JP2005274663A - Zoom lens with synthetic resin lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばカメラ付き携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)等の小型の情報端末機器への搭載に適した、合成樹脂製レンズ(プラスチックレンズ)を有するズームレンズに関する。 The present invention relates to a zoom lens having a synthetic resin lens (plastic lens) suitable for mounting on a small information terminal device such as a camera-equipped mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant).
近年、パーソナルコンピュータの一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景や人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラ(以下、単にデジタルカメラという。)が急速に普及しつつある。また携帯電話の高機能化に伴い、小型の撮像モジュールを搭載したカメラ付き携帯電話も急速に普及してきている。その他、PDA等の小型の情報端末機器においても撮像モジュールを搭載したものが普及してきている。 In recent years, with the spread of personal computers to ordinary homes and the like, digital still cameras (hereinafter simply referred to as digital cameras) capable of inputting image information such as photographed landscapes and human images to personal computers have rapidly spread. It's getting on. As mobile phones become more sophisticated, camera-equipped mobile phones equipped with a small imaging module are also rapidly spreading. In addition, small information terminal devices such as PDAs that are equipped with an imaging module have become widespread.
これらの撮像機能を備えた機器では、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子が用いられている。これらの撮像素子は近年、非常に小型化および高画素化が進んでおり、それに伴って、撮像機器本体、ならびにそれに搭載されるレンズにも、高い解像性能と共に構成のコンパクト化が求められている。例えばカメラ付き携帯電話等においても、100万画素以上のメガピクセル対応のものが実用化され、性能面に対する要求も高くなってきている。 In devices equipped with these imaging functions, imaging devices such as a charge coupled device (CCD) and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) are used. In recent years, these image sensors have been extremely reduced in size and increased in pixels, and accordingly, the main body of the image pickup apparatus and the lens mounted thereon are also required to have a compact configuration with high resolution performance. Yes. For example, camera-equipped mobile phones and the like that are compatible with megapixels of 1 million pixels or more have been put into practical use, and the demand for performance has been increasing.
ところで、撮像素子を用いた撮像機器においてズーム機能を実現する方法としては、光学ズーム方式と電子ズーム方式とがある。光学ズーム方式は、撮影レンズとしてズームレンズを搭載し、光学的に撮影倍率を変えるものである。電子ズーム方式は、信号処理により画像をトリミングするなどして、電子的に被写体像の大きさを変えるようにしたものである。一般に、光学ズーム方式の方が、電子ズーム方式よりも高い解像性能を得ることができる。このため、高い解像性能でズームを行う場合には、光学ズーム方式の方が好ましい。 By the way, there are an optical zoom method and an electronic zoom method as a method for realizing a zoom function in an imaging device using an image sensor. In the optical zoom system, a zoom lens is mounted as a photographing lens, and the photographing magnification is optically changed. The electronic zoom method electronically changes the size of a subject image by trimming an image by signal processing. In general, the optical zoom method can obtain higher resolution performance than the electronic zoom method. Therefore, when zooming with high resolution performance, the optical zoom method is preferable.
従来、デジタルカメラ等に用いられる比較的小型のズームレンズとしては、例えば以下の特許文献1に記載のものがある。特許文献1には、全体として5枚または6枚のレンズで構成された2群ズーム方式のズームレンズが記載されている。
カメラ付き携帯電話等の小型の情報端末機器においては、従来、コストや小型化の点で固定焦点レンズを用いているものが一般的であるが、最近の高機能化、多機能化に伴い、ズーム機能への要求がある。そのため最近では、固定焦点レンズを用いたカメラ付き携帯電話等においても、電子ズーム方式を採用することによりズーム機能を実現しているものがある。しかしながら、電子ズーム方式の場合、像の拡大率が大きくなるほど解像度が劣化するので、近年の撮像素子の高画素化に対応するのが難しくなってきている。 In small information terminal devices such as camera-equipped mobile phones, conventionally, fixed-focus lenses are generally used in terms of cost and miniaturization, but with the recent increase in functionality and multifunction, There is a demand for a zoom function. Therefore, recently, some mobile phones with cameras using fixed focus lenses have realized a zoom function by adopting an electronic zoom method. However, in the case of the electronic zoom method, the resolution deteriorates as the image enlargement ratio increases, and it has become difficult to cope with the recent increase in the number of pixels of the image sensor.
