JP2005017915A - Zoom lens, zoom lens unit and camera apparatus - Google Patents

Zoom lens, zoom lens unit and camera apparatus Download PDF

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JP2005017915A JP2003185306A JP2003185306A JP2005017915A JP 2005017915 A JP2005017915 A JP 2005017915A JP 2003185306 A JP2003185306 A JP 2003185306A JP 2003185306 A JP2003185306 A JP 2003185306A JP 2005017915 A JP2005017915 A JP 2005017915A
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zoom lens
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Hibiki Tatsuno
響 辰野
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bright, inexpensive and compact zoom lens composed of five groups; positive, negative, positive, positive, and positive in which high variable power ratio is realized from a wide angle of view. <P>SOLUTION: The zoom lens has, successively from an object side, a positive first lens group I, a negative second lens group II, a positive third lens group III, a positive fourth lens group IV, and a positive fifth lens group V. Further, in variable magnification from the wide angle end to the telephoto end, the the first lens group I, the third lens group III and the fourth lens group IV are moved respectively so that the distance between the the first lens group I and the the second lens group II becomes greater, the distance between the third lens group III and the the second lens group II becomes smaller and the distance between the fourth lens group IV and the third lens group III becomes smaller and a condition (1): 0.21<(D<SB>34W</SB>-D<SB>34T</SB>)/f<SB>KW</SB><0.5 and a condition (2): f<SB>T</SB>/f<SB>W</SB>>4.3 are satisfied, wherein D<SB>34W</SB>is the distance at the wide angle end between the third lens group and the fourth lens group; D<SB>34T</SB>is the distance at the telephoto end between the third lens group and the fourth lens group; f<SB>T</SB>is the focal distance at the telephoto end of the entire system; and f<SB>W</SB>is the focal distance at the wide angle end of the entire system. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ズームレンズ・ズームレンズユニット及びカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年普及している、レンズ一体型のデジタルカメラ用の撮影レンズは、62度程度の画角からの3倍ズームレンズが主流である。画角や変倍比をこの程度に抑えることにより、撮影レンズの前玉径やレンズ全長をコンパクトにできる。しかしながら、銀塩カメラ用の撮影レンズにおいて、標準として使用されている撮影レンズが、74度程度の画角からの4〜7倍程度の変倍比を有するズームレンズであることから、デジタルカメラ用撮影レンズにも銀塩カメラ用撮影レンズと同様あるいはそれ以上の仕様を持った、広画角・高変倍のズームレンズが求められている。
【0003】
屈折力配分を物体側から順に「正・負・正・正・正」とした5群構成のズームレンズは、従来から種々のものが知られている。これらのうち、変倍比が比較的大きいものが特許文献1〜4に記載されている。
【0004】
即ち、特許文献1は「70度程度の画角からの11倍以上の変倍比を有するズームレンズ」を開示しており、特許文献2、3は「74度程度の画角から10倍程度の変倍比を有するズームレンズ」を開示している。
【0005】
特許文献1に記載されたズームレンズは、変倍時に第1、第3、第5レンズ群が固定され、レンズ枚数が11枚と少なく、構成はシンプルでレンズ群の移動機構も簡素化できるが、性能の面からすると「ビデオカメラ」に適する程度のものであり、開示された構成と屈折力配置のままでは、300万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を達成することは困難である。
【0006】
特許文献2に記載されたズームレンズは「74度程度の画角からで10倍以上の変倍比」を有しているが、広角端でのFナンバが4.1であり、明るさの面でなお改善の余地がある。
【0007】
特許文献3に記載されたズームレンズは、変倍時に第3、第4レンズ群が殆ど近づかないので、実質的には「正・負・正・正の4群構成」と異なるところがなく、「正・負・正・正・正の5群構成」の優位な面が十分に生かされているとは言い難い。
【0008】
特許文献4に記載されたズームレンズは、5倍程度の高変倍比を有するが、変倍に際して第1、第3レンズ群が固定であり、偏心感度に余裕を持たせられるが、制限事項も多い。
【0009】
【特許文献1】
特許第3352804号公報
【特許文献2】
特開平10−161028号公報
【特許文献3】
特開2002−098893号公報
【特許文献4】
特開2002−156581号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、屈折力配分を正・負・正・正・正とした5群構成で、広画角からの高変倍比が可能あり、明るく、レンズ枚数が少なく低価格・コンパクトなズームレンズの実現を課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明のズームレンズは、物体側より順に、正屈折力の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群、正屈折力の第4レンズ群、及び、正屈折力の第5レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍時に、少なくとも第1、第3、第4群が移動する(請求項1)。
【0012】
即ち、この発明のズームレンズは、物体側から「正・負・正・正・正」の屈折力配分を持つ5群構成である。
【0013】
広角端から望遠端への変倍時における各レンズ群の移動は以下のようである。
【0014】
第1レンズ群は、第2レンズ群との間隔が大きくなるように移動する。
第3レンズ群は、第2レンズ群との間隔が小さくなるように移動する。
第4レンズ群は、第3レンズ群との間隔が小さくなるように移動する。
【0015】
第3レンズ群と第4レンズとの広角端における間隔:D34W
第3レンズ群と第4レンズとの望遠端における間隔:D34T
全系の広角端における焦点距離:f
全系の望遠端における焦点距離:f
第3〜第5レンズ群の広角端における合成焦点距離:fKW
は、条件:
(1) 0.21 <(D34W−D34T)/fKW < 0.5
(2) f/f > 4.3
を満足する。
【0016】
即ち、この発明のズームレンズは、上記条件(2)から明らかなように、4.3倍以上の変倍比:f/fを有する。
【0017】
請求項1記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時に、第2レンズ群と第5レンズ群とを固定することができる(請求項2)。
【0018】
また、請求項1記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時に、「第1レンズ群、第3レンズ群および第4レンズ群」が物体側へ移動し、第2レンズが「第1レンズ群との間隔が大きくなり、第3レンズ群との間隔が小さくなる」ように像面側へ移動し、第5レンズ群が「第4レンズ群との間隔が大きくなる」ように移動するように構成できる(請求項3)。
【0019】
この場合においては、第3レンズ群の焦点距離:f、第4レンズ群の焦点距離;f、第5レンズ群の焦点距離:f、第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群の広角端における合成焦点距離:fKWが、条件:
(3) 0.70 < f/fKW < 4.0
(4) 0.85 < f/fKW < 4.0
