becomes stronger. Generally, it is not preferable that the radius of curvature is small from the viewpoint of aberration correction and difficulty in manufacturing. Therefore, there is a tendency to select a glass material having a high refractive index in order to increase the radius of curvature without changing the refractive power.
【0018】その一方、回折光学面はコスト面を考慮す
ると、樹脂材料を使うのが好ましいが通常光学用途に用
いられる樹脂材料は、低屈折率のものが多い。On the other hand, in consideration of cost, it is preferable to use a resin material for the diffractive optical surface, but the resin material usually used for optical applications often has a low refractive index.
【0019】本発明は、負の屈折力のレンズ群が先行す
るネガティブリード型のズームレンズにおいて、各レン
ズ群のレンズ構成を適切に設定することにより、色収差
をはじめ諸収差を良好に補正し、全変倍範囲にわたり高
い光学性能を有し、レンズ系全体の小型化を図ったズー
ムレンズ及びそれを用いた光学機器の提供を目的とす
る。According to the present invention, in a negative lead type zoom lens which is preceded by a lens unit having a negative refractive power, by appropriately setting the lens configuration of each lens unit, various aberrations including chromatic aberration can be satisfactorily corrected. It is an object of the present invention to provide a zoom lens which has high optical performance over the entire zoom range and has a small overall lens system, and an optical apparatus using the same.
【0020】この他本発明は、回折光学面を利用し、色
収差が良好に補正されたコンパクトなズームレンズ及び
それを用いた光学機器の提供を目的とする。Another object of the present invention is to provide a compact zoom lens in which a chromatic aberration is favorably corrected using a diffractive optical surface, and an optical apparatus using the same.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明のズーム
レンズは、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ
群、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レン
ズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記第
1レンズ群と第2レンズ群を移動させるズームレンズに
おいて、前記1つ以上のレンズ群はプラスチックレンズ
を含み、該プラスチックレンズは光軸に対して回転対称
な回折光学面を有することを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a zoom lens having a first lens unit having a negative refractive power, a second lens unit having a positive refractive power, and a second lens unit having a positive refractive power. A zoom lens having three lens groups and moving the first lens group and the second lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end, wherein the one or more lens groups include a plastic lens; Are characterized by having a diffraction optical surface rotationally symmetric with respect to the optical axis.
【0022】請求項2の発明のズームレンズは、物体側
から順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第
2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群を有し、広角端
から望遠端への変倍に際して前記第1レンズ群と第2レ
ンズ群を移動させるズームレンズにおいて、前記1つ以
上のレンズ群は樹脂非球面層に回折格子面を設けた面を
有する事を特徴としている。A zoom lens according to a second aspect of the present invention includes, in order from the object side, a first lens unit having a negative refractive power, a second lens unit having a positive refractive power, and a third lens unit having a positive refractive power. A zoom lens for moving the first lens group and the second lens group at the time of zooming from a wide-angle end to a telephoto end, wherein the one or more lens groups have a surface provided with a diffraction grating surface on a resin aspherical layer. It is characterized by things.
【0023】請求項3の発明は請求項1又は2の発明に
おいて、前記回折光学面は積層した回折格子から成るこ
とを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the diffractive optical surface comprises a laminated diffraction grating.
【0024】請求項4の発明は請求項1、2又は3の発
明において、広角端の焦点距離をFw、望遠端の焦点距
離をFt、ズーム中間での焦点距離FmをAccording to a fourth aspect of the present invention, in the first, second, or third aspect, the focal length at the wide-angle end is Fw, the focal length at the telephoto end is Ft, and the focal length Fm in the middle of zooming is Fm.
【0025】[0025]
【数2】 (Equation 2)
【0026】とするとき、広角端から望遠端への変倍に
際し、前記第1レンズ群は物体側から像側へ移動し、前
記第2レンズ群は像側から物体側へ移動し、広角端から
ズーム中間(Fm)への変倍時に前記第3レンズ群は像
側に移動することを特徴としている。When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group moves from the object side to the image side, and the second lens group moves from the image side to the object side. The third lens unit is moved toward the image side when the magnification is changed from F to intermediate zoom (Fm).
【0027】請求項5の発明は請求項1から4のいずれ
か1項の発明において、前記第1レンズ群は、物体側よ
り順に、物体側に比べ像面側の面の屈折力の絶対値が大
きい形状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス
形状の正レンズより構成されることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the first lens group includes, in order from the object side, an absolute value of a refractive power of a surface on an image plane side as compared with the object side. , And a negative lens having a large shape, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side.
【0028】請求項6の発明は請求項1から4のいずれ
か1項の発明において、前記第1レンズ群は、物体側よ
り順に、物体側に比べ像面側の面の屈折力の絶対値が大
きい形状の負レンズ、同じく物体側に比べ像面側の面の
屈折力の絶対値が大きい形状の負レンズ、そして物体側
に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズより構成され
ることを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the first lens group includes, in order from the object side, an absolute value of a refractive power of a surface on an image surface side as compared with the object side. It is composed of a negative lens with a larger shape, a negative lens with a larger absolute value of the refracting power of the image plane side than the object side, and a meniscus positive lens with a convex surface facing the object side. And
【0029】請求項7の発明は請求項1から6のいずれ
か1項の発明において、前記第2レンズ群は両レンズ面
が凸面の正レンズと、両レンズ面が凹面の負レンズを有
していることを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the second lens unit includes a positive lens having both convex lens surfaces and a negative lens having both concave lens surfaces. It is characterized by having.
【0030】請求項8の発明は請求項1から6のいずれ
か1項の発明において、前記第2レンズ群は両レンズ面
が凸面の正レンズと、両レンズ面が凹面の負レンズ、そ
して両レンズ面が凸面の正レンズを有していることを特
徴としている。According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the second lens group includes a positive lens having both lens surfaces convex, a negative lens having both lens surfaces concave, and It is characterized in that the lens surface has a convex positive lens.
【0031】請求項9の発明は請求項1から8のいずれ
か1項の発明において、前記第3レンズ群は、単レンズ
又は接合レンズからなる単一のレンズ成分より成ること
を特徴としている。According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects of the present invention, the third lens group includes a single lens component composed of a single lens or a cemented lens.