そこで、カメラ付き携帯電話等においてもズームレンズを搭載し、光学ズーム方式を採用することが考えられる。この場合、従来のデジタルカメラ用に開発された高性能なズームレンズをそのまま使用することは、コスト面とコンパクト性との点で現実的ではない。上記特許文献1に記載のズームレンズも、デジタルカメラ用としては比較的少ないレンズ枚数で小型化も図られているものの、小型の情報端末機器に用いる場合には、これよりもさらに小型化が図られ、またローコスト化が図られていることが好ましい。一方、従来でも3枚程度で構成された低コストでコンパクトなズームレンズが開発されているが、それでは高画素化に対応するのが難しくなる。
Therefore, it is conceivable that a camera-equipped mobile phone or the like is equipped with a zoom lens and adopts an optical zoom system. In this case, using a high-performance zoom lens developed for a conventional digital camera as it is is not practical in terms of cost and compactness. Although the zoom lens described in
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高画素化に対応しつつ、特に小型の情報端末機器への搭載に適した、低コストでコンパクトなズーム光学系を実現できる、合成樹脂製レンズを有するズームレンズを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to realize a low-cost and compact zoom optical system that is suitable for mounting in a small information terminal device, while corresponding to an increase in the number of pixels. Another object is to provide a zoom lens having a synthetic resin lens.
本発明による合成樹脂製レンズを有するズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1群と、正の屈折力を持つ第2群と、正の屈折力を持つ第3群とを備え、ズーム時に第1群と第2群とが光軸上を移動するように構成されている。第1群は、物体側から順に、非球面を有する負の屈折力の第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズとで構成されている。第2群は、物体側から順に、非球面を有し近軸近傍において物体側に凸面を向けた正の屈折力のガラス製の第3レンズと、負の屈折力を有する両凹形状の第4レンズと、第5レンズとで構成されている。第3群は、正の屈折力を有する両凸形状の第6レンズ1枚のみで構成されている。また、第1レンズまたは第6レンズの少なくとも1枚が合成樹脂製のレンズで構成されている。さらに、以下の条件式を満足するように構成されている。 A zoom lens having a synthetic resin lens according to the present invention includes, in order from the object side, a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a third group having a positive refractive power. And the first group and the second group move on the optical axis during zooming. The first group includes, in order from the object side, a first lens having a negative refractive power having an aspheric surface and a second lens having a positive refractive power. The second group includes, in order from the object side, a third lens made of glass having a positive refractive power and an aspherical surface with a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial axis, and a biconcave first lens having a negative refractive power. It consists of four lenses and a fifth lens. The third group includes only one biconvex sixth lens having positive refractive power. In addition, at least one of the first lens and the sixth lens is made of a synthetic resin lens. Furthermore, it is comprised so that the following conditional expressions may be satisfied.
4.0<Tw/fw<5.5 ……(1)
1.1<f2g/fw<1.6 ……(2)
ただし、fwは広角端での全系の焦点距離、Twは広角端での共役距離(全長)、f2gは第2群の焦点距離を示す。
4.0 <Tw / fw <5.5 (1)
1.1 <f2g / fw <1.6 (2)
Where fw is the focal length of the entire system at the wide-angle end, Tw is the conjugate distance (full length) at the wide-angle end, and f2g is the focal length of the second group.
このズームレンズにおいて、第5レンズは、非球面を有する合成樹脂製のレンズで、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状であり、かつ以下の条件式を満足するように構成されていることが好ましい。
|fw/fg5|<15 ……(2−2)
ただし、fg5は第5レンズの焦点距離を示す。
In this zoom lens, the fifth lens is a lens made of synthetic resin having an aspherical surface, has a meniscus shape with a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial axis, and is configured to satisfy the following conditional expression: Preferably it is.
| Fw / fg5 | <15 (2-2)
Here, fg5 indicates the focal length of the fifth lens.
このズームレンズはまた、以下の条件式を満足するように構成されていることが好ましい。
|f3/ν3+f4/ν4|/fw<0.06 ……(3)
0.4<DG4/fw<0.7 ……(4)
ただし、f3は第3レンズの焦点距離、f4は第4レンズの焦点距離、ν3は第3レンズのアッベ数、ν4は第4レンズのアッベ数を示す。DG4は第4レンズの中心厚を示す。
This zoom lens is also preferably configured to satisfy the following conditional expression.
| F3 / ν3 + f4 / ν4 | / fw <0.06 (3)
0.4 <DG4 / fw <0.7 (4)
Where f3 is the focal length of the third lens, f4 is the focal length of the fourth lens, ν3 is the Abbe number of the third lens, and ν4 is the Abbe number of the fourth lens. DG4 indicates the center thickness of the fourth lens.
このズームレンズにおいて、第1レンズおよび第3レンズは共に、両面が非球面であり、かつ第1レンズが合成樹脂製のレンズであることが好ましい。この場合さらに、第6レンズが合成樹脂製のレンズであることが好ましい。 In this zoom lens, it is preferable that both the first lens and the third lens are aspheric on both surfaces, and the first lens is a lens made of synthetic resin. In this case, the sixth lens is preferably a synthetic resin lens.