(5) 0.75 < f/fKW < 6.0
を満足する。
【0020】
なお、第5レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際して一般に、物体側へ移動するが、望遠端の近傍において「移動の向きを像面側へ反転する」こともある。
【0021】
上記請求項1または2または3記載のズームレンズは、第4レンズ群の移動により有限遠物体に合焦するように構成できる(請求項4)。この場合、第4レンズ群が「少なくとも1面の非球面」を有することが好ましい(請求項5)。
【0022】
請求項1または2または3記載のズームレンズはまた、第5レンズ群の移動により有限遠物体に合焦するように構成でき(請求項6)、この場合には「第5レンズ群が少なくとも1面の非球面を有する」ことが好ましい(請求項7)。
【0023】
上記請求項1〜7の任意の1に記載のズームレンズは、変倍に際しての第1レンズ群の移動量:X、全系の広角端における焦点距離:f、全系の望遠端における焦点距離:fが、条件:
(6) X/(f/f)< 6.00
を満足することが好ましい(請求項8)。
【0024】
請求項1〜8の任意の1に記載のズームレンズにおいて、第3レンズ群は「物体側から像面側へ向かって順に、物体側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズ、像面側に凹面を向けた負レンズを有する構成」とすることができる(請求項9)。この場合において、「開口絞り」を「第3レンズ群の物体側に配置した状態で第3レンズ群と一体化」し、第3レンズ群の最も物体側に位置する凸面を非球面として形成することが好ましい(請求項10)。
【0025】
請求項1〜10の任意の1に記載のズームレンズは、「第2レンズ群中の最も像面側に位置するレンズ面」を非球面とすることが好ましい(請求項11)。
【0026】
この発明のズームレンズは、300万〜500万画素といった高画素密度の電子撮像手段を用いるデジタルカメラやビデオカメラ等に好適に使用できるが、勿論、銀塩カメラにも好適に使用することができる。
【0027】
この発明の「ズームレンズユニット」は、上記請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズと、ズームレンズの各レンズ群を、変倍に応じて変位するレンズ群を移動可能に保持する鏡筒部と、変倍に応じて変位するレンズ群を変位させる駆動手段とを有することを特徴とする(請求項12)。
【0028】
この発明のカメラ装置は、上記請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズを「カメラ機能部の撮影用光学系」として有することを特徴とする(請求項13)。このようなカメラ装置は「携帯情報端末装置」として実施できる。勿論、請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズを撮影用光学系として有する、デジタルカメラ装置やビデオカメラ装置、銀塩カメラ装置として実施できることも当然である。
【0029】
この発明のズームレンズは、正・負・正・正・正の5群構成であり、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも第1、第3、第4レンズ群が移動する。これらのレンズ群は、上記変倍の際に物体側へ移動する。
【0030】
第2レンズ群は、請求項2記載のように「変倍に際して固定」としてもよいし、請求項3記載のように「変倍に際して像面側へ移動」してもよい。第2レンズ群を像面側へ変位させることにより、変倍を補助し、変倍比を高めることができる。
【0031】
第4レンズ群は「変倍時に像面の特性を保つ作用」と「変倍群としての作用」とを持ち、「第1レンズ群の移動量を減らす」作用を果たす。
【0032】
第5レンズ群には「像面位置補正の役割や、像面の特性を保つ作用」を持たせることにより、ズームレンズの性能向上を図ることができるが、変倍比が5倍程度である場合には、請求項2に記載されたように、第2レンズ群とともに「変倍に際して固定する」ことができる。
【0033】
一般に、広画角から始まるズームレンズの第2レンズ群は、主に広角端での軸外収差の補正に対して大きな役割を果たす。しかし「大口径比」の実現には、第2レンズ群において、広角側での軸外収差のみならず、望遠側での軸上収差を補正する必要がある。
【0034】
特に「望遠側での球面収差の補正」は困難で、第2レンズ群の負担が増大するが、これは「望遠側における第1レンズ群と第2レンズ群の配置」に起因する。光軸から離れた高さを通る光線が第1レンズ群を通過し、正の屈折を受けて光軸に近づく方向に進んで第2レンズ群に入射する。
【0035】
このとき、第1レンズ群と第2レンズ群が離れた配置、換言すれば「望遠側のレンズ配置」であるほど、第1レンズ群と第2レンズ群を通過する光線の高さの差は大きく、球面収差の補正が困難になる。この傾向はズームレンズを大口径比にするほど顕著に現れる。
【0036】
請求項11記載のように、第2レンズ群の最も像面側に非球面を設置することにより「広角側での軸外収差と望遠側での軸上収差をバランス良く補正する」ことが可能である。
【0037】
第3レンズ群を、請求項9記載のように「物体側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズ、像面側に凹面を向けた負レンズを配置した構成」とすることにより、非点収差と歪曲収差を共に効率よく補正できる。この場合、請求項10記載のように「第3レンズ群の物体側に開口絞りを設置し、これを第3レンズ群と一体化する場合」には、第3レンズ群の最も物体側の、物体側に凸面を向けた正レンズの該凸面を非球面として形成することにより、球面収差を「他の収差とは別に、ほぼ単独で補正する」ことができる。
【0038】
条件(2)は、この発明のズームレンズが変倍比:4.3以上のズームレンズであることを明らかにしている。請求項1記載のズームレンズでは、変倍時に第3レンズ群と第4レンズ群を物体側に移動させつつ「その間隔を小さく」し、第4レンズ群と第5レンズ群の間隔を大きくすることにより、変倍作用の補助と、変倍による像面湾曲の補正を行っている。
【0039】
条件(1)は、第3、第4レンズ群の群間隔の変化量を規定する。
条件(1)の下限値を超えると、変倍に伴なう第3、第4レンズ群の群間隔変化が不十分となり、第3、第4レンズ群の移動による「変倍による像面湾曲の変化を補正する機能」は果たせても、(変倍比を助長する)変倍補助の機能を果たすことができない。逆に、条件(1)の上限値を超えると、上記群間隔が大きくなって第3レンズ群から第4レンズ群に入射する光線の「状態の変化」が大きくなりすぎ、収差補正が困難になる。
【0040】
条件(3)、(4)、(5)は、「第3〜第5レンズ群による合成の屈折力」と、これを構成する各レンズ群(第3〜第5レンズ群)の屈折力配分を規定するものである。
条件(3)、(4)、(5)のそれぞれの下限値を超えると、第3、第4、第5レンズ群ともに「群の屈折力」が強くなりすぎ、収差補正のバランスが悪くなり、さらに偏心感度も過剰になる。
【0041】
条件(3)、(4)のそれぞれの上限を超えると、第3レンズ群での球面収差補正、第4レンズ群での軸外収差補正が困難になる。条件(5)の上限を超えると「歪曲収差を始めとする諸収差の補正」が困難になるとともに、第3レンズ群は、果たすべき「射出瞳を遠方に変換するフィールドレンズとしての役割」も十分に果たすことができない。条件(5)の上限は、他の条件とのバランスの取りやすさを考慮すると、4.5程度がより好適である。
【0042】
この発明のズームレンズは、第4レンズ群もしくは第5レンズ群の構成レンズ枚数を極力少なくし、「合焦作用」を、構成レンズ枚数を少なくした「合焦群」により行うことにより合焦速度の向上を意図している。この場合、無限遠から近距離まで「少ないレンズ枚数の合焦群で良好な撮影性能を得る」ため、この「合焦群に少なくとも1面の非球面を用いることによって、収差補正の自由度を上げる」ことができる。
【0043】
条件(6)は、変倍に伴なう「第1レンズ群の移動量」を規定する条件であり、上限値を超えると「鏡胴に必要とする部品」が増大し、鏡胴の大型化、高コスト化を招来する。条件(6)を満足させるためには、第1レンズ群の変倍に伴なう変位量を小さくする必要があるが、請求項3に記載されたように、第2レンズ群を像面側に移動させれば、変倍に要求される第1、第2レンズ群間隔の変化量を確保でき、条件(6)を無理なく達成できる。
【0044】
【発明の実施の形態】
以下にまず、ズームレンズの具体的な実施例を6例挙げる。
実施例における記号の意味は以下の通りである。
【0045】
f :全系の焦点距離
F :Fナンバ
ω :半画角
R :曲率半径
D :面間隔
Nd :d線に対する屈折率
Νd :アッベ数
K :非球面の円錐定数
A4 :4次の非球面係数
A6 :6次の非球面係数
A8 :8次の非球面係数
A10 :10次の非球面係数
非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをHとして、上記円錐定数:K、非球面係数:A4〜A10を用い、周知の以下の式で与えられる。
【0046】
X=CH/[1+√(1−(1+K)C)]+A4・H+A6・H+A8・H+A10・H10
【0047】
なお、長さの次元を持つ量の単位は「mm」である。
【0048】
【実施例】

Figure 2005017915
【0049】
Figure 2005017915
上の表記において、例えば「E−9」は「×10−9」を意味する。以下の実施例の表記に於いても同様である。
【0050】
Figure 2005017915
【0051】
条件の各パラメータの値
(1) (D34W−D34T)/fKW=0.31
(2) f/f=7.07
(3) f/fKW=1.44
(4) f/fKW=1.87
(5) f/fKW=2.35
(6) X/(f/f)=2.73 。
【0052】
Figure 2005017915
【0053】
Figure 2005017915
【0054】
Figure 2005017915
【0055】
条件の各パラメータの値
(1) (D34W−D34T)/fKW=0.37
