JP2003156686A - Zoom lens - Google Patents

Zoom lens

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JP2003156686A
JP2003156686A JP2001355659A JP2001355659A JP2003156686A JP 2003156686 A JP2003156686 A JP 2003156686A JP 2001355659 A JP2001355659 A JP 2001355659A JP 2001355659 A JP2001355659 A JP 2001355659A JP 2003156686 A JP2003156686 A JP 2003156686A
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JP
Japan
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lens
lens group
zoom
positive
group
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Application number
JP2001355659A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Kudo
吉信 工藤
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OPTECH KK
Optech KK
Original Assignee
OPTECH KK
Optech KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and inexpensive zoom lens keeping a high zoom ratio while realizing the appropriate compensation of aberration. SOLUTION: This zoom lens 1 has a 1st lens group 11 having negative refractive power, a 2nd lens group 12 having positive refractive power, and a 3rd lens group 13 having positive refractive power in order from an object side. In the lens 1, a positive lens 31, a negative lens 32, a negative meniscus lens 33 whose concave surface faces to an image surface side and a 2nd positive lens 34 are arranged in order from the object side as the 2nd lens group 12. Furthermore, an air gap is made to exist between the lenses 33 and 34. One aspherical lens 41 is provided as the 3rd lens group 13. Thus, the compact and inexpensive zoom lens 1 keeping the high zoom ratio while realizing the appropriate compensation of aberration is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルスチルカメ
ラ、ビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ等に用いられ
るズームレンズに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zoom lens used in a digital still camera, a video camera, a silver salt film camera and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、カメラに用いられるズームレ
ンズとして様々なものが知られている。デジタルスチル
カメラやビデオカメラ等のように固体撮像素子を用いる
カメラでは、固体撮像素子前方にローパスフィルタや色
補正フィルタ等が配置される。したがって、固体撮像素
子を用いるカメラのズームレンズでは、長いバックフォ
ーカスが必要であり、像面側にある程度のテレセントリ
ック性が求められる。
2. Description of the Related Art Conventionally, various zoom lenses used in cameras have been known. In a camera using a solid-state image sensor such as a digital still camera and a video camera, a low-pass filter, a color correction filter, etc. are arranged in front of the solid-state image sensor. Therefore, a zoom lens of a camera using a solid-state image sensor requires a long back focus and a certain degree of telecentricity on the image plane side.

【0003】このようなズームレンズとして、物体側か
ら負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有す
る第2レンズ群および正の屈折力を有する第3レンズ群
により構成されたものが知られており、例えば、特開平
7−261083号公報、特開平11−52246号公
報および特開2001−66503号公報に開示されて
いる。
Such a zoom lens is composed of a first lens group having a negative refracting power, a second lens group having a positive refracting power, and a third lens group having a positive refracting power from the object side. Are disclosed in, for example, JP-A-7-261083, JP-A-11-52246, and JP-A-2001-66503.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平7−
261083号公報に記載されたズームレンズのように
球面レンズのみを用いる場合、ズームレンズのコンパク
ト化および収差特性を考慮すると、2倍程度のズーム倍
率しか実現することができない。
SUMMARY OF THE INVENTION By the way, Japanese Patent Laid-Open No. 7-
When only a spherical lens is used like the zoom lens described in Japanese Patent No. 261083, only about 2 × zoom magnification can be realized in consideration of the compactness of the zoom lens and aberration characteristics.

【0005】一方、特開2001−66503号公報に
記載されたズームレンズでは、3つのレンズ群のそれぞ
れに非球面レンズを組み込むことにより収差特性の改善
が図られている。近年ではデジタルスチルカメラ用のズ
ームレンズとしてガラスモールド非球面レンズを多く使
ってコンパクト化と高性能化とを追求したものが主流と
なっている。しかしながら、非球面レンズは加工が難し
く高価であることから、特開2001−66503号公
報のように3つの非球面レンズを用いるとズームレンズ
の価格が非常に高くなってしまうという問題が生じる。
On the other hand, in the zoom lens disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-66503, aberration characteristics are improved by incorporating an aspherical lens in each of the three lens groups. In recent years, as a zoom lens for a digital still camera, one that uses many glass mold aspherical lenses and pursues compactness and high performance has become mainstream. However, since an aspherical lens is difficult to process and expensive, using three aspherical lenses as in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-66503 causes a problem that the price of the zoom lens becomes very high.

【0006】特開平11−52246号公報では、非球
面レンズを1枚だけ用いたズームレンズが記載されてい
る。しかしながら、この公報に記載されたズームレンズ
ではコンパクトさを重視した設計が行われていないた
め、非球面レンズを1枚だけ用いる場合にズームレンズ
の全長が焦点距離に対して長くなっている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-52246 discloses a zoom lens using only one aspherical lens. However, the zoom lens described in this publication is not designed with emphasis on compactness, and therefore the total length of the zoom lens is longer than the focal length when only one aspherical lens is used.

【0007】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、第2レンズ群に注目してコンパクトかつ安価な高
性能ズームレンズを実現することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize a compact and inexpensive high-performance zoom lens by paying attention to the second lens group.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ズームレンズであって、物体側から順に、負の屈折
力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レ
ンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを備え、
広角端から望遠端に向けて変化する際に、前記第1レン
ズ群と前記第2レンズ群との間の距離が減少し、前記第
2レンズ群と前記第3レンズ群との間の距離が増大し、
前記第2レンズ群が物体側から、第1正レンズ、負レン
ズ、凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズ、およ
び、第2正レンズをこれらの順序で有し、前記負メニス
カスレンズと前記第2正レンズとの間に空気間隙が存在
する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a zoom lens comprising a first lens group having a negative refracting power and a second lens having a positive refracting power in order from the object side. And a third lens group having a positive refractive power,
When changing from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group decreases, and the distance between the second lens group and the third lens group decreases. Increased,
The second lens group has a first positive lens, a negative lens, a negative meniscus lens having a concave surface facing the image plane side, and a second positive lens in this order from the object side, and the negative meniscus lens and the An air gap exists between the second positive lens.