【0032】請求項10の発明の光学機器は、請求項1
から9のいずれか1項のズームレンズを有することを特
徴としている。The optical device according to the tenth aspect of the present invention is the optical device according to the first aspect.
9. The zoom lens according to any one of claims 1 to 9,
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】図1は本発明の数値実施例1のズ
ームレンズのレンズ断面図、図2、図3は本発明の数値
実施例1のズームレンズの広角端、望遠端のズーム位置
での収差図である。図4は本発明の数値実施例2のズー
ムレンズの広角端のレンズ断面図、図5、図6は本発明
の数値実施例2のズームレンズの広角端、望遠端のズー
ム位置での収差図である。図7は本発明の数値実施例3
のズームレンズのレンズ断面図、図8、図9は本発明の
数値実施例3のズームレンズの広角端、望遠端のズーム
位置での収差図である。図10は本発明の数値実施例4
のズームレンズのレンズ断面図、図11、図12は本発
明の数値実施例4のズームレンズの広角端、望遠端のズ
ーム位置での収差図である。FIG. 1 is a sectional view of a zoom lens according to a first numerical embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 show zoom positions at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens according to the first numerical embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of a zoom lens according to a second numerical example of the present invention at the wide-angle end. FIGS. 5 and 6 are aberration diagrams of the zoom lens according to the second numerical example of the present invention at the wide-angle end and the telephoto end. It is. FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.
8 and 9 are aberration diagrams at the wide-angle end and telephoto end of the zoom lens according to Numerical Example 3 of the present invention at the zoom position. FIG. 10 is a numerical example 4 of the present invention.
11 and 12 are aberration diagrams at the wide-angle end and telephoto end of the zoom lens according to Numerical Example 4 of the present invention.
【0034】レンズ断面図においてL1は負の屈折力の
第1群(第1レンズ群)、L2は正の屈折力の第2群
(第2レンズ群)、L3は正の屈折力の第3群(第3レ
ンズ群)である。In the sectional view of the lens, L1 is a first group (first lens group) having a negative refractive power, L2 is a second group (second lens group) having a positive refractive power, and L3 is a third group having a positive refractive power. This is a group (third lens group).
【0035】矢印は広角側から望遠側への変倍を行う際
の各レンズ群の移動方向を示す。SPは絞り、IPは像
面である。Gはフェースプレート、色フィルター等のガ
ラスブロックである。Arrows indicate the moving direction of each lens unit when zooming from the wide-angle side to the telephoto side. SP is an aperture, and IP is an image plane. G is a glass block such as a face plate and a color filter.
【0036】本実施形態では、広角端から望遠端のズー
ム位置への変倍に際して、第1レンズ群L1を像側に、
第2レンズ群L2を物体側に移動させている。又、第3
レンズ群を広角端からズーム中間焦点距離に変倍する際
に像側に移動させ、ズーム中間焦点距離から望遠端に変
倍する際には、物体側へ移動させている。In this embodiment, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens unit L1 is moved to the image side.
The second lens unit L2 is moved to the object side. Also, the third
The lens unit is moved to the image side when zooming from the wide-angle end to the zoom intermediate focal length, and is moved to the object side when zooming from the zoom intermediate focal length to the telephoto end.
【0037】ここでズーム中間焦点距離Fmは、広角端
と望遠端の焦点距離を各々Fw,Ftとするとき、Here, the zoom intermediate focal length Fm is defined assuming that the focal lengths at the wide-angle end and the telephoto end are Fw and Ft, respectively.
【0038】[0038]
【数3】 [Equation 3]
【0039】で定義される値である。Is a value defined by
【0040】又、広角端と望遠端とは変倍用レンズ群が
機構上、光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときの
ズーム位置をいう。The wide-angle end and the telephoto end refer to zoom positions when the zooming lens group is located at both ends of a movable range on the optical axis in terms of mechanism.
【0041】そして第1レンズ群L1又は第2レンズ群
L2又は第3レンズ群L3の少なくとも1つのレンズ群
の樹脂材料からなるレンズには、光軸に対して回転対称
な回折光学面を少なくも1つ設けている。At least one of the first lens unit L1, the second lens unit L2, and the third lens unit L3 made of a resin material has a diffraction optical surface rotationally symmetric with respect to the optical axis. One is provided.
【0042】また、第1レンズ群L1と第2レンズ群L
2との間に絞りSPが設けられており、絞りSPは変倍
に際して独立或いは第2レンズ群L2と一体の軌跡を有
して移動する。変倍に際して絞りSPを独立に動かす
と、前玉径を小さく抑えることが容易となる。又、絞り
を第2レンズ群L2と一体に動かすと、駆動機構が簡単
に出来るためレンズ系の小型化に有効である。The first lens unit L1 and the second lens unit L
A stop SP is provided between the stop lens 2 and the stop SP. The stop SP moves independently or has an integrated locus with the second lens unit L2 during zooming. If the stop SP is moved independently during zooming, it is easy to keep the front lens diameter small. When the stop is moved integrally with the second lens unit L2, the driving mechanism can be simplified, which is effective for downsizing the lens system.
【0043】第3レンズ群L3は広角端からズーム中間
焦点距離へのズーム時(変倍時)に、像側へ移動する。
これは、ズームレンズが高倍化したときに、レンズ全長
を抑制し、前玉径を抑えた上で全変倍域における諸収差
を良好に保つ上で有効である。The third lens unit L3 moves to the image side when zooming from the wide-angle end to the zoom intermediate focal length (at the time of zooming).
This is effective in suppressing the overall length of the zoom lens when the zoom lens is increased in magnification, suppressing the front lens diameter, and favorably maintaining various aberrations in the entire zoom range.
【0044】第1レンズ群L1内に回折光学面(回折光
学素子)を配置し、回折光学素子の位相を適切に選択す
ることにより、第1レンズ群L1で発生する倍率色収
差、例えばd線とg線といった2波長の倍率色収差を小
さく抑え、変倍に伴う倍率色収差の変動を小さく抑えて
いる。このとき、望遠端の軸上色収差(2次スペクト
ル)の幅自体は悪化しない。By arranging a diffractive optical surface (diffractive optical element) in the first lens unit L1 and appropriately selecting the phase of the diffractive optical element, the chromatic aberration of magnification occurring in the first lens unit L1, for example, the d-line The chromatic aberration of magnification at two wavelengths such as the g-line is suppressed small, and the change in chromatic aberration of magnification accompanying zooming is suppressed to a small value. At this time, the width itself of the axial chromatic aberration (secondary spectrum) at the telephoto end does not deteriorate.