(2) f/f=5.00
(3) f/fKW=1.51
(4) f/fKW=2.03
(5) f/fKW=1.78
(6) X/(f/f)=3.29 。
【0056】
Figure 2005017915
【0057】
Figure 2005017915
【0058】
Figure 2005017915
【0059】
条件の各パラメータの値
(1) (D34W−D34T)/fKW=0.35
(2) f/f=5.00
(3) f/fKW=1.54
(4) f/fKW=1.76
(5) f/fKW=1.89
(6) X/(f/f)=4.54 。
【0060】
Figure 2005017915
【0061】
Figure 2005017915
【0062】
Figure 2005017915
【0063】
条件の各パラメータの値
(1) (D34W−D34T)/fKW=0.22
(2) f/f=5.00
(3) f/fKW=1.42
(4) f/fKW=1.32
(5) f/fKW=5.62
(6) X/(f/f)=3.63 。
【0064】
Figure 2005017915
【0065】
Figure 2005017915
【0066】
Figure 2005017915
【0067】
条件の各パラメータの値
(1) (D34W−D34T)/fKW=0.33
(2) f/f=5.00
(3) f/fKW=1.65
(4) f/fKW=2.01
(5) f/fKW=2.03
(6) X/(f/f)=5.74 。
【0068】
Figure 2005017915
【0069】
Figure 2005017915
【0070】
Figure 2005017915
【0071】
条件の各パラメータの値
(1) (D34W−D34T)/fKW=0.28
(2) f/f=5.00
(3) f/fKW=1.63
(4) f/fKW=1.77
(5) f/fKW=2.32
(6) X/(f/f)=4.23 。
【0072】
上記実施例1〜6のうち実施例1、2、4、6では、変倍に際し「第1〜第5レンズ群の全てが移動」し、実施例3と実施例5では、変倍に際し「第1、第3、第4レンズ群が移動し、第2レンズ群と第5レンズ群とは固定」されている。
【0073】
図1〜図6に順次、実施例1〜6のズームレンズのレンズ構成を示す。
図1〜図6において、符号Iは第1レンズ群、符号IIは第2レンズ群、符号IIIは第3レンズ群、符号IVは第4レンズ群、符号Vは第5レンズ群を示し、符号Sは絞りを示す。また、図中の符号CGは、撮像素子のカバーガラスを示す。各実施例における最後の2面は、カバーガラスの各面を示す。これらの図の左方が物体側である。
【0074】
図7〜図9に順次、実施例1の短焦点端・中間焦点距離・長焦点端における収差図を示す。
図10〜図12に順次、実施例2の短焦点端・中間焦点距離・長焦点端における収差図を示す。
図13〜図15に順次、実施例3の短焦点端・中間焦点距離・長焦点端における収差図を示す。
【0075】
図16〜図18に順次、実施例4の短焦点端・中間焦点距離・長焦点端における収差図を示す。
図19〜図21に順次、実施例5の短焦点端・中間焦点距離・長焦点端における収差図を示す。
図22〜図24に順次、実施例6の短焦点端・中間焦点距離・長焦点端における収差図を示す。
【0076】
これら収差図のうち、球面収差の図中の破線は正弦条件を表す。非点収差の図中の実線はサジタル光線、破線はメリディオナル光線を表す。
【0077】
各実施例とも、収差は十分に補正され、300万画素〜500万画素の受光素子に対応することが可能である。
【0078】
【発明の実施の形態】
図25にこの発明のズームレンズユニットの実施の形態を示す。
図25の(a)に示すのは、実施例1、2、4、6のように、変倍に際して第1レンズ群I〜第5レンズ群Vが何れも移動する場合のズームレンズユニットである。
【0079】
第1レンズ群I〜第5レンズ群Vは、鏡筒部KTに変位可能に保持される。これら第1レンズ群I〜第5レンズ群Vは、駆動手段KSにより「変倍に応じ」変位される。
【0080】
図25の(b)に示すのは、実施例3、5のように、変倍に際して第1レンズ群I、第3レンズ群III、第4レンズ群Vが移動し、第2レンズ群IIと第5レンズ群Vは、変倍に際しては固定的である。
【0081】
各レンズ群は鏡筒KTに保持されるが、第1、第3、第4レンズ群は、鏡筒KT1に対して光軸方向へ変位可能であり、これらは駆動手段KS1により「変倍に応じ」変位される。
【0082】
図26および図27を参照して、携帯情報端末装置としてのカメラ装置の実施の形態を説明する。
図26の(a)、(b)は正面側と上部面とを示す図、(c)は背面側を示す図である。カメラ装置30は、撮影レンズ31として、上に説明した請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズ(より具体的には、例えば、上記実施例1〜6の適宜のもの)を「撮影用ズームレンズ」として有する。
【0083】
図26(a)において、符号32はフラッシュ、符号33はファインダを示す。ズームレバー34とシャッタボタン35は、本体の上面側に配置されている。
図26(b)は撮影レンズ31の使用状態を示す図である。
撮影レンズ31は、使用されないときは、図28(a)に示すように、カメラ装置本体に「沈胴式」に収納される。ズームレンズの上記各実施例とも、レンズ枚数が少なく(11〜12枚)、第2群の厚さも小さいので、沈胴式に収納すると薄いカメラ本体内に収納できる。
【0084】
図26(c)に示すように、電源スイッチ36、操作ボタン37、液晶モニタ38はカメラ装置本体の背面側に配置され、通信カード用スロット39Aと、メモリカードスロット39Bは、本体側面に配置されている。
【0085】
図27は、カメラ装置の「システム構造」を示す図である。カメラ装置30は携帯情報端末装置である。図27に示すように、カメラ装置30は、撮影レンズ31と受光素子(エリアセンサ)45を有し、撮影レンズ31によって形成される撮影対象物の像を受光素子45によって読取るように構成され、受光素子45からの出力は中央演算装置40の制御を受ける信号処理装置42によって処理されてデジタル情報に変換される。即ち、カメラ装置30は「撮影画像をデジタル情報とする機能」を有している。
【0086】
信号処理装置42によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置40の制御を受ける画像処理装置41において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ44(前記メモリカードスロット39Bにセットされる)に記録される。液晶モニタ38には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ44に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ44に記録した画像は、通信カード43(前記通信カード用スロット39Aにセットされる)等を使用して外部へ送信することも可能である。
【0087】
図26(a)に示すように、撮影レンズ31は、カメラ装置30の携帯時には「沈胴状態」にあり、ユーザが電源スイッチ36を操作して電源を入れると、図26(b)に示すように鏡胴が繰り出される。このとき、鏡胴内部でズームレンズの各群は、例えば「短焦点端の配置」となっており、ズームレバー34を操作することで各群の配置が変化して長焦点端への変倍を行うことができる。このとき、ファインダ33も撮影レンズの画角変化に連動して変倍する。
【0088】
シャッタボタン35の「半押し」によりフォーカシングがなされる。フォーカシングは、第1群もしくは第3群、あるいは受光素子の移動によって行うことができる。シャッタボタン35を、半押し状態からさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の「画像情報処理」が実行される。
【0089】
半導体メモリ44に記録した画像を液晶モニタ38に表示したり、通信カード43等を使用して外部へ送信する場合は、操作ボタン37の操作により行なう。撮影レンズ31として、実施例1〜4の任意のものを使用すると、これらは性能良好であるので、受光素子45として、300万画素〜600万画素クラスのものを使用した高画質で小型のカメラ装置(携帯情報端末装置)を実現できる。
【0090】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、レンズ枚数が少なく(実施例1〜5に於いて12枚、実施例6において11枚)、半画角:38.8〜39.9程度の広画角、5倍以上の高変倍比を実現でき、小型でありながら、300万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を実現可能で、明るいズームレンズを実現できる。従って、このズームレンズを使用することにより、小型で広画角かつ高画質のカメラ装置を実現できる.
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のズームレンズの広角端におけるレンズ配置を示す図である。
【図2】実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ配置を示す図である。
【図3】実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ配置を示す図である。
【図4】実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ配置を示す図である。
【図5】実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ配置を示す図である。
【図6】実施例6のズームレンズの広角端におけるレンズ配置を示す図である。
【図7】実施例1の短焦点端(広角端)における収差図である。
【図8】実施例1の中間焦点距離における収差図である。
【図9】実施例1の長焦点端(望遠端)における収差図である。
【図10】実施例2の短焦点端(広角端)における収差図である。
【図11】実施例2の中間焦点距離における収差図である。
【図12】実施例2の長焦点端(望遠端)における収差図である。