【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のズームレンズであって、前記第2レンズ群が、前記第
1正レンズ、前記負レンズ、前記負メニスカスレンズお
よび前記第2正レンズからなる。
A second aspect of the present invention is the zoom lens according to the first aspect, wherein the second lens group includes the first positive lens, the negative lens, the negative meniscus lens, and the second positive lens. It consists of a lens.

【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載のズームレンズであって、前記第2レンズ群の
前記負メニスカスレンズと前記第2正レンズとの間の空
気レンズの焦点距離をf2A、前記第3レンズ群の焦点
距離をf、前記第2レンズ群の軸上芯厚の和を
Σ2d、望遠端における全体の焦点距離をf、前記負
メニスカスレンズと前記第2正レンズとの間の軸上間隔
をd2A、望遠端における前記第1レンズ群から合焦位
置までの全長をLとして、
A third aspect of the present invention is the zoom lens according to the first or second aspect, wherein the focal point of the air lens between the negative meniscus lens and the second positive lens of the second lens group. The distance is f 2A , the focal length of the third lens group is f 3 , the sum of the axial core thicknesses of the second lens group is Σ 2d , the total focal length at the telephoto end is f T , the negative meniscus lens and the Let d 2A be the axial distance from the second positive lens, and let L T be the total length from the first lens group at the telephoto end to the in-focus position.

【0011】[0011]

【数3】 [Equation 3]

【0012】が満たされる。[0012] is satisfied.

【0013】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
のズームレンズであって、
The invention described in claim 4 is the zoom lens described in claim 3,

【0014】[0014]

【数4】 [Equation 4]

【0015】が満たされる。Is satisfied.

【0016】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
4のいずれかに記載のズームレンズであって、前記第1
レンズ群および前記第2レンズ群が球面レンズのみによ
り構成され、前記第3レンズ群が、非球面レンズを1つ
だけ有する。
A fifth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to fourth aspects, wherein:
The lens group and the second lens group are composed of only spherical lenses, and the third lens group has only one aspherical lens.

【0017】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
のズームレンズであって、前記第3レンズ群が、前記非
球面レンズである。
The sixth aspect of the present invention is the zoom lens according to the fifth aspect, wherein the third lens group is the aspherical lens.

【0018】請求項7に記載の発明は、請求項5または
6に記載のズームレンズであって、前記非球面レンズが
樹脂により成形される。
The seventh aspect of the present invention is the zoom lens according to the fifth or sixth aspect, wherein the aspherical lens is molded of resin.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一の実施の形態に
係るズームレンズ1、並びに、ローパスフィルタ91お
よび像面92(すなわち、デジタルスチルカメラやデジ
タルビデオカメラの固体撮像素子の撮像面)の断面図で
あり、後述の実施例1のズームレンズを示している。
1 shows a zoom lens 1 according to an embodiment of the present invention, a low-pass filter 91 and an image plane 92 (that is, an image pickup plane of a solid-state image pickup device of a digital still camera or a digital video camera). ) Is a cross-sectional view of a zoom lens of Example 1 described later.

【0020】ズームレンズ1は、物体側から順に像面側
に向かって負の屈折力を有する第1レンズ群11、正の
屈折力を有する第2レンズ群12および正の屈折力を有
する第3レンズ群13を備える。ズームレンズ1では広
角端(広角撮影時の状態)から望遠端(望遠撮影時の状
態)に向けて変化する際に、第1レンズ群11と第2レ
ンズ群12との間の距離が減少し、第2レンズ群12と
第3レンズ群13との間の距離が増大する。このとき、
第1レンズ群11は往復運動を行う。
The zoom lens 1 includes a first lens group 11 having a negative refracting power, a second lens group 12 having a positive refracting power, and a third lens having a positive refracting power in order from the object side toward the image plane side. A lens group 13 is provided. In the zoom lens 1, the distance between the first lens group 11 and the second lens group 12 decreases when changing from the wide-angle end (state during wide-angle shooting) to the telephoto end (state during telephoto shooting). , The distance between the second lens group 12 and the third lens group 13 increases. At this time,
The first lens group 11 reciprocates.

【0021】第1レンズ群11は3または4枚の球面レ
ンズのみにより構成される。図1に示すズームレンズ1
では、物体側から、物体側が凸面の正レンズ21、像面
側の曲率半径が小さい負メニスカスレンズ22、負レン
ズ23および正レンズ24を有する。負メニスカスレン
ズ22、負レンズ23および正レンズ24は、諸収差を
低減するために正負レンズを組み合わせ、さらに、負の
屈折力を2つの負レンズにより分担した構造を構成す
る。最も物体側の正レンズ21は歪曲収差をはじめとす
る光学特性を一段と向上するために設けられる。正レン
ズ21が省略される場合には第1レンズ群11は3枚の
レンズにより構成される。
The first lens group 11 is composed of only three or four spherical lenses. Zoom lens 1 shown in FIG.
Then, from the object side, a positive lens 21 having a convex surface on the object side, a negative meniscus lens 22 having a small radius of curvature on the image side, a negative lens 23, and a positive lens 24 are provided. The negative meniscus lens 22, the negative lens 23, and the positive lens 24 are a combination of positive and negative lenses for reducing various aberrations, and further, a negative refracting power is shared by the two negative lenses. The most object-side positive lens 21 is provided to further improve optical characteristics such as distortion. When the positive lens 21 is omitted, the first lens group 11 is composed of three lenses.