【0045】また、第2レンズ群L2内に回折光学面を
配置して、回折光学素子の位相を適切に選択することに
より、第2レンズ群L2で発生する倍率色収差、例えば
d線とg線といった2波長の倍率色収差は小さく抑え、
変倍に伴う倍率色収差の変動を小さく抑えている。この
とき、望遠端の軸上色収差(2次スペクトル)の幅自体
は悪化することはない。Further, by disposing a diffractive optical surface in the second lens unit L2 and appropriately selecting the phase of the diffractive optical element, chromatic aberration of magnification occurring in the second lens unit L2, for example, d-line and g-line Chromatic aberration of two wavelengths such as
Fluctuations in chromatic aberration of magnification due to zooming are kept small. At this time, the width of the axial chromatic aberration (secondary spectrum) at the telephoto end does not deteriorate.
【0046】従来の3群ズームレンズでは、第1レンズ
群L1を高分散の材料より成る負レンズと低分散の材料
より成る正レンズをそれぞれ1枚又は2枚を用い、更に
負レンズと正レンズを貼合わせたり複数のレンズで分担
して色消しを行っていた。In the conventional three-unit zoom lens, the first lens unit L1 uses one or two negative lenses made of a high dispersion material and one or two positive lenses made of a low dispersion material. And achromatism was performed by sharing with multiple lenses.
【0047】これに対して本実施形態では第1レンズ群
L1に回折光学素子を用い、それによって色収差の補正
を行うことによって、第1レンズ群L1のレンズ枚数を
減少させている。また、第2レンズ群L2も、従来の3
群ズームレンズでは低分散の材料より成る負レンズと高
分散の材料より成る正レンズをそれぞれ2枚或いは1枚
を用い、更に負レンズと正レンズを貼合わせたり、複数
のレンズで分担して色消しを行っていた。On the other hand, in the present embodiment, a diffractive optical element is used for the first lens unit L1, and chromatic aberration is corrected thereby, thereby reducing the number of lenses in the first lens unit L1. Also, the second lens unit L2 is
A group zoom lens uses two or one negative lens made of a low dispersion material and two positive lenses made of a high dispersion material, and further attaches the negative lens and the positive lens, or shares the color with a plurality of lenses. Had been erased.
【0048】これに対して本実施形態では、第2レンズ
L2に回折光学素子を用い、それによって色収差の補正
を行うことによって、第2レンズ群のレンズ枚数を減少
させている。これらのことは第3レンズ群に回折光学素
子を用いたときも同様なことが言える。On the other hand, in the present embodiment, the number of lenses in the second lens group is reduced by using a diffractive optical element for the second lens L2 and correcting chromatic aberration by this. The same can be said for the case where a diffractive optical element is used for the third lens group.
【0049】本実施形態ではこれにより、色収差補正を
良好に補正し、高い光学性能を維持しながら、レンズ系
全体の小型化を達成している。According to the present embodiment, the chromatic aberration correction is satisfactorily corrected, and the overall size of the lens system is reduced while maintaining high optical performance.
【0050】上述の実施形態におけるレンズ面の非球面
形状は、光軸方向にX軸、光軸と垂直方向(径方向の距
離)にH軸、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半
径、Kを離心率、B、C、Dをそれぞれ非球面係数、光
軸からの高さHでの光軸方向の変倍を面頂点を基準にし
てXとするとき、
X=(H2/R)/[1+{1+(1+K)(H/R)2}1/2]+BH4
+CH6+DH8 ・・・・(1)
なる式で表している。The aspherical shape of the lens surface in the above embodiment is such that the X axis is in the optical axis direction, the H axis is perpendicular to the optical axis (distance in the radial direction), the traveling direction of light is positive, and R is paraxial. When the radius of curvature, K is the eccentricity, B, C, and D are aspherical coefficients, respectively, and the magnification in the optical axis direction at a height H from the optical axis is X with respect to the surface vertex, X = (H 2 / R) / [1+ {1+ (1 + K) (H / R) 2 } 1/2 ] + BH 4 + CH 6 + DH 8 (1)
【0051】回折光学面は、φ(h)を位相、λを基準
波長、Ciを位相を表す係数、hを
光軸からの高さとすると、
φ(h)=λ(C1・h2+C2・h4+・・・・+Ci・h2・i) ・・・・(2
)
なる式で表している。Assuming that φ (h) is a phase, λ is a reference wavelength, Ci is a coefficient representing a phase, and h is a height from the optical axis, φ (h) = λ (C1 · h 2 + C2 · h 4 + ···· + Ci · h 2 · i) represents ... (2) made of a formula.
【0052】この(2)式において分かることは、光軸
からの距離hによって位相を調節できることである。レ
ンズ径が大きければ大きい程、高次の係数の影響が大き
くなる。本実施形態で述べている民生用のズ−ムレン
ズ、特にビデオ用のズームレンズにおいてはレンズ系全
体の小型化が進められており、余り大きなレンズつまり
高さhが大きいレンズはこのましくない。その上で、小
さなレンズにおいても効率的に係数を生かして、有効な
収差補正を達成するには、次の条件式を満足するように
している。What can be understood from the equation (2) is that the phase can be adjusted by the distance h from the optical axis. The greater the lens diameter, the greater the effect of higher order coefficients. In a consumer zoom lens described in the present embodiment, particularly a zoom lens for video, the entire lens system is being reduced in size, and an excessively large lens, that is, a lens having a large height h is not preferable. In addition, in order to achieve effective aberration correction by efficiently utilizing the coefficient even in a small lens, the following conditional expression is satisfied.