【図13】実施例3の短焦点端(広角端)における収差図である。
【図14】実施例3の中間焦点距離における収差図である。
【図15】実施例3の長焦点端(望遠端)における収差図である。
【図16】実施例4の短焦点端(広角端)における収差図である。
【図17】実施例4の中間焦点距離における収差図である。
【図18】実施例4の長焦点端(望遠端)における収差図である。
【図19】実施例5の短焦点端(広角端)における収差図である。
【図20】実施例5の中間焦点距離における収差図である。
【図21】実施例5の長焦点端(望遠端)における収差図である。
【図22】実施例6の短焦点端(広角端)における収差図である。
【図23】実施例6の中間焦点距離における収差図である。
【図24】実施例6の長焦点端(望遠端)における収差図である。
【図25】ズームレンズユニットの実施の形態を説明するための図である。
【図26】カメラ装置(携帯情報端末装置)の実施の1形態を示す外観図である。
【図27】図29のカメラ装置のシステム構造を示す図である。
【符号の説明】
I 第1レンズ群
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
S 絞り
IV 第4レンズ群
V 第5レンズ群[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a zoom lens / zoom lens unit and a camera apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a photographic lens for a digital camera integrated with a lens is mainly a 3 × zoom lens with an angle of view of about 62 degrees. By suppressing the angle of view and the zoom ratio to this extent, the front lens diameter of the photographic lens and the total lens length can be made compact. However, since the photographing lens used as a standard in the photographing lens for a silver salt camera is a zoom lens having a zoom ratio of about 4 to 7 times from an angle of view of about 74 degrees, it is for a digital camera. There is also a need for a zoom lens with a wide angle of view and a high zoom ratio that has the same or better specifications as a photographic lens for silver halide cameras.
[0003]
Various zoom lenses having a 5-group configuration in which the refractive power distribution is “positive / negative / positive / positive / positive” in order from the object side have been known. Among these, those having a relatively large zoom ratio are described in Patent Documents 1 to 4.
[0004]
That is, Patent Document 1 discloses “a zoom lens having a zoom ratio of 11 times or more from an angle of view of about 70 degrees”, and Patent Documents 2 and 3 disclose “a zoom angle of about 10 times from an angle of view of about 74 degrees”. A zoom lens having a zoom ratio of 1 is disclosed.
[0005]
In the zoom lens described in Patent Document 1, the first, third, and fifth lens groups are fixed at the time of zooming, the number of lenses is as small as 11, the configuration is simple, and the moving mechanism of the lens group can be simplified. In terms of performance, it is suitable for a “video camera”, and with the disclosed configuration and refractive power arrangement, it is difficult to achieve a resolution corresponding to an image sensor with 3 to 5 million pixels. is there.
[0006]
The zoom lens described in Patent Document 2 has a “magnification ratio of 10 times or more from an angle of view of about 74 degrees”, but the F number at the wide-angle end is 4.1, and brightness is high. There is still room for improvement.
[0007]
In the zoom lens described in Patent Document 3, since the third and fourth lens groups are hardly approached at the time of zooming, there is substantially no difference from the “four-group configuration of positive / negative / positive / positive”. It is hard to say that the advantages of “positive / negative / positive / positive / positive 5-group configuration” are fully utilized.
[0008]
Although the zoom lens described in Patent Document 4 has a high zoom ratio of about 5 times, the first and third lens groups are fixed at the time of zooming, and there is a margin in the eccentricity sensitivity. There are many.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3352804 [Patent Document 2]
JP-A-10-161028 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-098893 [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-156581
[Problems to be solved by the invention]
This zoom lens has a five-group configuration with positive, negative, positive, positive, and positive refractive power distribution, enables a high zoom ratio from a wide angle of view, is bright, has a small number of lenses, and is a low-cost, compact zoom lens. The realization of
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The zoom lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, a fourth lens group having a positive refractive power, and The fifth lens unit has a positive refractive power, and at least the first, third, and fourth units move during zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
[0012]
That is, the zoom lens according to the present invention has a five-group configuration having a refractive power distribution of “positive / negative / positive / positive / positive” from the object side.