【0022】第2レンズ群12は4または5枚のレンズ
のみにより構成される(5枚のレンズ構成については図
17、図21を参照)。図1に示すズームレンズ1で
は、物体側から、両凸面の正レンズ31、負レンズ3
2、凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズ33、お
よび、正レンズ34が順に配列される。第2レンズ群1
2の各レンズも球面レンズとなっている。なお、第2レ
ンズ群12が5枚のレンズにより構成される場合には、
最も物体側に正レンズが追加される。
The second lens group 12 is composed of only 4 or 5 lenses (see FIGS. 17 and 21 for the configuration of 5 lenses). In the zoom lens 1 shown in FIG. 1, a biconvex positive lens 31 and a negative lens 3 are arranged from the object side.
2. A negative meniscus lens 33 having a concave surface facing the image plane side and a positive lens 34 are arranged in order. Second lens group 1
Each lens of 2 is also a spherical lens. When the second lens group 12 is composed of five lenses,
A positive lens is added to the most object side.

【0023】ここで、負の屈折力を有する第1レンズ
群、正の屈折力を有する第2および第3レンズ群により
構成されるズームレンズでは、第1レンズ群からの軸外
光束は光軸から跳ね上げられて第2レンズ群に入射す
る。したがって、このような構成のズームレンズでは、
一般に第2レンズ群は球面収差の発生要因となり、第2
レンズ群を3枚のレンズで構成するとズームレンズのズ
ーム倍率を大きくすることが困難となる。さらに、第1
レンズ群で補正不可能な歪曲収差も第2レンズ群にて補
正されることが好ましい。
Here, in the zoom lens composed of the first lens group having negative refractive power and the second and third lens groups having positive refractive power, the off-axis light flux from the first lens group is the optical axis. It is flipped up from and enters the second lens group. Therefore, in the zoom lens having such a configuration,
Generally, the second lens group becomes a cause of spherical aberration,
If the lens group is composed of three lenses, it becomes difficult to increase the zoom magnification of the zoom lens. Furthermore, the first
Distortion aberrations that cannot be corrected by the lens group are also preferably corrected by the second lens group.

【0024】そこで、図1に示すズームレンズ1では、
第2レンズ群12が4または5枚のレンズにより構成さ
れる。なお、ズームレンズ1のコンパクト化を最も重視
する場合、第2レンズ群12が4枚のレンズにより構成
されることが好ましい。
Therefore, in the zoom lens 1 shown in FIG.
The second lens group 12 is composed of 4 or 5 lenses. In addition, when the compactness of the zoom lens 1 is given the highest priority, it is preferable that the second lens group 12 is composed of four lenses.

【0025】ズームレンズ1の第2レンズ群12では、
両凸面の正レンズ31および負レンズ32が近接して配
置され、所定の間隔を挟んで負メニスカスレンズ33お
よび正レンズ34が近接して配置される。第2レンズ群
12を、正、負、負、正の屈折力を有する(単)レンズ
で構成することにより、第2レンズ群12のベッツバー
ル和を小さく抑えている。さらに、負の屈折力を有する
2つレンズの間に所定の間隔を設けることにより、軸外
の高い像高まで像面湾曲を補正することを実現してい
る。
In the second lens group 12 of the zoom lens 1,
A biconvex positive lens 31 and a negative lens 32 are arranged close to each other, and a negative meniscus lens 33 and a positive lens 34 are arranged close to each other with a predetermined space therebetween. By configuring the second lens group 12 with (single) lenses having positive, negative, negative, and positive refracting power, the Betzval sum of the second lens group 12 is suppressed to a small value. Furthermore, by providing a predetermined interval between two lenses having negative refractive power, it is possible to correct the field curvature to a high off-axis image height.

【0026】また、第2レンズ群12を正レンズ31お
よび負レンズ32からなる前群(第2レンズ群12を5
枚で構成する場合には、正レンズ31の物体側にさらに
正レンズが設けられた前群)と、負メニスカスレンズ3
3および正レンズ34からなる後群とに分けることによ
り、前群および後群のそれぞれにおいて色収差を補正し
つつ像面補正が実現される。前群では正レンズ31と負
レンズ32との間に空気間隙を設けることで球面収差の
補正効果が得られる。また、3番目のレンズを負メニス
カスレンズ33とすることにより、前群からの光が入射
する高さを抑えることができ、球面収差の補正効果が得
られる。
The second lens group 12 is composed of a positive lens 31 and a negative lens 32.
In the case of a single lens, a front lens group in which a positive lens is further provided on the object side of the positive lens 31) and a negative meniscus lens 3
By dividing it into a rear group consisting of 3 and a positive lens 34, image plane correction is realized while correcting chromatic aberration in each of the front group and the rear group. In the front lens group, an air gap is provided between the positive lens 31 and the negative lens 32 to obtain a spherical aberration correction effect. Further, by using the negative meniscus lens 33 as the third lens, it is possible to suppress the height at which the light from the front group is incident, and it is possible to obtain the effect of correcting spherical aberration.

【0027】さらに、負メニスカスレンズ33と正レン
ズ34との間に空気間隙が存在するとともにこれらのレ
ンズを近接させることにより、通常より強い屈折力を有
する空気レンズが形成され、歪曲収差の補正効果が得ら
れる。負メニスカスレンズ33の凹面が像面側に向けら
れることにより、コンパクト性を保ちつつ固体撮像素子
への結像に求められるテレセントリック性が確保され
る。
Further, there is an air gap between the negative meniscus lens 33 and the positive lens 34, and by bringing these lenses close to each other, an air lens having a stronger refractive power than usual is formed, and the effect of correcting distortion aberration is formed. Is obtained. By directing the concave surface of the negative meniscus lens 33 toward the image plane side, the telecentricity required for image formation on the solid-state image sensor is ensured while maintaining compactness.