本発明によるズームレンズでは、第1群と第2群とを光軸上で移動させることによりズームが行われる。フォーカス調整は、第3群で行うようにしても良いが、第3群をズーム時およびフォーカス調整時に固定にした方が、移動群を少なくする点で有利となり、また、機械的な強度や堅牢性の点で有利となるので好ましい。第3群を固定群とした場合、フォーカス調整は、例えば第1群単体、または第1群と第2群とを近距離撮影時に前側に繰り出すことにより行うことができる。 In the zoom lens according to the present invention, zooming is performed by moving the first group and the second group on the optical axis. Focus adjustment may be performed in the third group, but fixing the third group during zooming and focus adjustment is advantageous in terms of reducing the number of moving groups, and also provides mechanical strength and robustness. This is preferable because it is advantageous in terms of sex. When the third group is a fixed group, the focus adjustment can be performed, for example, by moving the first group alone or the first group and the second group to the front side during short-distance shooting.
このズームレンズでは、3群6枚構成として、例えば上記特許文献1に記載の5枚構成のズームレンズに比べてレンズ枚数を増やすことで、それよりも明るい性能が得られ、また収差が良好に補正されている。また、合成樹脂製のレンズを用いることで、低コスト化が図られている。さらに全長を短くするために、非球面レンズを用いている。これらに加えて、特に条件式(1),(2)を満足してパワー配分を適切なものとすることで、全長が短くコンパクトな光学系が実現される。さらに、上記した好ましい条件を必要に応じて適宜採用することで、収差の補正にさらに有利となり、高画素化に対応した高性能なズーム光学系が得られる。
In this zoom lens, as a three-group six-lens configuration, for example, by increasing the number of lenses as compared with the zoom lens having the five-lens configuration described in
本発明による合成樹脂製レンズを有するズームレンズによれば、3群6枚構成として、非球面レンズや合成樹脂製のレンズを適切に用い、かつ各条件式を満足してパワー配分などが適切なものとなるように構成したので、高画素化に対応しつつ、特に小型の情報端末機器への搭載に適した、低コストでコンパクトなズーム光学系を実現できる。 According to the zoom lens having the synthetic resin lens according to the present invention, the aspherical lens and the synthetic resin lens are appropriately used as the three-group / six-element configuration, and power distribution and the like are appropriate while satisfying each conditional expression. As a result, it is possible to realize a low-cost and compact zoom optical system that is suitable for mounting on a small information terminal device, while accommodating high pixels.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(A),(B)は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの一構成例を示している。この構成例は、後述の第1の数値実施例(図2(A),(B))のレンズ構成に対応している。なお、図1(A)は広角端でのレンズ配置、図1B)は望遠端でのレンズ配置を示す。 1A and 1B show a configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention. This configuration example corresponds to the lens configuration of a first numerical example (FIGS. 2A and 2B) described later. 1A shows the lens arrangement at the wide-angle end, and FIG. 1B shows the lens arrangement at the telephoto end.
図1(A)において、符号Riは、絞りStも含めて、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目(i=1〜15)の面の曲率半径を示す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔を示す。 In FIG. 1 (A), the reference symbol Ri is attached so that the surface of the constituent element closest to the object side including the aperture stop St is first, and sequentially increases toward the image side (imaging side). The curvature radius of the i-th (i = 1 to 15) surface is shown. The symbol Di indicates the surface interval on the optical axis Z1 between the i-th surface and the i + 1-th surface.
このズームレンズは、特に小型の撮像素子を用いた撮像機器、例えばカメラ付き携帯電話等の小型の情報端末機器に搭載して好適なものである。このズームレンズは、光軸Z1に沿って、負の屈折力を持つ第1群11と、正の屈折力を持つ第2群12と、正の屈折力を持つ第3群13とを備えている。第2群12の物体側には、明るさ絞りStが設けられている。
This zoom lens is particularly suitable for mounting on an imaging device using a small imaging device, for example, a small information terminal device such as a mobile phone with a camera. This zoom lens includes a
このズームレンズの結像面(撮像面)Simgには、図示しないCCDなどの撮像素子が配置される。最終レンズ群である第3群13と撮像面Simgとの間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材が配置されていても良い。図示した構成例では、撮像面Simgを保護するためのカバーガラスGCが配置されている。その他、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの光学部材が配置されていても良い。
An imaging element such as a CCD (not shown) is disposed on the imaging surface (imaging surface) Simg of the zoom lens. Various optical members may be arranged between the
このズームレンズは、2群ズーム方式となっており、第1群11と第2群12とを光軸上で移動させることによりズームが行われるようになっている。第1群11と第2群12は、広角端から望遠端へとズーミングさせるに従い、おおよそ図1(A),(B)に実線で示した軌跡を描くように移動する。フォーカス調整は、例えば第3群13で行うようになっている。ただし、第3群13を固定群とし、例えば第1群11単体、または第1群11と第2群12との双方を近距離撮影時に前側に繰り出すことによりフォーカス調整を行うようにしても良い。
This zoom lens is a two-group zoom system, and zooming is performed by moving the
第1群11は、第1レンズG1と第2レンズG2とで構成されている。第1レンズG1は、少なくとも1面が非球面の非球面レンズからなり、負の屈折力を有している。第1レンズG1を両面非球面にした場合、合成樹脂製レンズで構成することが好ましい。第1レンズG1は、近軸近傍において例えば両凹形状となっている。第2レンズG2は、正の屈折力を有している。第2レンズG2は例えば、物体側に凸面を向けた正のメニスカスの球面レンズとなっている。
The
第2群12は、第3レンズG3、第4レンズG4、および第5レンズG5で構成されている。第3レンズG3は、少なくとも1面が非球面のガラス製の非球面レンズである。第3レンズG3は、正の屈折力を有し、近軸近傍において物体側に凸面を向け、例えば両凸形状となっている。第3レンズG3の像側の面は、例えば周辺に行くに従い近軸近傍とは異なる符号の曲率を持つ形状、すなわち近軸近傍において像側に凸形状で周辺に行くに従い凹形状となっていることが好ましい。第4レンズG4は、負の屈折力を有する両凹形状の球面レンズとなっている。
The
第5レンズG5は、例えば少なくとも1面が非球面の合成樹脂製のレンズである。第5レンズG5は、例えば近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有している。 The fifth lens G5 is, for example, a synthetic resin lens having at least one aspheric surface. The fifth lens G5 has, for example, a meniscus shape with a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial.