[0013]
The movement of each lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is as follows.
[0014]
The first lens group moves so that the distance from the second lens group is large.
The third lens group moves so that the distance from the second lens group is small.
The fourth lens group moves so that the distance from the third lens group is small.
[0015]
Distance at the wide-angle end between the third lens group and the fourth lens: D 34W ,
Distance at the telephoto end between the third lens group and the fourth lens: D 34T ,
Focal length at the wide-angle end of the entire system: f W
Focal length at the telephoto end of the entire system: f T
Composite focal length at the wide-angle end of the third to fifth lens units : f KW
The conditions:
(1) 0.21 <(D 34W -D 34T) / f KW <0.5
(2) f T / f W > 4.3
Satisfied.
[0016]
That is, the zoom lens according to the present invention has a zoom ratio: f T / f W of 4.3 times or more, as is apparent from the above condition (2).
[0017]
The zoom lens according to claim 1 can fix the second lens group and the fifth lens group at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end (claim 2).
[0018]
In the zoom lens according to the first aspect, at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the “first lens group, the third lens group, and the fourth lens group” move toward the object side, and the second lens is “ The distance from the first lens group becomes larger, and the distance from the third lens group becomes smaller ”, and the fifth lens group moves“ to the fourth lens group becomes larger ”. It can be configured to move (claim 3).
[0019]
In this case, the focal length of the third lens group: f 3 , the focal length of the fourth lens group: f 4 , the focal length of the fifth lens group: f 5 , the third lens group, the fourth lens group, the fifth composite focal length at the wide angle end of the lens: f KW is, conditions:
(3) 0.70 <f 3 / f KW <4.0
(4) 0.85 <f 4 / f KW <4.0
(5) 0.75 <f 5 / f KW <6.0
Satisfied.
[0020]
The fifth lens group generally moves to the object side upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, but may “reverse the direction of movement to the image plane side” in the vicinity of the telephoto end.
[0021]
The zoom lens according to claim 1, 2, or 3 can be configured to focus on a finite distance object by moving the fourth lens group (claim 4). In this case, it is preferable that the fourth lens group has “at least one aspheric surface”.
[0022]
The zoom lens according to claim 1, 2, or 3 can also be configured to focus on a finite object by moving the fifth lens group (claim 6). In this case, “the fifth lens group is at least 1 It preferably has an aspheric surface.
[0023]
The zoom lens according to any one of claims 1 to 7, wherein the moving amount of the first lens unit during zooming: X 1 , the focal length at the wide-angle end of the entire system: f W , and at the telephoto end of the entire system Focal length: f T , conditions:
(6) X 1 / (f T / f W) <6.00
Is preferably satisfied (claim 8).
[0024]
The zoom lens according to any one of claims 1 to 8, wherein the third lens group is "a positive lens having a convex surface on the object side and a convex surface on the object side in order from the object side to the image surface side." A configuration having a positive lens and a negative lens having a concave surface facing the image surface side ”can be defined. In this case, the “aperture stop” is “integrated with the third lens group while being arranged on the object side of the third lens group”, and the convex surface located closest to the object side of the third lens group is formed as an aspherical surface. (Claim 10).
[0025]
In the zoom lens according to any one of claims 1 to 10, it is preferable that the “lens surface located closest to the image plane in the second lens group” is an aspherical surface (claim 11).
[0026]
The zoom lens according to the present invention can be suitably used for a digital camera, a video camera, or the like using an electronic image pickup unit having a high pixel density of 3 million to 5 million pixels, but of course can also be suitably used for a silver salt camera. .
[0027]
The “zoom lens unit” of the present invention holds the zoom lens according to any one of claims 1 to 11 and each lens group of the zoom lens movably in a lens group that is displaced according to zooming. It has a lens-barrel part and the drive means which displaces the lens group displaced according to zooming (Claim 12).
[0028]
A camera device according to the present invention includes the zoom lens according to any one of claims 1 to 11 as a “photographing optical system of a camera function unit” (claim 13). Such a camera device can be implemented as a “portable information terminal device”. Of course, it is natural that the zoom lens according to any one of claims 1 to 11 can be implemented as a digital camera device, a video camera device, or a silver salt camera device having a photographing optical system.
[0029]
The zoom lens according to the present invention has a five-group configuration of positive, negative, positive, positive, and positive, and at least the first, third, and fourth lens groups move during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. These lens groups move to the object side at the time of zooming.
[0030]
The second lens group may be “fixed upon zooming” as described in claim 2, or may be “moved to the image plane side upon zooming” as described in claim 3. By displacing the second lens group to the image plane side, zooming can be assisted and the zoom ratio can be increased.
[0031]
The fourth lens group has an “operation for maintaining the characteristics of the image plane at the time of zooming” and an “action as a zooming group”, and an operation of “reducing the amount of movement of the first lens group”.
[0032]
By providing the fifth lens group with “the role of image plane position correction and the function of maintaining the characteristics of the image plane”, the performance of the zoom lens can be improved, but the zoom ratio is about 5 times. In this case, as described in claim 2, it can be “fixed upon zooming” together with the second lens group.
[0033]
In general, the second lens group of a zoom lens starting from a wide angle of view mainly plays a major role in correcting off-axis aberrations at the wide angle end. However, in order to realize the “large aperture ratio”, it is necessary to correct not only the off-axis aberration on the wide angle side but also the on-axis aberration on the telephoto side in the second lens group.
[0034]
In particular, “correction of spherical aberration on the telephoto side” is difficult, and the burden on the second lens group increases. This is due to “arrangement of the first lens group and the second lens group on the telephoto side”. A light beam passing through a height away from the optical axis passes through the first lens group, undergoes positive refraction, travels in a direction approaching the optical axis, and enters the second lens group.
[0035]
At this time, the distant arrangement of the first lens group and the second lens group, in other words, the “lens arrangement on the telephoto side”, the difference in the height of light rays passing through the first lens group and the second lens group is Large, it becomes difficult to correct spherical aberration. This tendency becomes more prominent as the zoom lens has a larger aperture ratio.
[0036]
As described in claim 11, it is possible to "correctly correct off-axis aberrations on the wide-angle side and on-axis aberrations on the telephoto side in a balanced manner" by installing an aspheric surface closest to the image plane of the second lens group. It is.
[0037]
The third lens group has a configuration in which a positive lens having a convex surface facing the object side, a positive lens having a convex surface facing the object side, and a negative lens having a concave surface facing the image surface side are disposed as described in claim 9. By doing so, both astigmatism and distortion can be corrected efficiently. In this case, as described in claim 10, “when an aperture stop is installed on the object side of the third lens group and integrated with the third lens group”, the most object side of the third lens group, By forming the convex surface of the positive lens with the convex surface facing the object side as an aspherical surface, spherical aberration can be “corrected almost independently from other aberrations”.
[0038]
Condition (2) clarifies that the zoom lens of the present invention is a zoom lens having a zoom ratio of 4.3 or more. In the zoom lens according to claim 1, the third lens group and the fourth lens group are moved toward the object side at the time of zooming, and the distance between the fourth lens group and the fifth lens group is increased. Thus, the zooming function is assisted and the field curvature is corrected by zooming.