【0053】
1・10-4<|C2/C1|<1 ・・・・(3)
これらの式は前述したように、レンズの径が小さいとき
において有効に収差補正をするためのものである。これ
らの条件式を外れると、収差補正が難しくなるだけでな
く、回折光学面を製作し難くなり、適当でない。1 · 10 −4 <| C2 / C1 | <1 (3) As described above, these expressions are for effectively correcting aberrations when the lens diameter is small. . If these conditions are not satisfied, not only is it difficult to correct aberrations, but also it becomes difficult to manufacture a diffractive optical surface, which is not appropriate.
【0054】具体的な第1レンズ群L1の構成として
は、数値実施例1、2、4では正レンズ、負レンズで構
成し、数値実施例3では、2枚の負レンズと1枚の正レ
ンズで構成し、何れかのレンズ面に回折光学面を設けて
いる。各数値実施例において正レンズと負レンズは貼合
わせでもよい。また、第1レンズ群L1の別の構成とし
ては、第1レンズ群L1を負レンズ2枚で構成し、その
前後(物体側又は像側の面)或いは中間の面に少なくと
も1枚の回折光学面を有するプレート(光学部材)を配
置するようにしても良い。As a specific configuration of the first lens unit L1, in Numerical Embodiments 1, 2, and 4, it is composed of a positive lens and a negative lens. In Numerical Embodiment 3, two negative lenses and one positive lens are provided. A diffractive optical surface is provided on one of the lens surfaces. In each numerical example, the positive lens and the negative lens may be bonded. Further, as another configuration of the first lens unit L1, the first lens unit L1 is composed of two negative lenses, and at least one diffractive optical element is provided before and after (object-side or image-side) or an intermediate surface. A plate (optical member) having a surface may be arranged.
【0055】何れの場合も、最も物体側の面には収差補
正上やむを得ない等の特別な場合を除いて、回折光学面
を配置しない方がよい。回折光学素子はかなり狭い幅、
例えば数μm或いはサブμmのオーダの溝で構成されて
おり、そこに塵、埃等が入ると光学特性を低下させる。
この為、塵埃等から回折光学素子の表面を保護するに
は、最も物体側の面に配置しない方が好ましい。In any case, it is preferable not to dispose a diffractive optical surface on the surface closest to the object, except in a special case where correction of aberration is unavoidable. The diffractive optical element has a rather narrow width,
For example, it is composed of grooves on the order of several μm or sub-μm, and if dust or dirt enters there, the optical characteristics are degraded.
For this reason, in order to protect the surface of the diffractive optical element from dust and the like, it is preferable not to dispose it on the surface closest to the object.
【0056】具体的な第2レンズ群L2の構成の1つと
しては、2枚の正レンズと1枚の負レンズの計3枚で構
成し、その前後或いは中間の面に少なくとも1枚の回折
光学面を有するプレートを配置するのが良い。One specific configuration of the second lens unit L2 is composed of a total of three lenses, two positive lenses and one negative lens, and at least one diffraction lens on the front, back, or intermediate surface. It is preferable to arrange a plate having an optical surface.
【0057】また、第2レンズ群L2の他の構成として
は、第2レンズ群L2を正レンズと負レンズの2枚又は
負レンズ、正レンズの2枚で構成し、何れかの面に回折
光学面を配置するのが良い。又、第3レンズ群L3は単
レンズ又は接合レンズから成る単一のレンズ成分から構
成している。As another configuration of the second lens unit L2, the second lens unit L2 is composed of two lenses, a positive lens and a negative lens, or a negative lens and a positive lens. It is good to arrange an optical surface. The third lens unit L3 is composed of a single lens component composed of a single lens or a cemented lens.
【0058】数値実施例1、2、において、第1レンズ
群L1の物体側のレンズの像面側レンズ面、第2レンズ
群L2の最も物体側レンズ面と最も像面側レンズ面を非
球面としている。また、数値実施例3の第1レンズ群L
1の中間のレンズの像面側レンズ面、第2レンズ群L2
の最も物体側レンズ面、第3レンズ群L3の物体側レン
ズ面を非球面としている。In Numerical Examples 1 and 2, the image-side lens surface of the object-side lens of the first lens unit L1 and the most object-side lens surface and the most image-side lens surface of the second lens unit L2 are aspheric. And The first lens unit L according to Numerical Example 3 is also described.
1, the image-side lens surface of the intermediate lens, the second lens unit L2
The most object-side lens surface and the object-side lens surface of the third lens unit L3 are aspheric.
【0059】数値実施例4において、第1レンズ群L1
の物体側のレンズの像面側レンズ面、第2レンズ群L2
の物体側のレンズの像面側レンズ面、第3レンズ群の物
体側レンズ面を非球面としている。In the numerical example 4, the first lens unit L1
The image-side lens surface of the object-side lens, the second lens unit L2
The image-side lens surface of the object-side lens and the object-side lens surface of the third lens group are aspherical.
【0060】更に、回折光学面は数値実施例1において
は第1レンズ群L1の最も物体側のレンズの像面側レン
ズ面、数値実施例2においては第2レンズ群L2の最も
物体側レンズ面、数値実施例3においては第3レンズ群
L3の最も物体側レンズ面、数値実施例4においては第
1レンズ群L1の最も物体側レンズの像面側レプリカ面
上に形成している。ここでレプリカ面はベースとなる球
面レンズ上に、樹脂膜により非球面形状を成形する方法
であり、この上に回折光学面を導入することは、非球面
としてレンズ形状に依存する成形上の制約が小さい上、
非球面の成形と回折光学面の成形が同時にできることか
ら、極めて有効である。Further, the diffractive optical surface is the image-side lens surface of the lens closest to the object side of the first lens unit L1 in Numerical Embodiment 1, and the most object-side lens surface of the second lens unit L2 in Numerical Embodiment 2. In Numerical Embodiment 3, the third lens unit L3 is formed on the most object side lens surface, and in Numerical Embodiment 4, the first lens unit L1 is formed on the image side replica surface of the most object side lens. Here, the replica surface is a method in which an aspherical shape is formed by a resin film on a base spherical lens, and the introduction of a diffractive optical surface on this surface is a molding constraint depending on the lens shape as an aspherical surface. Is small,
This is extremely effective because the aspherical surface and the diffractive optical surface can be formed simultaneously.