第3群13は、第6レンズG6一枚のみで構成されている。第6レンズG6は、正の屈折力を有し、両凸形状の球面レンズとなっている。第6レンズG6は、合成樹脂製のレンズであることが好ましい。
The
このズームレンズは、以下の条件式(1),(2)を満足するように構成されている。ただし、fwは広角端での全系の焦点距離、Twは広角端での共役距離(全長)、f2gは第2群12の焦点距離を示す。
4.0<Tw/fw<5.5 ……(1)
1.1<f2g/fw<1.6 ……(2)
This zoom lens is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2). Where fw is the focal length of the entire system at the wide-angle end, Tw is the conjugate distance (full length) at the wide-angle end, and f2g is the focal length of the
4.0 <Tw / fw <5.5 (1)
1.1 <f2g / fw <1.6 (2)
条件式(2)に関しては、さらに以下の数値範囲であることが好ましい。
1.1<f2g/fw<1.3 ……(2A)
Regarding conditional expression (2), it is further preferable to be in the following numerical range.
1.1 <f2g / fw <1.3 (2A)
このズームレンズはさらに、第2群12に関し、以下の条件式の少なくとも1つを満足するように構成されていることが好ましい。ただし、fg5は第5レンズG5の焦点距離を示す。f3は第3レンズG3の焦点距離、f4は第4レンズG4の焦点距離、ν3は第3レンズG3のアッベ数、ν4は第4レンズG4のアッベ数を示す。DG4は第4レンズG4の中心厚を示す。
|fw/fg5|<15 ……(2−2)
|f3/ν3+f4/ν4|/fw<0.06 ……(3)
0.4<DG4/fw<0.7 ……(4)
条件式(3)に関しては、さらに以下の数値範囲であることが、より好ましい。
|f3/ν3+f4/ν4|/fw<0.03 ……(3A)
The zoom lens is preferably configured to satisfy at least one of the following conditional expressions with respect to the
| Fw / fg5 | <15 (2-2)
| F3 / ν3 + f4 / ν4 | / fw <0.06 (3)
0.4 <DG4 / fw <0.7 (4)
Regarding conditional expression (3), it is more preferable that the following numerical range be satisfied.
| F3 / ν3 + f4 / ν4 | / fw <0.03 (3A)
このズームレンズはさらに、第2群12および第3群13に関し、以下の条件式を満足するように構成されていることが好ましい。f5は第5レンズG5の焦点距離、f6は第6レンズG6の焦点距離、ν5は第5レンズG5のアッベ数、ν6は第6レンズG6のアッベ数を示す。
65<|ν3/f3+ν4/f4+ν5/f5+ν6/f6|×fw<75 ……(5)
It is preferable that the zoom lens is further configured to satisfy the following conditional expression with respect to the
65 <| ν3 / f3 + ν4 / f4 + ν5 / f5 + ν6 / f6 | × fw <75 (5)
次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。 Next, operations and effects of the zoom lens configured as described above will be described.