[0039]
Condition (1) defines the amount of change in the group spacing of the third and fourth lens groups.
If the lower limit value of the condition (1) is exceeded, the change in the group spacing of the third and fourth lens units due to zooming becomes insufficient, and the “field curvature due to zooming” is caused by the movement of the third and fourth lens units. Even if the function of correcting the change of “can be fulfilled”, the function of assisting zooming (which promotes zooming ratio) cannot be achieved. On the other hand, when the upper limit of condition (1) is exceeded, the group interval becomes large, and the “state change” of light incident on the fourth lens group from the third lens group becomes too large, making it difficult to correct aberrations. Become.
[0040]
Conditions (3), (4), and (5) are “the combined refractive power of the third to fifth lens groups” and the refractive power distribution of the lens groups (third to fifth lens groups) constituting the conditions. It prescribes.
If the lower limit values of each of the conditions (3), (4), and (5) are exceeded, the “group refractive power” becomes too strong in all of the third, fourth, and fifth lens groups, and the aberration correction balance becomes worse. Furthermore, the eccentric sensitivity becomes excessive.
[0041]
If the upper limits of conditions (3) and (4) are exceeded, it will be difficult to correct spherical aberration in the third lens group and off-axis aberration correction in the fourth lens group. If the upper limit of the condition (5) is exceeded, “correction of various aberrations including distortion” becomes difficult, and the third lens group also has a “role as a field lens that converts the exit pupil to a distance”. I can't do enough. The upper limit of condition (5) is more preferably about 4.5 considering the ease of balancing with other conditions.
[0042]
In the zoom lens according to the present invention, the number of constituent lenses of the fourth lens group or the fifth lens group is reduced as much as possible, and the "focusing action" is performed by the "focusing group" with a reduced number of constituent lenses. It is intended to improve. In this case, since “good imaging performance is obtained with a focusing group with a small number of lenses” from infinity to a short distance, the degree of freedom of aberration correction is increased by using at least one aspherical surface for the focusing group. "be able to.
[0043]
Condition (6) is a condition that prescribes the “movement amount of the first lens unit” accompanying zooming. If the upper limit is exceeded, “parts required for the lens barrel” increase, and the size of the lens barrel increases. And cost increase. In order to satisfy the condition (6), it is necessary to reduce the amount of displacement accompanying the zooming of the first lens unit. However, as described in claim 3, the second lens unit is arranged on the image plane side. If it is moved to, the amount of change in the distance between the first and second lens units required for zooming can be secured, and the condition (6) can be achieved without difficulty.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, six specific examples of the zoom lens will be described below.
The meanings of the symbols in the examples are as follows.
[0045]
f: focal length of entire system F: F number ω: half angle of view R: radius of curvature D: surface spacing Nd: refractive index Νd for d-line: Abbe number K: aspherical conic constant A4: fourth-order aspherical coefficient A6: 6th-order aspherical coefficient A8: 8th-order aspherical coefficient A10: The 10th-order aspherical coefficient aspherical surface represents the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curvature) as C and the height from the optical axis as H. Is given by the following well-known equation using the above-mentioned conic constant: K and aspherical coefficients: A4 to A10.
[0046]
X = CH 2 / [1 + √ (1- (1 + K) C 2 H 2)] + A4 · H 4 + A6 · H 6 + A8 · H 8 + A10 · H 10.
[0047]
The unit of the quantity having the length dimension is “mm”.
[0048]
【Example】
Figure 2005017915
[0049]
Figure 2005017915
In the above notation, for example, “E-9” means “× 10 −9 ”. The same applies to the following examples.
[0050]
Figure 2005017915
[0051]
The value of each parameter conditions (1) (D 34W -D 34T ) / f KW = 0.31
(2) f T / f W = 7.07
(3) f 3 / f KW = 1.44
(4) f 4 / f KW = 1.87
(5) f 5 / f KW = 2.35
(6) X 1 / (f T / f W) = 2.73.
[0052]
Figure 2005017915
[0053]
Figure 2005017915
[0054]
Figure 2005017915
[0055]
The value of each parameter conditions (1) (D 34W -D 34T ) / f KW = 0.37
(2) f T / f W = 5.00
(3) f 3 / f KW = 1.51
(4) f 4 / f KW = 2.03
(5) f 5 / f KW = 1.78
(6) X 1 / (f T / f W) = 3.29.
[0056]
Figure 2005017915
[0057]
Figure 2005017915
[0058]
Figure 2005017915
[0059]
The value of each parameter conditions (1) (D 34W -D 34T ) / f KW = 0.35
(2) f T / f W = 5.00
(3) f 3 / f KW = 1.54
(4) f 4 / f KW = 1.76
(5) f 5 / f KW = 1.89
(6) X 1 / (f T / f W) = 4.54.
[0060]
Figure 2005017915
[0061]
Figure 2005017915
[0062]
Figure 2005017915
[0063]
The value of each parameter conditions (1) (D 34W -D 34T ) / f KW = 0.22
(2) f T / f W = 5.00
(3) f 3 / f KW = 1.42
(4) f 4 / f KW = 1.32.
(5) f 5 / f KW = 5.62
(6) X 1 / (f T / f W) = 3.63.
[0064]
Figure 2005017915
[0065]
Figure 2005017915
[0066]
Figure 2005017915
[0067]
The value of each parameter conditions (1) (D 34W -D 34T ) / f KW = 0.33
(2) f T / f W = 5.00
(3) f 3 / f KW = 1.65
(4) f 4 / f KW = 2.01
(5) f 5 / f KW = 2.03
(6) X 1 / (f T / f W) = 5.74.
[0068]
Figure 2005017915
[0069]
Figure 2005017915
[0070]
Figure 2005017915
[0071]
The value of each parameter conditions (1) (D 34W -D 34T ) / f KW = 0.28
(2) f T / f W = 5.00
(3) f 3 / f KW = 1.63
(4) f 4 / f KW = 1.77
(5) f 5 / f KW = 2.32
(6) X 1 / (f T / f W) = 4.23.
[0072]
Among Examples 1 to 6, in Examples 1, 2, 4, and 6, "all the first to fifth lens groups move" during zooming, and in Examples 3 and 5, " The first, third, and fourth lens groups are moved, and the second and fifth lens groups are fixed.
[0073]
1 to 6 show the lens configurations of the zoom lenses of Examples 1 to 6, respectively.
1 to 6, reference numeral I denotes a first lens group, reference numeral II denotes a second lens group, reference numeral III denotes a third lens group, reference numeral IV denotes a fourth lens group, reference numeral V denotes a fifth lens group, S indicates an aperture. Moreover, the code | symbol CG in a figure shows the cover glass of an image pick-up element. The last two surfaces in each example show each surface of the cover glass. The left side of these figures is the object side.
[0074]
FIG. 7 to FIG. 9 show aberration diagrams at the short focal end, intermediate focal length, and long focal end of Example 1 in order.
10 to 12 show aberration diagrams at the short focal end, the intermediate focal length, and the long focal end in Example 2 in order.
FIGS. 13 to 15 show aberration diagrams at the short focal end, the intermediate focal length, and the long focal end of Example 3 in order.