【0028】第3レンズ群13は非球面レンズを1つだ
け有するレンズ群とされ、図1に示すズームレンズ1で
は第3レンズ群13は1枚の非球面レンズ41のみによ
り構成される。第3レンズ群13は諸収差の補正を目的
として設けられ、大きな屈折力は求められない。したが
って、非球面レンズ41の加工精度を安定させることが
できる。また、非球面レンズ41の肉厚差を小さくする
ことができることから、非球面の加工においてコストを
削減することができる。
The third lens group 13 is a lens group having only one aspherical lens, and in the zoom lens 1 shown in FIG. 1, the third lens group 13 is composed of only one aspherical lens 41. The third lens group 13 is provided for the purpose of correcting various aberrations, and a large refractive power is not required. Therefore, the processing accuracy of the aspherical lens 41 can be stabilized. Further, since the difference in wall thickness of the aspherical lens 41 can be reduced, it is possible to reduce the cost in processing the aspherical surface.

【0029】なお、ズームレンズ1のコンパクトさを重
視する場合、第3レンズ群13は1枚の非球面レンズで
あることが好ましいが、非球面レンズと他の球面レンズ
とを組み合わせたものが第3レンズ群13とされてもよ
い。非球面レンズを1枚とすることにより、ズームレン
ズ1の性能を高く維持しつつコンパクト化および製造コ
ストの削減が図られる。
When the compactness of the zoom lens 1 is emphasized, it is preferable that the third lens group 13 is one aspherical lens, but a combination of an aspherical lens and another spherical lens is the first. It may be a three-lens group 13. By using only one aspherical lens, the performance of the zoom lens 1 can be kept high and the size and manufacturing cost can be reduced.

【0030】第1レンズ群11および第2レンズ群12
は、球面レンズのみにより構成され、ズームレンズ1全
体における性能面での安定性が確保される。一方、大き
な屈折力が求められない第3レンズ群13に非球面レン
ズを用いることにより、非球面レンズの肉厚差を小さく
することが可能となることから、非球面レンズは製作が
困難なガラスモールドにより成形される必要はなく、樹
脂により成形されてもよい。これにより、一層のコスト
削減および性能の安定を図ることができる。
First lens group 11 and second lens group 12
Is composed of only a spherical lens, and stability in terms of performance of the entire zoom lens 1 is secured. On the other hand, by using an aspherical lens for the third lens group 13 that does not require a large refractive power, it is possible to reduce the difference in wall thickness of the aspherical lens. It need not be molded by a mold, but may be molded by a resin. As a result, it is possible to further reduce the cost and stabilize the performance.

【0031】ズームレンズ1では、さらに、第2レンズ
群12の負メニスカスレンズ33と正レンズ34との間
の空気レンズの焦点距離をf2A、第3レンズ群13の
焦点距離をf、第2レンズ群12の軸上芯厚の和をΣ
2d、望遠端における全体の焦点距離をf、負メニス
カスレンズ33と正レンズ34との間の軸上間隔をd
2A、望遠端における第1レンズ群11から合焦位置ま
での全長をLとして、数5ないし数7が満たされる。
The zoom lens 1 further includes a second lens.
Between the negative meniscus lens 33 and the positive lens 34 of the group 12
The focal length of the air lens of f2AOf the third lens group 13
F is the focal lengthThree, Σ is the sum of the axial core thicknesses of the second lens group 12.
2d, The total focal length at the telephoto end is fT, Negative menis
The axial distance between the cas lens 33 and the positive lens 34 is d
2A, From the first lens group 11 at the telephoto end to the in-focus position.
The total length atTAs a result, Expressions 5 to 7 are satisfied.

【0032】[0032]

【数5】 [Equation 5]

【0033】[0033]

【数6】 [Equation 6]

【0034】[0034]

【数7】 [Equation 7]

【0035】なお、軸上芯厚の和Σ2dは絞りを除いた
ものであり、全長Lにおいてローパスフィルタ91に
おける距離は空気換算した距離である。
The sum of the on-axis core thickness Σ 2d is obtained by omitting the diaphragm, and the distance in the low-pass filter 91 in the total length L T is the air-converted distance.

【0036】数5は、負メニスカスレンズ33と正レン
ズ34との間の空気レンズの焦点距離f2Aを第3レン
ズ群13の焦点距離fで正規化した値の条件を示して
おり、空気レンズの焦点距離を適切なものとすることに
より歪曲収差の補正とテレセントリック性とを確保する
条件を示している。
The number 5 indicates the condition of the value of the focal length f 2A of the air lens is normalized by the focal length f 3 of the third lens group 13 between the negative meniscus lens 33 and the positive lens 34, air The conditions for ensuring distortion correction and telecentricity by making the focal length of the lens appropriate are shown.

【0037】すなわち、f2A/fが数5の上限を超
えると広角端における歪曲収差の補正が困難となり、テ
レセントリック性を確保することも困難となる。さら
に、望遠端における球面収差の補正不足が大きくなって
しまう。一方、f2A/fが数5の下限を下回ると空
気レンズを形成するための第2レンズ群12の後群が大
型化してしまう。また、広角端における上側光束の発散
性が過剰となって像面の正偏位の補正が困難になり、望
遠端における球面収差の補正も過剰となる。
That is, if f 2A / f 3 exceeds the upper limit of the expression (5), it becomes difficult to correct distortion at the wide-angle end, and it becomes difficult to secure telecentricity. Further, the spherical aberration at the telephoto end is insufficiently corrected. On the other hand, if f 2A / f 3 is less than the lower limit of Expression 5, the rear group of the second lens group 12 for forming the air lens will be large. Further, the divergence of the upper light flux at the wide-angle end becomes excessive, and it becomes difficult to correct the positive deviation of the image plane, and the spherical aberration at the telephoto end becomes excessively corrected.