【0061】このように、第1レンズ群L1内又は第2
レンズ群L2内又は第3レンズ群L3に配置された回折
光学面により、それぞれのレンズ群で発生する色収差
(2次スペクトル)を小さく抑え、第2レンズ群L2の
移動による色収差のズーミングによる変動も小さく抑え
ている。この回折光学面の屈折力を強くすると、レンズ
中心とレンズ周辺の鋸状のピッチの差が大きくなり製作
が難しくなり、また完成品の回折効率も良くない。従っ
て、第1レンズ群L1又は第2レンズ群L2又は第3レ
ンズ群L3の貼合わせレンズ面等の色消しの代りの色収
差補正を回折光学面で行う場合には、屈折力は余り必要
ではない。ここで、若干の軸外収差特に像面湾曲、ディ
ストーション補正のために屈折力を持たせてもよい。As described above, in the first lens unit L1 or in the second lens unit L1,
The chromatic aberration (secondary spectrum) generated in each lens group is suppressed small by the diffractive optical surface arranged in the lens unit L2 or the third lens unit L3, and the fluctuation due to the zooming of the chromatic aberration due to the movement of the second lens unit L2. I keep it small. If the refractive power of the diffractive optical surface is increased, the difference between the saw-shaped pitches at the center of the lens and the periphery of the lens becomes large, making the production difficult, and the diffraction efficiency of the finished product is not good. Therefore, when chromatic aberration correction is performed on the diffractive optical surface instead of achromatization of the cemented lens surface of the first lens unit L1, the second lens unit L2, or the third lens unit L3, the refractive power is not so necessary. . Here, a refractive power may be provided for correcting some off-axis aberrations, particularly curvature of field and distortion.
【0062】一般に、回折光学面は通常の屈折により発
生する色収差と反対の色収差が発生する。例えば、従来
の貼合わせ面等により色消しを行っていたレンズを除去
し、レンズ枚数の削減をする場合は、その貼合わせ面で
発生していた色収差分担と反対の色収差分担を有する面
を回折光学面とすることがよい。Generally, chromatic aberration opposite to chromatic aberration caused by ordinary refraction occurs on a diffractive optical surface. For example, when removing a lens that has been achromatized by a conventional bonding surface or the like and reducing the number of lenses, diffracting a surface that has chromatic aberration sharing opposite to the chromatic aberration sharing that occurred on the bonding surface It may be an optical surface.
【0063】このように回折光学面を用いることによ
り、通常の屈折により発生する色収差と反対の色収差が
回折光学面上で発生し、その方向は元々あった貼合わせ
面での色収差発生方向と同じものとなり、貼合わせ等の
色消しが単レンズにより可能となる。By using the diffractive optical surface in this way, chromatic aberration opposite to the chromatic aberration generated by ordinary refraction occurs on the diffractive optical surface, and the direction is the same as the chromatic aberration generation direction on the originally bonded surface. And achromatization such as bonding can be performed with a single lens.
【0064】色収差係数(共立出版株発行、松居吉哉著
「レンズ設計法」第89頁)といった視点から見ると、
絞りよりも物体側の面では、軸上色収差係数Lと倍率色
収差係数Tが同一符号の面に回折光学面を配置し、絞り
よりも像面側の面では双方が逆符号の面に回折光学面を
配置することが好ましい。From the viewpoint of the chromatic aberration coefficient (published by Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., Yoshiya Matsui, “Lens Design Method”, page 89),
On the surface on the object side of the stop, the diffractive optical surface is arranged on the surface having the same sign of the axial chromatic aberration coefficient L and the magnification chromatic aberration coefficient T. It is preferable to arrange the surfaces.
【0065】本実施形態において、第1レンズ群L1或
いは第2レンズ群L2を回折光学素子を用いて1枚で構
成するようにしても良い。In the present embodiment, the first lens unit L1 or the second lens unit L2 may be constituted by one using a diffractive optical element.
【0066】以上説明したように本実施形態によれば、
前玉径が比較的小型で、画角が広く、高変倍比を確保し
たネガティブリード型のズームレンズにおいて、プラス
チックレンズ(樹脂材料レンズ)の採用により回折光学
面の導入を容易にし、全ズーム領域において高い性能を
安価に達成している。As described above, according to the present embodiment,
Negative-lead type zoom lens with relatively small front lens diameter, wide angle of view, and high zoom ratio, adopting plastic lens (resin material lens) to facilitate introduction of diffractive optical surface and achieve full zoom High performance is achieved at low cost in the area.
【0067】本発明に係る回折光学素子はホログラフィ
ック光学素子(HOE)の制作手法であるリソグラフィ
ック手法で2値的に製作した光学素子であるバイナリー
オプテックス(Binary Optics)で製作してもよい。ま
たこれらの方法で作成した型によって製造してもよい。
また光学面にプラスチック等の膜を上記回折光学面とし
て転写する方法(いわゆるレプリカ非球面)で作成して
もよい。The diffractive optical element according to the present invention may be manufactured by binary optics, which is an optical element binary-manufactured by a lithographic technique, which is a technique for producing a holographic optical element (HOE). Further, it may be manufactured by a mold prepared by these methods.
Alternatively, it may be formed by a method of transferring a film of plastic or the like to the optical surface as the diffractive optical surface (a so-called replica aspheric surface).
【0068】回折光学素子の回折格子形状は、例えば図
13に示すキノフォーム形状が適用可能である。図14
は図13に示す回折光学素子の1次回折効率の波長依存
特性を示している。実際の回折格子の構成は、基材10
2の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、樹脂部に波長53
0nmで1次回折効率が100%となるような格子厚d
の格子103を形成している。As the diffraction grating shape of the diffractive optical element, for example, a kinoform shape shown in FIG. 13 can be applied. FIG.
Shows the wavelength dependence of the first-order diffraction efficiency of the diffractive optical element shown in FIG. The actual configuration of the diffraction grating is
2 is coated with an ultraviolet curable resin, and a wavelength of 53
A grating thickness d such that the first-order diffraction efficiency becomes 100% at 0 nm.
Is formed.