[0075]
FIG. 16 to FIG. 18 sequentially show aberration diagrams at the short focal end, the intermediate focal length, and the long focal end of Example 4.
19 to 21 show aberration diagrams at the short focal end, the intermediate focal length, and the long focal end of Example 5 in order.
FIG. 22 to FIG. 24 sequentially show aberration diagrams of the sixth embodiment at the short focal end, the intermediate focal length, and the long focal end.
[0076]
Among these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition. In the figure of astigmatism, a solid line represents a sagittal ray, and a broken line represents a meridional ray.
[0077]
In each embodiment, the aberration is sufficiently corrected, and it is possible to cope with a light receiving element having 3 to 5 million pixels.
[0078]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 25 shows an embodiment of a zoom lens unit of the present invention.
FIG. 25A shows a zoom lens unit when the first lens group I to the fifth lens group V move during zooming as in the first, second, fourth, and sixth embodiments. .
[0079]
The first lens group I to the fifth lens group V are held by the lens barrel KT so as to be displaceable. These first lens group I to fifth lens group V are displaced “according to zooming” by the driving means KS.
[0080]
FIG. 25B shows that the first lens group I, the third lens group III, and the fourth lens group V move during zooming, as in Examples 3 and 5, and the second lens group II and The fifth lens group V is fixed during zooming.
[0081]
Each lens group is held by the lens barrel KT, but the first, third, and fourth lens groups can be displaced in the optical axis direction with respect to the lens barrel KT1, and these can be changed to “magnify” by the driving means KS1. Will be displaced.
[0082]
With reference to FIG. 26 and FIG. 27, an embodiment of a camera device as a portable information terminal device will be described.
FIGS. 26A and 26B are views showing the front side and the upper side, and FIG. 26C is a view showing the back side. The camera device 30 uses the zoom lens according to any one of claims 1 to 11 described above as the photographing lens 31 (more specifically, for example, an appropriate one of the above-described first to sixth embodiments). As a zoom lens for photographing ".
[0083]
In FIG. 26A, reference numeral 32 denotes a flash, and reference numeral 33 denotes a finder. The zoom lever 34 and the shutter button 35 are disposed on the upper surface side of the main body.
FIG. 26B is a diagram illustrating a usage state of the photographic lens 31.
When the photographing lens 31 is not used, it is housed in a “collapsed” manner in the camera device body as shown in FIG. In each of the above embodiments of the zoom lens, the number of lenses is small (11 to 12), and the thickness of the second group is also small.
[0084]
As shown in FIG. 26 (c), the power switch 36, the operation button 37, and the liquid crystal monitor 38 are arranged on the back side of the camera apparatus main body, and the communication card slot 39A and the memory card slot 39B are arranged on the side surface of the main body. ing.
[0085]
FIG. 27 is a diagram illustrating a “system structure” of the camera apparatus. The camera device 30 is a portable information terminal device. As shown in FIG. 27, the camera device 30 includes a photographing lens 31 and a light receiving element (area sensor) 45, and is configured to read an image of a photographing object formed by the photographing lens 31 by the light receiving element 45. The output from the light receiving element 45 is processed by a signal processing device 42 under the control of the central processing unit 40 and converted into digital information. That is, the camera device 30 has a “function of converting a captured image into digital information”.
[0086]
The image information digitized by the signal processing device 42 is subjected to predetermined image processing in the image processing device 41 under the control of the central processing unit 40 and then stored in the semiconductor memory 44 (set in the memory card slot 39B). To be recorded. The liquid crystal monitor 38 can display an image being photographed, or can display an image recorded in the semiconductor memory 44. The image recorded in the semiconductor memory 44 can also be transmitted to the outside using the communication card 43 (set in the communication card slot 39A) or the like.
[0087]
As shown in FIG. 26A, the photographing lens 31 is in the “collapsed state” when the camera device 30 is carried, and when the user operates the power switch 36 to turn on the power, as shown in FIG. The lens barrel is extended. At this time, each group of the zoom lens inside the lens barrel is, for example, “arrangement of the short focal point”, and by operating the zoom lever 34, the arrangement of each group is changed to change the magnification to the long focal point. It can be performed. At this time, the viewfinder 33 also zooms in conjunction with the change in the angle of view of the taking lens.
[0088]
Focusing is performed by “half-pressing” the shutter button 35. Focusing can be performed by moving the first group, the third group, or the light receiving element. When the shutter button 35 is further depressed from the half-pressed state, photographing is performed, and thereafter, the above-mentioned “image information processing” is executed.
[0089]
When the image recorded in the semiconductor memory 44 is displayed on the liquid crystal monitor 38 or transmitted to the outside using the communication card 43 or the like, the operation button 37 is operated. When any one of the first to fourth embodiments is used as the photographic lens 31, these have good performance. Therefore, the small size camera using a 3 to 6 million pixel class as the light receiving element 45. A device (personal digital assistant device) can be realized.
[0090]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the number of lenses is small (12 in Examples 1 to 5, 11 in Example 6), and half angle of view: about 38.8 to 39.9. A wide zoom angle and a high zoom ratio of 5 times or more can be realized, and although it is small in size, it can realize a resolving power corresponding to an image sensor with 3 to 5 million pixels, and a bright zoom lens can be realized. Therefore, by using this zoom lens, it is possible to realize a small, wide-angle and high-quality camera device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a lens arrangement at a wide angle end of a zoom lens according to a first exemplary embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a lens arrangement at a wide angle end of a zoom lens according to a second embodiment.
3 is a diagram illustrating a lens arrangement at a wide angle end of a zoom lens according to Embodiment 3; FIG.
4 is a diagram illustrating a lens arrangement at a wide angle end of a zoom lens according to Embodiment 4; FIG.
5 is a diagram illustrating a lens arrangement at a wide angle end of a zoom lens according to Example 5. FIG.
6 is a diagram illustrating a lens arrangement at a wide-angle end of a zoom lens according to Example 6. FIG.
FIG. 7 is an aberration diagram for Example 1 at the short focal end (wide angle end).
8 is an aberration diagram for Example 1 at the intermediate focal length. FIG.
FIG. 9 is an aberration diagram for Example 1 at the long focal end (telephoto end).
FIG. 10 is an aberration diagram for Example 2 at the short focal end (wide angle end).
FIG. 11 is an aberration diagram for Example 2 at the intermediate focal length.
FIG. 12 is an aberration diagram for Example 2 at the long focal end (telephoto end).
FIG. 13 is an aberration diagram for Example 3 at the short focal end (wide-angle end).
FIG. 14 is an aberration diagram for Example 3 at the intermediate focal length.
FIG. 15 is an aberration diagram for Example 3 at the long focal end (telephoto end).
FIG. 16 is an aberration diagram for Example 4 at the short focal end (wide-angle end).
FIG. 17 is an aberration diagram for Example 4 at the intermediate focal length.
18 is an aberration diagram for Example 4 at the long focal end (telephoto end). FIG.
FIG. 19 is an aberration diagram for Example 5 at the short focal end (wide-angle end).
FIG. 20 is an aberration diagram for Example 5 at the intermediate focal length.