【0038】数6は、第2レンズ群12の軸上芯厚の和
Σ2dを望遠端における全体の焦点距離fで除算した
値の条件を示しており、ズーム比が大きい場合であって
もズームレンズ1をコンパクトとするための条件であ
る。
Equation 6 shows the condition of the value obtained by dividing the sum Σ 2d of the on-axis core thicknesses of the second lens group 12 by the total focal length f T at the telephoto end, and when the zoom ratio is large. Is also a condition for making the zoom lens 1 compact.

【0039】第2レンズ群12は球面収差や歪曲収差補
正に重要な役割を果たすレンズ群であり、第2レンズ群
12の芯圧の和Σ2dを大きくすることにより収差補正
を容易にすることができる。しかしながら、芯圧の和Σ
2dを大きくするとズームレンズ1が大型化してしまう
こととなる。すなわち、Σ2d/fが数6の上限を超
えるとレンズ系全体が大型化してしまい、Σ2d/f
が数6の下限を下回ると諸収差の補正を適切に行うこと
が困難となる。
The second lens group 12 is a lens group that plays an important role in correcting spherical aberration and distortion. By increasing the sum Σ 2d of the core pressures of the second lens group 12, aberration correction is facilitated. You can However, the sum of core pressure Σ
If 2d is increased, the zoom lens 1 becomes larger. That is, when Σ 2d / f T exceeds the upper limit of the equation 6, the entire lens system becomes large, and Σ 2d / f T
Is less than the lower limit of the equation 6, it becomes difficult to properly correct various aberrations.

【0040】数7は、第2レンズ群12の後群の負メニ
スカスレンズ33と正レンズ34との間の軸上間隔d
2Aを望遠端における第1レンズ群11から合焦位置ま
での全長Lで除算した値の条件を示しており、ズーム
比が大きい場合であっても第2レンズ群12の後群の収
差補正能力を保つための条件である。
Equation 7 is an axial distance d between the negative meniscus lens 33 and the positive lens 34 in the rear group of the second lens group 12.
2A shows the condition of a value obtained by dividing 2A by the total length L T from the first lens group 11 to the in-focus position at the telephoto end, and the aberration correction of the rear group of the second lens group 12 even if the zoom ratio is large. It is a condition for maintaining ability.

【0041】すなわち、d2A/Lが数7の上限を超
えると収差補正は有利になるがズームレンズ1全体が大
型化してしまい、d2A/Lが数7の下限を下回れる
とズームレンズ1のコンパクト化には有利となるが第2
レンズ群12の後群により数5の条件を満たす空気レン
ズを構成することが困難となる。なお、数7の下限は数
5の上限と同等の役割を果たす条件であるともいえる。
That is, when d 2A / L T exceeds the upper limit of the expression 7, aberration correction is advantageous, but the entire zoom lens 1 becomes large, and when d 2A / L T falls below the lower limit of the expression 7. This is advantageous for making the zoom lens 1 compact, but the second
It becomes difficult to form an air lens that satisfies the condition of Expression 5 by the rear group of the lens group 12. It can be said that the lower limit of Expression 7 is a condition that plays the same role as the upper limit of Expression 5.

【0042】以上の理由により、ズームレンズ1が数5
ないし数7を満たすことにより、第2レンズ群12が4
または5枚のレンズにより構成されたズームレンズであ
って、ズーム比が大きく(2〜4倍程度)、コンパクト
であり、かつ諸収差が適切に補正されたズームレンズ1
が実現される。
For the above reasons, the zoom lens 1 has
To satisfying the condition (7), the second lens group 12 becomes 4
Alternatively, the zoom lens 1 includes five lenses and has a large zoom ratio (about 2 to 4 times), is compact, and has various aberrations appropriately corrected.
Is realized.

【0043】また、数5ないし数7の条件は、第2レン
ズ群12が4または5枚のレンズにより構成される場合
の一般的な好ましい諸条件の範囲を示しており、後述の
実施例1ないし6にて裏付けられるように、数8に示す
条件とされることがより好ましい。
The conditions of the expressions 5 to 7 show the range of general preferable conditions when the second lens group 12 is composed of 4 or 5 lenses, and the embodiment 1 to be described later. It is more preferable that the conditions shown in Formula 8 are satisfied so as to be supported by Nos. 6 to 6.

【0044】[0044]

【数8】 [Equation 8]

【0045】[0045]

【実施例】図1は第1実施例におけるレンズ構成を示す
図である。表1は各レンズの設計値を示す表であり、表
2は第3レンズ群である非球面レンズ(面番号18が非
球面)を設計する際に数9にて示される非球面式に代入
されるパラメータの値を示す表である。なお、数9にお
いてεは2次曲面パラメータであり、本実施例では1と
される。A〜Eは非球面の形状を決定するためのパラメ
ータであり、rは近軸曲率半径である。表3はズームレ
ンズのズーミングに係る諸数値を示す表である。
EXAMPLE FIG. 1 is a diagram showing a lens configuration in Example 1. As shown in FIG. Table 1 is a table showing the design value of each lens, and Table 2 is substituted into the aspherical surface formula shown by the equation 9 when designing the aspherical lens (surface number 18 is an aspherical surface) which is the third lens group. It is a table showing the value of the parameter. In Expression 9, ε is a quadric surface parameter, which is set to 1 in this embodiment. A to E are parameters for determining the shape of the aspherical surface, and r is a paraxial radius of curvature. Table 3 is a table showing various numerical values relating to zooming of the zoom lens.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【数9】 [Equation 9]

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】図2ないし図4は順に、第1実施例に係る
ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における
諸収差を示す図であり、(a)、(b)、(c)、
(d)はそれぞれ球面収差、像面湾曲収差、歪曲収差お
よび倍率色収差を示す。
2 to 4 are views showing, in order, various aberrations of the zoom lens according to Example 1 at the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end. FIGS. 2 (a), (b), (c),
(D) shows spherical aberration, field curvature aberration, distortion aberration, and chromatic aberration of magnification, respectively.