【0069】図14で明らかなように設計次数での回折
効率は最適化した波長530nmから離れるに従って低
下し、一方設計次数近傍の次数0次、2次回折光が増大
している。この設計次数以外の回折光の増加は、フレア
となり、光学系の解像度の低下につながる。As is clear from FIG. 14, the diffraction efficiency at the design order decreases as the distance from the optimized wavelength of 530 nm increases, while the 0th-order and second-order diffracted lights near the design order increase. The increase in diffracted light other than the design order causes a flare, which leads to a decrease in resolution of the optical system.
【0070】そこで図15に示す積層型の回折格子を本
発明の実施例における回折光学素子部の格子形状として
用いても良い。Therefore, the laminated diffraction grating shown in FIG. 15 may be used as the grating shape of the diffractive optical element in the embodiment of the present invention.
【0071】図16はこの構成の回折光学素子の1次回
折効率の波長依存特性である。具体的な構成としては、
基材上に紫外線硬化樹脂(nd=1.499,νd=5
4)からなる第1の回折格子104を形成し、その上に
別の紫外線硬化樹脂(nd=1.598,νd=28)
からなる第2の回折格子105を形成している。この材
質の組み合わせでは、第1の回折格子部の格子厚d1は
d1=18.8μm、第2の回折格子部の格子厚d2は
d2=10.5μmとしている。FIG. 16 shows the wavelength dependence of the first-order diffraction efficiency of the diffractive optical element having this configuration. As a specific configuration,
UV curable resin (nd = 1.499, νd = 5) on the substrate
A first diffraction grating 104 made of 4) is formed, and another ultraviolet curable resin (nd = 1.598, νd = 28) is formed thereon.
Is formed. In this combination of materials, the grating thickness d1 of the first diffraction grating portion is d1 = 18.8 μm, and the grating thickness d2 of the second diffraction grating portion is d2 = 10.5 μm.
【0072】図16から分かるように積層構造の回折格
子にすることで、設計次数の回折効率は、使用波長全域
で95%以上の高い回折効率を有している。As can be seen from FIG. 16, the diffraction efficiency of the design order has a high diffraction efficiency of 95% or more over the entire operating wavelength range by using a diffraction grating having a laminated structure.
【0073】この他、図17に示すようなエアギャップ
をはさんだ2層構成のもの等が適用可能である。In addition, a two-layer structure with an air gap as shown in FIG. 17 can be applied.
【0074】図17に示す2つの回折格子106,10
7を用いた回折光学素子の1次回折光の回折効率の波長
依存特性を図18に示す。The two diffraction gratings 106 and 10 shown in FIG.
FIG. 18 shows the wavelength dependence of the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the diffractive optical element using No. 7.
【0075】図17では基材102上に紫外線硬化樹脂
からなる第1の回折格子106を形成し、基材102'
上に紫外線硬化樹脂からなる第2の回折格子107を形
成している。In FIG. 17, a first diffraction grating 106 made of an ultraviolet curable resin is formed on a substrate 102, and the first diffraction grating 106 is formed on the substrate 102 '.
A second diffraction grating 107 made of an ultraviolet curable resin is formed thereon.
【0076】図18からわかるように設計次数の回折効
率は、使用波長全域で95%以上の高い回折効率を有し
ている。As can be seen from FIG. 18, the diffraction efficiency of the design order has a high diffraction efficiency of 95% or more over the entire wavelength range used.
【0077】このように本発明の実施例の回折光学素子
として積層構造の回折格子を用いることで、光学性能は
更に改善される。As described above, by using a diffraction grating having a laminated structure as the diffractive optical element of the embodiment of the present invention, the optical performance is further improved.
【0078】尚、前述の積層構造の回折光学素子とし
て、材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他
のプラスチック材なども使用できるし、基材によって
は、第1の回折格子部を直接基材に形成してもよい。Incidentally, the material of the diffractive optical element having the above-mentioned laminated structure is not limited to the ultraviolet curable resin, but other plastic materials and the like can be used. It may be formed on a substrate.
【0079】本実施形態においては、回折光学素子を光
学プラスチック面上に設けているため、回折格子104
を直接基材102に形成することが出来、生産性やコス
ト面で有利である。あるいは数値実施例4に見られるよ
うに、レプリカ非球面上に回折格子を形成することで、
非球面効果と回折光学素子としての効果を一度の成形で
得ることが出来るため、量産性の向上が期待できる。In this embodiment, since the diffractive optical element is provided on the optical plastic surface, the diffraction grating 104
Can be directly formed on the base material 102, which is advantageous in terms of productivity and cost. Alternatively, as shown in Numerical Example 4, by forming a diffraction grating on a replica aspherical surface,
Since the aspherical effect and the effect as a diffractive optical element can be obtained by one molding, improvement in mass productivity can be expected.
【0080】また、各格子厚が異なる必要はなく、材料
の組み合わせによっては図19に示すように2つの格子
厚を等しくできる。この場合は、回折光学素子表面に格
子形状が形成されないので、防塵性に優れ、回折光学素
子の組み立て作業性が向上し、より安価な光学系を提供
できる。Further, it is not necessary for the respective grating thicknesses to be different, and depending on the combination of materials, the two grating thicknesses can be made equal as shown in FIG. In this case, since the grating shape is not formed on the surface of the diffractive optical element, it is excellent in dust resistance, the workability of assembling the diffractive optical element is improved, and a more inexpensive optical system can be provided.
【0081】次に本発明のズームレンズを撮影光学系と
して用いたデジタルカメラ(光学機器)の実施形態を図
20を用いて説明する。Next, an embodiment of a digital camera (optical apparatus) using the zoom lens of the present invention as a photographing optical system will be described with reference to FIG.
【0082】図20において、10はカメラ本体、11
は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学
系、12は被写体像を観察するためのファインダーであ
る。In FIG. 20, reference numeral 10 denotes a camera body;
Is a photographing optical system constituted by the zoom lens of the present invention, and 12 is a finder for observing a subject image.
【0083】13はストロボ装置、14は測定窓、15
はカメラの動作を知らせる液晶表示窓、16はレリーズ
ボタン、17は各種のモードを切り替える操作スイッチ
である。13 is a strobe device, 14 is a measurement window, 15
Is a liquid crystal display window for notifying the operation of the camera, 16 is a release button, and 17 is an operation switch for switching various modes.