FIG. 21 is an aberration diagram for Example 5 at the long focal end (telephoto end).
FIG. 22 is an aberration diagram for Example 6 at the short focal end (wide-angle end).
FIG. 23 is an aberration diagram for Example 6 at the intermediate focal length.
FIG. 24 is an aberration diagram for Example 6 at the long focal end (telephoto end).
FIG. 25 is a diagram for explaining an embodiment of a zoom lens unit;
FIG. 26 is an external view showing an embodiment of a camera device (portable information terminal device).
27 is a diagram showing a system structure of the camera device of FIG. 29. FIG.
[Explanation of symbols]
I First lens group II Second lens group III Third lens group S Aperture IV Fourth lens group V Fifth lens group

Claims (13)

物体側より順に、正屈折力の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群、正屈折力の第4レンズ群、及び、正屈折力の第5レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍時に、少なくとも第1、第3、第4群が移動するズームレンズであって、
第1レンズ群は、第2レンズ群との間隔が大きくなるように移動し、
第3レンズ群は、第2レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
第4レンズ群は、第3レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
上記第3レンズ群と上記第4レンズとの広角端における間隔:D34W
上記第3レンズ群と上記第4レンズとの望遠端における間隔:D34T
全系の広角端における焦点距離:f
全系の望遠端における焦点距離:f
上記第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群の広角端における合成焦点距離:fKW
が、条件:
(1) 0.21 <(D34W−D34T)/fKW < 0.5
(2) f/f > 4.3
を満足することを特徴とするズームレンズ。
In order from the object side, a first lens unit with positive refractive power, a second lens group with negative refractive power, a third lens group with positive refractive power, a fourth lens group with positive refractive power, and a fifth lens with positive refractive power A zoom lens having at least a first lens unit, a third lens unit, and a fourth lens unit, wherein the zoom lens unit has a lens group and at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end
The first lens group moves so that the distance from the second lens group is large,
The third lens group moves so that the distance from the second lens group is small,
The fourth lens group moves so that the distance from the third lens group is small,
Distance at the wide-angle end between the third lens group and the fourth lens: D 34W
Distance at the telephoto end between the third lens group and the fourth lens: D 34T ,
Focal length at the wide-angle end of the entire system: f W
Focal length at the telephoto end of the entire system: f T
Composite focal length at the wide angle end of the third lens group, the fourth lens group, and the fifth lens group: f KW
But the condition:
(1) 0.21 <(D 34W -D 34T) / f KW <0.5
(2) f T / f W > 4.3
A zoom lens characterized by satisfying
請求項1記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍時に、第2レンズ群と第5レンズ群とが固定されることを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to claim 1.
A zoom lens, wherein the second lens group and the fifth lens group are fixed at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
請求項1記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍時に、第1レンズ群、第3レンズ群および第4レンズ群が物体側へ移動し、
第2レンズが第1レンズ群との間隔が大きくなり、第3レンズ群との間隔が小さくなるように像面側へ移動し、
第5レンズ群が、第4レンズ群との間隔が大きくなるように移動し、
上記第3レンズ群の焦点距離:f、上記第4レンズ群の焦点距離;f、上記第5レンズ群の焦点距離:f、上記第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群の広角端における合成焦点距離:fKWが、条件:
(3) 0.70 < f/fKW < 4.0
(4) 0.85 < f/fKW < 4.0
(5) 0.75 < f/fKW < 6.0
を満足することを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to claim 1.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group, the third lens group, and the fourth lens group move to the object side,
The second lens moves to the image plane side so that the distance from the first lens group becomes larger and the distance from the third lens group becomes smaller,
The fifth lens group moves so that the distance from the fourth lens group becomes large,
Focal length of the third lens group: f 3 , focal length of the fourth lens group; f 4 , focal length of the fifth lens group: f 5 , third lens group, fourth lens group, fifth lens The combined focal length at the wide angle end of the group: f KW is:
(3) 0.70 <f 3 / f KW <4.0
(4) 0.85 <f 4 / f KW <4.0
(5) 0.75 <f 5 / f KW <6.0
A zoom lens characterized by satisfying
請求項1または2または3記載のズームレンズにおいて、
第4レンズ群の移動により有限遠物体に合焦することを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to claim 1, 2 or 3,
A zoom lens characterized by focusing on a finite distance object by moving the fourth lens group.
請求項4記載のズームレンズにおいて、
第4レンズ群は少なくとも1面の非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to claim 4.
The fourth lens group has at least one aspheric surface.
請求項1または2または3記載のズームレンズにおいて、
第5レンズ群の移動により有限遠物体に合焦することを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to claim 1, 2 or 3,
A zoom lens characterized by focusing on a finite distance object by moving the fifth lens group.
請求項6記載のズームレンズにおいて、
第5レンズ群は少なくとも1面の非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to claim 6.
5. The zoom lens according to claim 5, wherein the fifth lens group has at least one aspheric surface.
請求項1〜7の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
変倍に際しての第1レンズ群の移動量:X
全系の広角端における焦点距離:f
全系の望遠端における焦点距離:f
が、条件:
(6) X/(f/f)< 6.00
を満足することを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to any one of claims 1 to 7,
Amount of movement of the first lens unit upon zooming: X 1 ,
Focal length at the wide-angle end of the entire system: f W
Focal length at the telephoto end of the entire system: f T
But the condition:
(6) X 1 / (f T / f W) <6.00
A zoom lens characterized by satisfying
請求項1〜8の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第3レンズ群が、物体側から像面側へ向かって順に、物体側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズ、像面側に凹面を向けた負レンズを有することを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to any one of claims 1 to 8,
The third lens group has, in order from the object side to the image surface side, a positive lens having a convex surface facing the object side, a positive lens having a convex surface facing the object side, and a negative lens having a concave surface facing the image surface side. Zoom lens characterized by.
請求項9記載のズームレンズにおいて、
開口絞りが第3レンズ群の物体側に配置された状態で上記第3レンズ群と一体化され、上記第3レンズ群の最も物体側に位置する凸面が非球面として形成されていることを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to claim 9.
The aperture stop is integrated with the third lens group in a state of being arranged on the object side of the third lens group, and the convex surface located closest to the object side of the third lens group is formed as an aspherical surface. Zoom lens.
請求項1〜10の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第2レンズ群中の最も像面側に位置するレンズ面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。
The zoom lens according to any one of claims 1 to 10,
A zoom lens characterized in that the lens surface located closest to the image plane in the second lens group is an aspherical surface.
請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズと、
上記ズームレンズの各レンズ群を、変倍に応じて変位するレンズ群を移動可能に保持する鏡筒部と、
上記変倍に応じて変位するレンズ群を変位させる駆動手段とを有することを特徴とするズームレンズユニット。
The zoom lens according to any one of claims 1 to 11,
Each lens group of the zoom lens, a lens barrel portion that holds the lens group that is displaced according to zooming so as to be movable,
A zoom lens unit comprising drive means for displacing a lens group that is displaced in accordance with the zooming.
請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ装置。A camera apparatus comprising: the zoom lens according to claim 1 as a photographing optical system of a camera function unit.
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