【0051】なお、(a)における実線および一点鎖線
はd線およびg線における球面収差を示し、波線は正弦
条件違反量を示す。(b)における実線および一点鎖線
はd線およびg線のサジタル像面における像面湾曲収差
を示し、短い波線および長い波線はd線およびg線のメ
リディオナル像面における像面湾曲収差を示す。他の実
施例の収差図においても同様である。
The solid line and the alternate long and short dash line in (a) show spherical aberration at the d and g lines, and the wavy line shows the amount of sine condition violation. The solid line and the alternate long and short dash line in (b) show the field curvature aberrations on the sagittal image planes of the d and g lines, and the short and long wavy lines show the field curvature aberrations on the meridional image planes of the d and g lines. The same applies to aberration diagrams of other examples.

【0052】図5は第2実施例におけるレンズ構成を示
す図である。表4は各レンズの設計値を示す表であり、
表5は非球面レンズ(面番号18が非球面)を設計する
際に数9にて示される非球面式に代入されるパラメータ
の値を示す表である。表6はズームレンズのズーミング
に係る諸数値を示す表である。
FIG. 5 is a view showing the lens arrangement in the second embodiment. Table 4 is a table showing design values of each lens,
Table 5 is a table showing the values of the parameters substituted into the aspherical expression shown in Formula 9 when designing an aspherical lens (surface number 18 is an aspherical surface). Table 6 is a table showing various numerical values relating to zooming of the zoom lens.

【0053】[0053]

【表4】 [Table 4]

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】[0055]

【表6】 [Table 6]

【0056】図6ないし図8は順に、第2実施例に係る
ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における
諸収差を示す図であり、(a)、(b)、(c)、
(d)はそれぞれ球面収差、像面湾曲収差、歪曲収差お
よび倍率色収差を示す。
FIGS. 6 to 8 are diagrams sequentially showing various aberrations at the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end of the zoom lens according to the second example, and FIGS. 6 (a), 6 (b) and 6 (c),
(D) shows spherical aberration, field curvature aberration, distortion aberration, and chromatic aberration of magnification, respectively.

【0057】図9は第3実施例におけるレンズ構成を示
す図である。表7は各レンズの設計値を示す表であり、
表8および表9は非球面レンズ(面番号18が表8によ
る非球面、面番号19が表9による非球面)を設計する
際に数9にて示される非球面式に代入されるパラメータ
の値を示す表である。表10はズームレンズのズーミン
グに係る諸数値を示す表である。
FIG. 9 is a view showing the lens arrangement in the third embodiment. Table 7 is a table showing design values of each lens,
Tables 8 and 9 show parameters to be substituted into the aspherical surface formula shown in the equation 9 when designing an aspherical lens (surface number 18 is an aspherical surface according to Table 8 and surface number 19 is an aspherical surface according to Table 9). It is a table which shows a value. Table 10 is a table showing various numerical values relating to zooming of the zoom lens.

【0058】[0058]

【表7】 [Table 7]

【0059】[0059]

【表8】 [Table 8]

【0060】[0060]

【表9】 [Table 9]

【0061】[0061]

【表10】 [Table 10]

【0062】図10ないし図12は順に、第3実施例に
係るズームレンズの広角端、中間位置および望遠端にお
ける諸収差を示す図であり、(a)、(b)、(c)、
(d)はそれぞれ球面収差、像面湾曲収差、歪曲収差お
よび倍率色収差を示す。
FIGS. 10 to 12 are views showing various aberrations at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end of the zoom lens according to the third embodiment, in order, respectively, (a), (b), (c),
(D) shows spherical aberration, field curvature aberration, distortion aberration, and chromatic aberration of magnification, respectively.

【0063】図13は第4実施例におけるレンズ構成を
示す図である。表11は各レンズの設計値を示す表であ
り、表12および表13は非球面レンズ(面番号18が
表12による非球面、面番号19が表13による非球
面)を設計する際に数9にて示される非球面式に代入さ
れるパラメータの値を示す表である。表14はズームレ
ンズのズーミングに係る諸数値を示す表である。
FIG. 13 is a view showing the lens arrangement in the fourth embodiment. Table 11 is a table showing design values of each lens, and Tables 12 and 13 are numerical values when designing an aspherical lens (surface number 18 is an aspherical surface according to Table 12 and surface number 19 is an aspherical surface according to Table 13). 11 is a table showing the values of parameters substituted into the aspherical surface formula shown in FIG. Table 14 is a table showing various numerical values relating to zooming of the zoom lens.

【0064】[0064]

【表11】 [Table 11]

【0065】[0065]

【表12】 [Table 12]

【0066】[0066]

【表13】 [Table 13]

【0067】[0067]

【表14】 [Table 14]

【0068】図14ないし図16は、第4実施例に係る
ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における
諸収差を示す図であり、(a)、(b)、(c)、
(d)はそれぞれ球面収差、像面湾曲収差、歪曲収差お
よび倍率色収差を示す。
FIGS. 14 to 16 are diagrams showing various aberrations at the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end of the zoom lens according to the fourth embodiment. FIGS. 14 (a), (b), (c),
(D) shows spherical aberration, field curvature aberration, distortion aberration, and chromatic aberration of magnification, respectively.