【0084】図21は本発明のズームレンズをフィルム
用カメラやデジタルカメラ等の一眼レフカメラに適用し
たときの光学機器の要部概略図である。FIG. 21 is a schematic view of a main part of an optical apparatus when the zoom lens of the present invention is applied to a single-lens reflex camera such as a film camera or a digital camera.
【0085】図21において20はカメラ本体、21は
本発明のズームレンズ、22は撮像手段であり、フィル
ム、CCD等から成っている。23はファインダー系で
あり、被写体像が形成される焦点板25、像反転手段と
してのペンタプリズム26焦点版25上の被写体像を観
察する為の接眼レンズ27を有している。24はクイッ
クリターンミラーである。In FIG. 21, reference numeral 20 denotes a camera body, reference numeral 21 denotes a zoom lens of the present invention, and reference numeral 22 denotes an image pickup means, which comprises a film, a CCD and the like. Reference numeral 23 denotes a finder system, which has a focusing plate 25 on which a subject image is formed, and a pentaprism 26 serving as an image reversing means. An eyepiece 27 for observing the subject image on the focusing plate 25. 24 is a quick return mirror.
【0086】以下に、数値実施例1〜4の数値データを
示す。各数値実施例において、iは物体側からの面の順
番を示し、Riは各面の曲率半径、Diは第i面と第i
+1面との間の部材肉厚又は空気間隔、Ni、νiはそ
れぞれd線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、最
も像側の2つの面は水晶ローパスフィルター、赤外カッ
トフィルター等に相当するガラスブロックGである。The numerical data of Numerical Examples 1 to 4 will be shown below. In each numerical example, i indicates the order of the surface from the object side, Ri is the radius of curvature of each surface, and Di is the i-th surface and the i-th surface.
The member thickness or air gap between the +1 plane and Ni and νi indicate the refractive index and Abbe number for the d-line, respectively. The two surfaces closest to the image are glass blocks G corresponding to a quartz low-pass filter, an infrared cut filter, and the like.
【0087】非球面形状と回折光学素子の形状は前述し
た式(1)、(2)で表されるものである。The aspherical shape and the shape of the diffractive optical element are represented by the above-mentioned equations (1) and (2).
【0088】[0088]
【外1】 [Outside 1]
【0089】[0089]
【外2】 [Outside 2]
【0090】[0090]
【外3】 [Outside 3]
【0091】[0091]
【外4】 [Outside 4]
【0092】[0092]
【発明の効果】本発明によれば、負の屈折力のレンズ群
が先行するネガティブリード型のズームレンズにおい
て、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することによ
り、色収差をはじめ諸収差を良好に補正し、全変倍範囲
にわたり高い光学性能を有し、レンズ系全体の小型化を
図ったズームレンズ及びそれを用いた光学機器を達成す
ることができる。According to the present invention, in a negative lead type zoom lens which is preceded by a lens unit having a negative refractive power, by appropriately setting the lens configuration of each lens unit, various aberrations including chromatic aberration can be improved. Thus, a zoom lens having high optical performance over the entire zoom range and miniaturizing the entire lens system and an optical apparatus using the same can be achieved.
【0093】この他本発明によれば、回折光学面を利用
し、色収差が良好に補正されたコンパクトなズームレン
ズ及びそれを用いた光学機器を達成することができる。In addition, according to the present invention, it is possible to achieve a compact zoom lens in which chromatic aberration is favorably corrected by using a diffractive optical surface, and an optical apparatus using the same.
【図1】 本発明の数値実施例1のレンズ断面図FIG. 1 is a sectional view of a lens according to a numerical example 1 of the present invention.
【図2】 本発明の数値実施例1の広角端の収差図FIG. 2 is an aberration diagram at a wide angle end according to Numerical Embodiment 1 of the present invention.
【図3】 本発明の数値実施例1の望遠端の収差図FIG. 3 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 1 of the present invention;
【図4】 本発明の数値実施例2のレンズ断面図FIG. 4 is a sectional view of a lens according to a numerical example 2 of the present invention.
【図5】 本発明の数値実施例2の広角端の収差図FIG. 5 is an aberration diagram at a wide-angle end according to Numerical Example 2 of the present invention.
【図6】 本発明の数値実施例2の望遠端の収差図FIG. 6 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 2 of the present invention.
【図7】 本発明の数値実施例3のレンズ断面図FIG. 7 is a sectional view of a lens according to a third numerical example of the present invention.
【図8】 本発明の数値実施例3の広角端の収差図FIG. 8 is an aberration diagram at a wide angle end according to Numerical Example 3 of the present invention.
【図9】 本発明の数値実施例3の望遠端の収差図FIG. 9 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 3 of the present invention.
【図10】 本発明の数値実施例4のレンズ断面図FIG. 10 is a sectional view of a lens according to a numerical example 4 of the present invention.
【図11】 本発明の数値実施例4の広角端の収差図FIG. 11 is an aberration diagram at a wide angle end according to Numerical Example 4 of the present invention.
【図12】 本発明の数値実施例4の望遠端の収差図FIG. 12 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 4 of the present invention.
【図13】 本発明に係る回折光学素子の説明図FIG. 13 is an explanatory view of a diffractive optical element according to the present invention.
【図14】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性
の説明図FIG. 14 is an explanatory diagram of a wavelength dependence characteristic of the diffractive optical element according to the present invention.
【図15】 本発明に係る回折光学素子の説明図FIG. 15 is an explanatory view of a diffractive optical element according to the present invention.
【図16】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性
の説明図FIG. 16 is an explanatory diagram of a wavelength dependence characteristic of the diffractive optical element according to the present invention.
【図17】 本発明に係る回折光学素子の説明図FIG. 17 is an explanatory view of a diffractive optical element according to the present invention.
【図18】 本発明に係る回折光学素子の波長依存特性
の説明図FIG. 18 is an explanatory diagram of a wavelength dependence characteristic of the diffractive optical element according to the present invention.
【図19】 本発明に係る回折光学素子の説明図FIG. 19 is an explanatory view of a diffractive optical element according to the present invention.
【図20】 本発明の光学機器の説明図FIG. 20 is an explanatory diagram of the optical apparatus of the present invention.
【図21】 本発明の光学機器の説明図FIG. 21 is an explanatory diagram of an optical apparatus according to the invention.