このズームレンズでは、第1群11と第2群12とを光軸上で移動させることによりズームが行われる。フォーカス調整は、第3群13で行うようにしても良いが、第3群13をズーム時およびフォーカス調整時に固定にした方が、移動群を少なくする点で有利となり、また、機械的な強度や堅牢性の点で有利となるので好ましい。また、第1群11と第2群12の双方をフォーカス群として移動させる方が、個々の群の移動量を少なくできるので好ましい。この場合、第1群11のパワーと第2群12のパワーとを第3群13のパワーよりも相対的に強くした方が、ズーム時およびフォーカス時の移動量が少なく済むので好ましい。
In this zoom lens, zooming is performed by moving the
このズームレンズでは、明るさ絞りStを比較的前側、すなわち第3レンズG3の前側に配置することで、それよりも後側に配置する場合に比べて第1群11の有効径を小さくし、レンズ全体の小型化を図っている。
In this zoom lens, the effective aperture of the
このズームレンズでは、3群6枚構成として、例えば上記特許文献1(特開2003−270533号公報)に記載の5枚構成のズームレンズに比べてレンズ枚数を増やすことで、それよりも明るい性能が得られ、また収差が良好に補正されている。また、合成樹脂製のレンズを用いることで、低コスト化が図られている。合成樹脂製のレンズは、ガラス製のレンズに比べて温度による光学特性の変化が大きい。特に、温度変化によるピントずれや像面の変動が問題となる。このズームレンズでは、負の第1レンズG1または正の第6レンズG6の少なくとも1枚が合成樹脂製のレンズとなっているが、1枚のみを合成樹脂製のレンズとするよりも、正、負の2枚を合成樹脂製のレンズとした方が、温度補償がなされピント移動量を少なくできるので好ましい。ところで、小型の撮影レンズの場合、最近では移動機構としてピエゾ素子を用いた小型のアクチュエータにより複数の移動群を独立、かつ自由に移動制御することが可能となってきている。したがって、温度による光学特性の変化があったとしても、それを補正するように、例えば第1群11と第2群12とを移動制御することが比較的容易であり、合成樹脂製のレンズを多用したとしてもそれほど問題とはならない。
In this zoom lens, the number of lenses is increased as compared with the zoom lens having a five-lens configuration described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-270533), for example. And aberrations are corrected well. In addition, cost reduction is achieved by using a lens made of synthetic resin. Synthetic resin lenses have a greater change in optical properties due to temperature than glass lenses. In particular, focus shift and image plane fluctuation due to temperature changes are problematic. In this zoom lens, at least one of the negative first lens G1 or the positive sixth lens G6 is a lens made of synthetic resin, but it is more positive than only one lens made of synthetic resin. It is preferable to use two negative lenses made of synthetic resin because temperature compensation is performed and the amount of focus movement can be reduced. By the way, in the case of a small photographic lens, recently, it has become possible to independently and freely control a plurality of moving groups by a small actuator using a piezo element as a moving mechanism. Therefore, even if there is a change in the optical characteristics due to temperature, for example, it is relatively easy to control the movement of the
またこのズームレンズでは、非球面レンズを多用することにより、収差を良好に補正しつつ、全長を短くしている。これらに加えて、各条件式を満足してパワー配分などを適切なものとすることで、上記特許文献1に記載のズームレンズに比べて全長が短くコンパクトで、高画素化に対応した高性能なズーム光学系が得られる。
Also, in this zoom lens, by using many aspheric lenses, the total length is shortened while correcting aberrations well. In addition to these, by satisfying each conditional expression and making power distribution appropriate, the overall length is shorter and more compact than the zoom lens described in
条件式(1)は、レンズ系の全長に関するものである。条件式(1)の下限を下回り、全長を短くしすぎると、特に望遠端での性能を維持することが困難となる。また条件式(1)の上限を上回ると、性能は良くなるが、全長が長くなりすぎ実際に製品化した場合の市場競争力が失われてしまう。 Conditional expression (1) relates to the total length of the lens system. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded and the total length is made too short, it will be difficult to maintain the performance particularly at the telephoto end. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the performance is improved, but the overall length becomes too long and the market competitiveness when actually commercialized is lost.