【0069】図17は第5実施例におけるレンズ構成を
示す図である。なお、第5実施例に係るズームレンズで
は第2レンズ群が5枚のレンズで構成され、第3レンズ
群がズーミングに際して像面側に移動する(第6実施例
においても同様)。表15は各レンズの設計値を示す表
であり、表16および表17は非球面レンズ(面番号2
0が表16による非球面、面番号21が表17による非
球面)を設計する際に数9にて示される非球面式に代入
されるパラメータの値を示す表である。表18はズーム
レンズのズーミングに係る諸数値を示す表である。
FIG. 17 shows the lens arrangement of the fifth embodiment. In the zoom lens according to the fifth example, the second lens group includes five lenses, and the third lens group moves to the image plane side during zooming (the same applies to the sixth example). Table 15 is a table showing design values of each lens, and Tables 16 and 17 show aspherical lenses (surface number 2).
0 is an aspherical surface according to Table 16 and surface number 21 is an aspherical surface according to Table 17). Table 18 is a table showing various numerical values relating to zooming of the zoom lens.

【0070】[0070]

【表15】 [Table 15]

【0071】[0071]

【表16】 [Table 16]

【0072】[0072]

【表17】 [Table 17]

【0073】[0073]

【表18】 [Table 18]

【0074】図18ないし図20は、第5実施例に係る
ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における
諸収差を示す図であり、(a)、(b)、(c)、
(d)はそれぞれ球面収差、像面湾曲収差、歪曲収差お
よび倍率色収差を示す。
18 to 20 are diagrams showing various aberrations at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end of the zoom lens according to the fifth embodiment. FIGS. 18 (a), (b), (c),
(D) shows spherical aberration, field curvature aberration, distortion aberration, and chromatic aberration of magnification, respectively.

【0075】図21は第6実施例におけるレンズ構成を
示す図である。表19は各レンズの設計値を示す表であ
り、表20および表21は非球面レンズ(面番号20が
表20による非球面、面番号21が表21による非球
面)を設計する際に数9にて示される非球面式に代入さ
れるパラメータの値を示す表である。表22はズームレ
ンズのズーミングに係る諸数値を示す表である。
FIG. 21 shows the lens arrangement of the sixth embodiment. Table 19 is a table showing design values of each lens, and Tables 20 and 21 are numerical values when designing an aspherical lens (surface number 20 is an aspherical surface according to Table 20 and surface number 21 is an aspherical surface according to Table 21). 11 is a table showing the values of parameters substituted into the aspherical surface formula shown in FIG. Table 22 is a table showing various numerical values relating to zooming of the zoom lens.

【0076】[0076]

【表19】 [Table 19]

【0077】[0077]

【表20】 [Table 20]

【0078】[0078]

【表21】 [Table 21]

【0079】[0079]

【表22】 [Table 22]

【0080】図22ないし図24は、第6実施例に係る
ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における
諸収差を示す図であり、(a)、(b)、(c)、
(d)はそれぞれ球面収差、像面湾曲収差、歪曲収差お
よび倍率色収差を示す。
22 to 24 are diagrams showing various aberrations at the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end of the zoom lens according to the sixth embodiment, and FIGS. 22 (a), (b), (c),
(D) shows spherical aberration, field curvature aberration, distortion aberration, and chromatic aberration of magnification, respectively.

【0081】表23は第1ないし第6実施例における数
5ないし数7の数式部分の値を示す表である。
Table 23 is a table showing the values of the mathematical parts of the formulas 5 to 7 in the first to sixth embodiments.

【0082】[0082]

【表23】 [Table 23]

【0083】[0083]

【発明の効果】本発明によれば、適切な収差補正を行い
つつ高いズーム比のコンパクトなズームレンズを実現す
ることができる。また、非球面レンズを1つとするとこ
によりズームレンズの製造コストを削減することができ
る。
According to the present invention, it is possible to realize a compact zoom lens having a high zoom ratio while performing appropriate aberration correction. Further, by using one aspherical lens, the manufacturing cost of the zoom lens can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例のズームレンズの構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a zoom lens according to Example 1. FIG.

【図2】第1実施例のズームレンズの広角端における諸
収差を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens of Example 1. FIGS.

【図3】第1実施例のズームレンズの中間位置における
諸収差を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing various aberrations at an intermediate position of the zoom lens of Example 1.

【図4】第1実施例のズームレンズの望遠端における諸
収差を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing various aberrations at the telephoto end of the zoom lens according to Example 1;

【図5】第2実施例のズームレンズの構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a zoom lens according to Example 2.

【図6】第2実施例のズームレンズの広角端における諸
収差を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens of Example 2.

【図7】第2実施例のズームレンズの中間位置における
諸収差を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing various aberrations at the intermediate position of the zoom lens of Example 2.

【図8】第2実施例のズームレンズの望遠端における諸
収差を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing various aberrations at the telephoto end of the zoom lens according to Example 2;

【図9】第3実施例のズームレンズの構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a zoom lens according to Example 3.

【図10】第3実施例のズームレンズの広角端における
諸収差を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens of Example 3;

【図11】第3実施例のズームレンズの中間位置におけ
る諸収差を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing various aberrations at the intermediate position of the zoom lens of Example 3;

【図12】第3実施例のズームレンズの望遠端における
諸収差を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing various aberrations at the telephoto end of the zoom lens of Example 3;

【図13】第4実施例のズームレンズの構成を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a zoom lens according to Example 4.