L1 第1群 L2 第2群 L3 第3群 SP 絞り d d線 g g線 ΔS サジタル像面 ΔM メルディオナル像面 101 回折光学素子 102 基板 103,104,105 層 10,20 カメラ本体 11 撮影光学系 12 ファインダー 13 ストロボ装置 14 測定窓 15 液晶表示窓 16 レリーズボタン 17 操作スイッチ 21 ズームレンズ 22 撮像手段 23 ファインダー系 24 クイックリターンミラー 25 焦点版 L1 First group L2 2nd group L3 3rd group SP aperture dd line g g line ΔS sagittal image plane ΔM Meldional image plane 101 Diffractive optical element 102 substrate 103, 104, 105 layers 10,20 camera body 11 Shooting optical system 12 Finder 13 Strobe device 14 Measurement window 15 LCD display window 16 Release button 17 Operation switch 21 Zoom lens 22 Imaging means 23 Viewfinder 24 quick return mirror 25 Focus version
フロントページの続き Fターム(参考) 2H044 DA02 2H049 AA03 AA17 AA18 AA51 AA55 AA63 AA65 2H087 KA01 LA01 PA04 PA05 PA07 PA17 PA18 PB05 PB07 QA02 QA06 QA07 QA17 QA21 QA22 QA25 QA32 QA34 QA41 QA42 QA45 QA46 RA04 RA12 RA13 RA43 RA46 SA14 SA16 SA19 SA62 SA63 SA64 SB03 SB04 SB13 SB22 Continuation of front page F-term (reference) 2H044 DA02 2H049 AA03 AA17 AA18 AA51 AA55 AA63 AA65 2H087 KA01 LA01 PA04 PA05 PA07 PA17 PA18 PB05 PB07 QA02 QA06 QA07 QA17 QA21 QA22 QA25 QA32 QA34 QA41 QA42 QA45 QA46 RA04 RA12 RA13 RA43 RA46 SA14 SA16 SA19 SA62 SA63 SA64 SB03 SB04 SB13 SB22
Claims (10)
ズ群、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レ
ンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記
第1レンズ群と第2レンズ群を移動させるズームレンズ
において、前記1つ以上のレンズ群はプラスチックレン
ズを含み、該プラスチックレンズは光軸に対して回転対
称な回折光学面を有することを特徴とするズ−ムレン
ズ。1. A first lens unit having a negative refractive power, a second lens unit having a positive refractive power, and a third lens unit having a positive refractive power are arranged in order from the object side. In the zoom lens for moving the first lens group and the second lens group during zooming, the one or more lens groups include a plastic lens, and the plastic lens has a diffraction optical surface rotationally symmetric with respect to an optical axis. A zoom lens, characterized in that:
ズ群、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レ
ンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記
第1レンズ群と第2レンズ群を移動させるズームレンズ
において、前記1つ以上のレンズ群は樹脂非球面層に回
折格子面を設けた面を有する事を特徴とするズームレン
ズ。2. A lens system comprising, in order from the object side, a first lens unit having a negative refractive power, a second lens unit having a positive refractive power, and a third lens unit having a positive refractive power. A zoom lens for moving the first lens group and the second lens group during zooming, wherein the at least one lens group has a surface provided with a diffraction grating surface on a resin aspherical layer.
成ることを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。3. The zoom lens according to claim 1, wherein said diffractive optical surface comprises a laminated diffraction grating.
距離をFt、ズーム中間での焦点距離Fmを 【数1】 とするとき、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第
1レンズ群は物体側から像側へ移動し、前記第2レンズ
群は像側から物体側へ移動し、広角端からズーム中間
(Fm)への変倍時に前記第3レンズ群は像側に移動す
ることを特徴とする請求項1、2又は3のズームレン
ズ。4. The focal length at the wide-angle end is Fw, the focal length at the telephoto end is Ft, and the focal length Fm in the middle of zooming is When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group moves from the object side to the image side, the second lens group moves from the image side to the object side, and 4. The zoom lens according to claim 1, wherein the third lens group moves to the image side when zooming to (Fm).
物体側に比べ像面側の面の屈折力の絶対値が大きい形状
の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正
レンズより構成されることを特徴とする請求項1〜4の
いずれか1項のズームレンズ。5. The first lens group includes, in order from the object side,
5. A negative lens having a shape in which the absolute value of the refractive power of the image surface side is larger than that of the object side, and a meniscus positive lens having a convex surface facing the object side. Or the zoom lens of item 1.
物体側に比べ像面側の面の屈折力の絶対値が大きい形状
の負レンズ、同じく物体側に比べ像面側の面の屈折力の
絶対値が大きい形状の負レンズ、そして物体側に凸面を
向けたメニスカス形状の正レンズより構成されることを
特徴とする請求項1から4のいずれか1項のズームレン
ズ。6. The first lens group includes, in order from the object side,
A negative lens with a shape whose absolute value of the refractive power of the image surface side is larger than that of the object side, a negative lens with a shape whose absolute value of the refractive power of the image surface side is larger than that of the object side, and a convex surface with the object side The zoom lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the zoom lens is configured by a meniscus-shaped positive lens directed toward the lens.
正レンズと、両レンズ面が凹面の負レンズを有している
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項のズー
ムレンズ。7. The second lens group according to claim 1, wherein the second lens group includes a positive lens having both lens surfaces convex, and a negative lens having both lens surfaces concave. Zoom lens.
正レンズと、両レンズ面が凹面の負レンズ、そして両レ
ンズ面が凸面の正レンズを有していることを特徴とする
請求項1から6のいずれか1項のズームレンズ。8. The second lens group includes a positive lens having both lens surfaces convex, a negative lens having both lens surfaces concave, and a positive lens having both lens surfaces convex. Item 7. The zoom lens according to any one of Items 1 to 6.
レンズからなる単一のレンズ成分より成ることを特徴と
する請求項1から8のいずれか1項のズームレンズ。9. The zoom lens according to claim 1, wherein the third lens group includes a single lens component including a single lens or a cemented lens.
ムレンズを有することを特徴とする光学機器。10. An optical apparatus comprising the zoom lens according to claim 1. Description:
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