条件式(2)は、2つのズーム移動群のうち後側の移動群である第2群12のパワーに関するものである。条件式(2)を満足して第2群12のパワーを比較的強くした方が、全長を短くしやすくなるので好ましい。
Conditional expression (2) relates to the power of the
条件式(2−2)は、第2群12内の最終レンズである第5レンズG5のパワーに関するものである。特に第5レンズG5を合成樹脂製のレンズとした場合、条件式(2−2)を満足して比較的パワーを小さくした方が、温度変化によるピント移動量および像面の変動量を少なくできるので好ましい。
Conditional expression (2-2) relates to the power of the fifth lens G5, which is the final lens in the
条件式(3)は、第2群12内における正の第3レンズG3および負の第4レンズG4の色消しの条件に関する。条件式(3)を満足するように適切な硝材を選択することで、第2群12内部で良好な色消しを行うことができる。
Conditional expression (3) relates to the achromatic condition of the positive third lens G3 and the negative fourth lens G4 in the
条件式(4)は、第4レンズG4の中心厚の適切な範囲を規定している。条件式(4)を満足するように中心厚を適切な値にすることで、ズーム時の像面の変動を小さくでき、特に、中間域での像面位置を良好に保つことができる。また、軸上色収差を小さくするのにも有利となる。また、条件式(4)の下限を超えて中心厚が薄くなりすぎると、第4レンズG4を含む第2群12全体の前側主点位置が後ろへ移動し、特に長焦点時における第1群11と第2群12との間の間隔が十分で無くなってしまうので好ましくない。
Conditional expression (4) defines an appropriate range of the center thickness of the fourth lens G4. By setting the center thickness to an appropriate value so as to satisfy the conditional expression (4), it is possible to reduce fluctuations in the image plane during zooming, and in particular, it is possible to maintain a favorable image plane position in the intermediate range. It is also advantageous for reducing the axial chromatic aberration. Further, if the center thickness becomes too thin beyond the lower limit of conditional expression (4), the front principal point position of the entire
条件式(5)は、第2群12および第3群13内の各レンズのアッベ数の条件に関する。この条件を満足するように適切な硝材を選択することで、色収差に関して、接合レンズを用いた場合と同等の良好な性能を満足できる。さらに、全長を小さくするのにも有利となる。
Conditional expression (5) relates to the condition of the Abbe number of each lens in the
以上のようにして、本実施の形態によれば、合成樹脂製レンズを有効に用いて、高画素化に対応しつつ、特に小型の情報端末機器への搭載に適した、低コストでコンパクトなズーム光学系を実現できる。 As described above, according to the present embodiment, a low-cost and compact size that is suitable for mounting on a small information terminal device while effectively using a synthetic resin lens and corresponding to an increase in the number of pixels. A zoom optical system can be realized.
次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第1および第2の数値実施例(実施例1,2)をまとめて説明する。図2(A),(B)は、第1の数値実施例であり、図1(A),(B)に示したズームレンズの断面構成に対応する具体的なレンズデータを示している。また図3(A),(B)は、第2の数値実施例である。この実施例2に係るズームレンズの断面構成は、図1(A),(B)と類似しているので省略する。なお、図2(A)および図3(A)には、その実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示し、図2(B)および図3(B)には、その実施例のレンズデータのうち非球面形状に関するデータ部分を示す。 Next, specific numerical examples of the zoom lens according to the present embodiment will be described. Hereinafter, the first and second numerical examples (Examples 1 and 2) will be described together. FIGS. 2A and 2B show a first numerical example, and show specific lens data corresponding to the cross-sectional configuration of the zoom lens shown in FIGS. 1A and 1B. 3A and 3B show a second numerical example. The cross-sectional configuration of the zoom lens according to Example 2 is similar to that shown in FIGS. 2A and 3A show basic data portions of the lens data of the embodiment, and FIGS. 2B and 3B show the embodiment of the embodiment. The data part regarding an aspherical shape is shown among lens data.
図2(A)および図3(A)の各レンズデータにおける面番号Siの欄には、各実施例のズームレンズについて、絞りSt,カバーガラスGCも含めて最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目(i=1〜15)の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、図1(A)において付した符号Riに対応させて、物体側からi番目の面の曲率半径の値を示す。面間隔Diの欄についても、図1等において付した符号に対応させて、物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔を示す。曲率半径Riおよび面間隔Diの値の単位はミリメートル(mm)である。Ndj,νdjの欄には、カバーガラスGCも含めて、物体側からj番目(j=1〜7)の光学要素のd線(587.6nm)に対する屈折率、およびアッベ数の値を示す。 In the column of the surface number Si in each lens data of FIGS. 2A and 3A, the surface of the most object side component including the aperture stop St and the cover glass GC is shown for the zoom lens of each embodiment. First, the number of the i-th (i = 1 to 15) surface, which is added so as to increase sequentially toward the image side, is shown. In the column of the curvature radius Ri, the value of the curvature radius of the i-th surface from the object side is shown in correspondence with the symbol Ri attached in FIG. The column of the surface interval Di also indicates the interval on the optical axis between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1 from the object side, corresponding to the reference numerals in FIG. The unit of the value of the curvature radius Ri and the surface interval Di is millimeter (mm). In the columns Ndj and νdj, the refractive index for the d-line (587.6 nm) and the Abbe number of the j-th (j = 1 to 7) optical element from the object side including the cover glass GC are shown.
各実施例のズームレンズ共に、変倍に伴って第1群11および第2群12が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔D4,D11の値は、可変となっている。図2(A)および図3(A)のレンズデータには、これら可変の面間隔D4,D11の値として最大値と最小値とを記す。
In each of the zoom lenses according to the embodiments, the
図2(A)に示したように、実施例1に係るズームレンズは、第1レンズG1、第5レンズG5および第6レンズG6が、合成樹脂製のレンズとなっている。また図3(A)に示したように、実施例2に係るズームレンズは、第1レンズG1、および第5レンズG5が、合成樹脂製のレンズとなっている。 As shown in FIG. 2A, in the zoom lens according to Example 1, the first lens G1, the fifth lens G5, and the sixth lens G6 are lenses made of synthetic resin. As shown in FIG. 3A, in the zoom lens according to Example 2, the first lens G1 and the fifth lens G5 are lenses made of synthetic resin.