【図14】第4実施例のズームレンズの広角端における
諸収差を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens of Example 4;

【図15】第4実施例のズームレンズの中間位置におけ
る諸収差を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing various aberrations at the intermediate position of the zoom lens of Example 4;

【図16】第4実施例のズームレンズの望遠端における
諸収差を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing various aberrations at the telephoto end of the zoom lens of Example 4;

【図17】第5実施例のズームレンズの構成を示す図で
ある。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a zoom lens according to Example 5.

【図18】第5実施例のズームレンズの広角端における
諸収差を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens of Example 5;

【図19】第5実施例のズームレンズの中間位置におけ
る諸収差を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing various aberrations at the intermediate position of the zoom lens of Example 5;

【図20】第5実施例のズームレンズの望遠端における
諸収差を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing various aberrations at the telephoto end of the zoom lens of Example 5;

【図21】第6実施例のズームレンズの構成を示す図で
ある。
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a zoom lens according to Example 6.

【図22】第6実施例のズームレンズの広角端における
諸収差を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens of Example 6;

【図23】第6実施例のズームレンズの中間位置におけ
る諸収差を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing various aberrations at the intermediate position of the zoom lens of Example 6;

【図24】第6実施例のズームレンズの望遠端における
諸収差を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing various aberrations at the telephoto end of the zoom lens of Example 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ズームレンズ 11 第1レンズ群 12 第2レンズ群 13 第3レンズ群 31 正レンズ 32 負レンズ 33 負メニスカスレンズ 34 正レンズ 41 非球面レンズ 1 zoom lens 11 First lens group 12 Second lens group 13 Third lens group 31 Positive lens 32 negative lens 33 negative meniscus lens 34 Positive lens 41 Aspherical lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA02 KA03 PA09 PA10 PA17 PB09 PB10 QA02 QA07 QA14 QA22 QA26 QA34 QA41 QA46 RA05 RA12 RA13 RA36 RA42 RA44 SA14 SA16 SA19 SA62 SA63 SA64 SA74 SB05 SB15 SB16 SB22 UA01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2H087 KA02 KA03 PA09 PA10 PA17                       PB09 PB10 QA02 QA07 QA14                       QA22 QA26 QA34 QA41 QA46                       RA05 RA12 RA13 RA36 RA42                       RA44 SA14 SA16 SA19 SA62                       SA63 SA64 SA74 SB05 SB15                       SB16 SB22 UA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ズームレンズであって、物体側から順
に、 負の屈折力を有する第1レンズ群と、 正の屈折力を有する第2レンズ群と、 正の屈折力を有する第3レンズ群と、を備え、 広角端から望遠端に向けて変化する際に、前記第1レン
ズ群と前記第2レンズ群との間の距離が減少し、前記第
2レンズ群と前記第3レンズ群との間の距離が増大し、 前記第2レンズ群が物体側から、第1正レンズ、負レン
ズ、凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズ、およ
び、第2正レンズをこれらの順序で有し、前記負メニス
カスレンズと前記第2正レンズとの間に空気間隙が存在
することを特徴とするズームレンズ。
1. A zoom lens, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. And, when changing from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group decreases, and the second lens group and the third lens group And the second lens group has a first positive lens, a negative lens, a negative meniscus lens having a concave surface facing the image plane side, and a second positive lens in this order from the object side. However, there is an air gap between the negative meniscus lens and the second positive lens.
【請求項2】 請求項1に記載のズームレンズであっ
て、 前記第2レンズ群が、前記第1正レンズ、前記負レン
ズ、前記負メニスカスレンズおよび前記第2正レンズか
らなることを特徴とするズームレンズ。
2. The zoom lens according to claim 1, wherein the second lens group includes the first positive lens, the negative lens, the negative meniscus lens, and the second positive lens. Zoom lens to do.
【請求項3】 請求項1または2に記載のズームレンズ
であって、 前記第2レンズ群の前記負メニスカスレンズと前記第2
正レンズとの間の空気レンズの焦点距離をf2A、前記
第3レンズ群の焦点距離をf、前記第2レンズ群の軸
上芯厚の和をΣ2d、望遠端における全体の焦点距離を
、前記負メニスカスレンズと前記第2正レンズとの
間の軸上間隔をd2A、望遠端における前記第1レンズ
群から合焦位置までの全長をLとして、 【数1】 が満たされることを特徴とするズームレンズ。
3. The zoom lens according to claim 1, wherein the negative meniscus lens and the second lens of the second lens group are included.
The focal length of the air lens between the positive lens and the positive lens is f 2A , the focal length of the third lens unit is f 3 , the sum of the axial core thicknesses of the second lens unit is Σ 2d , and the total focal length at the telephoto end. Let f T be the axial distance between the negative meniscus lens and the second positive lens be d 2A , and the total length from the first lens group to the in-focus position at the telephoto end be L T. The zoom lens is characterized in that
【請求項4】 請求項3に記載のズームレンズであっ
て、 【数2】 が満たされることを特徴とするズームレンズ。
4. The zoom lens according to claim 3, wherein: The zoom lens is characterized in that
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載のズ
ームレンズであって、 前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が球面レンズ
のみにより構成され、前記第3レンズ群が、非球面レン
ズを1つだけ有することを特徴とするズームレンズ。
5. The zoom lens according to claim 1, wherein the first lens group and the second lens group are composed of spherical lenses only, and the third lens group is an aspherical surface. A zoom lens having only one lens.
【請求項6】 請求項5に記載のズームレンズであっ
て、 前記第3レンズ群が、前記非球面レンズであることを特
徴とするズームレンズ。
6. The zoom lens according to claim 5, wherein the third lens group is the aspherical lens.
【請求項7】 請求項5または6に記載のズームレンズ
であって、 前記非球面レンズが樹脂により成形されることを特徴と
するズームレンズ。
7. The zoom lens according to claim 5, wherein the aspherical lens is made of resin.
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