図2(A)および図3(A)に示した各レンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「*」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例1,2のズームレンズは共に、第1レンズG1の両面S1,S2、第3レンズG3の両面S6,S7および第5レンズG5の両面S10,S11が非球面形状となっている。図2(A)および図3(A)の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍(近軸近傍)の曲率半径の数値を示している。 In each lens data shown in FIGS. 2A and 3A, the symbol “*” attached to the left side of the surface number indicates that the lens surface is aspherical. In the zoom lenses of Examples 1 and 2, both surfaces S1 and S2 of the first lens G1, both surfaces S6 and S7 of the third lens G3, and both surfaces S10 and S11 of the fifth lens G5 are aspherical. In the basic lens data in FIGS. 2A and 3A, numerical values of the radius of curvature near the optical axis (near the paraxial axis) are shown as the radius of curvature of these aspheric surfaces.
図2(B)および図3(B)に示した各非球面データの数値において、記号“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指数”であることを示し、その10を底とした指数関数で表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×10-2」であることを示す。 In the numerical values of the respective aspherical data shown in FIG. 2B and FIG. 3B, the symbol “E” indicates that the subsequent numerical value is a “power index” with 10 as the base, A numerical value represented by an exponential function with a base of 10 is multiplied by a numerical value before “E”. For example, “1.0E-02” indicates “1.0 × 10 −2 ”.
各非球面データには、以下の式(A)によって表される非球面形状の式における各係数Ai,KAの値を記す。Zは、より詳しくは、光軸から高さhの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)を示す。 In each aspheric surface data, the values of the coefficients A i and KA in the aspheric surface expression represented by the following expression (A) are described. More specifically, Z is the length (mm) of a perpendicular line drawn from a point on the aspheric surface at a height h from the optical axis to the tangential plane (plane perpendicular to the optical axis) of the apex of the aspheric surface. Show.
Z=C・h2/{1+(1−KA・C2・h2)1/2}+ΣAi・hi ……(A)
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
KA:離心率
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
Ai:第i次(i=3〜10)の非球面係数
Z = C · h 2 / {1+ (1−KA · C 2 · h 2 ) 1/2 } + ΣA i · h i (A)
However,
Z: Depth of aspheric surface (mm)
h: Distance from the optical axis to the lens surface (height) (mm)
KA: eccentricity C: paraxial curvature = 1 / R
(R: paraxial radius of curvature)
A i : i-th (i = 3 to 10) aspheric coefficient
図2(B)に示したように、実施例1に係るズームレンズは、第1レンズG1の両面S1,S2が、非球面係数Aiとして、偶数次の項のみならず奇数次の項をも有効に用いて構成され、第3レンズG3の両面S6,S7および第5レンズG5の両面S10,S11が、偶数次の項のみを有効に用いて構成されている。また図3(B)に示したように、実施例2に係るズームレンズは、第1レンズG1の両面S1,S2および第5レンズG5の両面S10,S11が、非球面係数Aiとして偶数次の項のみならず奇数次の項をも有効に用いて構成され、第3レンズG3の両面S6,S7が、偶数次の項のみを有効に用いて構成されている。 As shown in FIG. 2B, in the zoom lens according to Example 1, both surfaces S1 and S2 of the first lens G1 have not only even-order terms but also odd-order terms as aspheric coefficients A i. Also, both surfaces S6 and S7 of the third lens G3 and both surfaces S10 and S11 of the fifth lens G5 are configured using only even-order terms effectively. As shown in FIG. 3B, in the zoom lens according to Example 2, both surfaces S1 and S2 of the first lens G1 and both surfaces S10 and S11 of the fifth lens G5 are even-order as aspheric coefficients A i. In addition to this term, odd-order terms are also used effectively, and both surfaces S6 and S7 of the third lens G3 are configured using only even-order terms effectively.
図4に、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめて示す。図4に示したように、各実施例の値が、各条件式(1),(2),(2−2),(3)〜(5)の数値範囲内となっている。実施例1については、さらに条件式(2A)の数値範囲を満足している。 FIG. 4 collectively shows values relating to the above-described conditional expressions for the respective examples. As shown in FIG. 4, the values of the respective examples are within the numerical ranges of the conditional expressions (1), (2), (2-2), and (3) to (5). In Example 1, the numerical range of the conditional expression (2A) is further satisfied.
図5(A)〜(C)は、実施例1のズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、およびディストーション(歪曲収差)を示している。図6(A)〜(C)は、望遠端での同様の収差を示している。各収差図には、波長540nmを基準波長とした収差を示すが、球面収差図および非点収差図には、波長420nm,680nmについての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。FNO.はF値、ωは半画角を示す。 5A to 5C show spherical aberration, astigmatism, and distortion (distortion aberration) at the wide angle end in the zoom lens of Example 1. FIG. 6A to 6C show similar aberrations at the telephoto end. Each aberration diagram shows an aberration with a wavelength of 540 nm as a reference wavelength, while the spherical aberration diagram and the astigmatism diagram also show aberrations for wavelengths of 420 nm and 680 nm. In the astigmatism diagram, the solid line indicates the sagittal direction and the broken line indicates the tangential direction. FNO. Indicates an F value, and ω indicates a half angle of view.
同様にして、実施例2についての諸収差を図7(A)〜(C)(広角端)、および図8(A)〜(C)(望遠端)に示す。 Similarly, various aberrations for Example 2 are shown in FIGS. 7A to 7C (wide-angle end) and FIGS. 8A to 8C (telephoto end).
以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、小型の情報端末機器への搭載に適した、コンパクトで高性能なズーム光学系が実現できている。 As can be seen from the numerical data and aberration diagrams, a compact and high-performance zoom optical system suitable for mounting on a small information terminal device can be realized in each embodiment.
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment and each Example, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, the radius of curvature, the surface interval, and the refractive index of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, and may take other values.
11…第1群、12…第2群、13…第3群、GC…カバーガラス、G1〜G6…第1レンズ〜第6レンズ、Ri…物体側から第i番目のレンズ面の曲率半径、Di…物体側から第i番目と第i+1番目のレンズ面との面間隔、Simg…結像面(撮像面)、Z1…光軸。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1群は、物体側から順に、非球面を有する負の屈折力の第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズとで構成され、
前記第2群は、物体側から順に、非球面を有し近軸近傍において物体側に凸面を向けた正の屈折力のガラス製の第3レンズと、負の屈折力を有する両凹形状の第4レンズと、第5レンズとで構成され、
前記第3群は、正の屈折力を有する両凸形状の第6レンズ1枚のみで構成され、
前記第1レンズまたは前記第6レンズの少なくとも1枚が合成樹脂製のレンズであり、
かつ以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする合成樹脂製レンズを有するズームレンズ。
4.0<Tw/fw<5.5 ……(1)
1.1<f2g/fw<1.6 ……(2)
ただし、
fw:広角端での全系の焦点距離
Tw:広角端での共役距離(全長)
f2g:第2群の焦点距離 In order from the object side, the zoom lens includes a first group having a negative refractive power, an aperture stop, a second group having a positive refractive power, and a third group having a positive refractive power. A group and the second group are configured to move on an optical axis;
The first group includes, in order from the object side, a first lens having a negative refractive power having an aspheric surface and a second lens having a positive refractive power,
The second group includes, in order from the object side, a third lens made of glass having a positive refractive power and an aspherical surface with a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial axis, and a biconcave shape having a negative refractive power. Consists of a fourth lens and a fifth lens,
The third group is composed of only one biconvex sixth lens having positive refractive power,
At least one of the first lens and the sixth lens is a synthetic resin lens,
A zoom lens having a synthetic resin lens, characterized in that the following conditional expression is satisfied.
4.0 <Tw / fw <5.5 (1)
1.1 <f2g / fw <1.6 (2)
However,
fw: focal length of the entire system at the wide angle end Tw: conjugate distance (full length) at the wide angle end
f2g: focal length of the second group
かつ以下の条件式を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の合成樹脂製レンズを有するズームレンズ。
|fw/fg5|<15 ……(2−2)
ただし、
fg5:第5レンズの焦点距離 The fifth lens closest to the image side of the second group is a lens made of synthetic resin having an aspherical surface, and has a meniscus shape with a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial axis;
The zoom lens having a synthetic resin lens according to claim 1, wherein the zoom lens is configured to satisfy the following conditional expression.
| Fw / fg5 | <15 (2-2)
However,
fg5: focal length of the fifth lens
ことを特徴とする請求項1または2に記載の合成樹脂製レンズを有するズームレンズ。
|f3/ν3+f4/ν4|/fw<0.06 ……(3)
ただし、
f3:第3レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
ν3:第3レンズのアッベ数
ν4:第4レンズのアッベ数 The zoom lens having a synthetic resin lens according to claim 1 or 2, further configured to satisfy the following conditional expression.
| F3 / ν3 + f4 / ν4 | / fw <0.06 (3)
However,
f3: focal length of the third lens f4: focal length of the fourth lens ν3: Abbe number of the third lens ν4: Abbe number of the fourth lens
ことを特徴とする請求項1ない3のいずれか1項に記載の合成樹脂製レンズを有するズームレンズ。
0.4<DG4/fw<0.7 ……(4)
ただし、
DG4:第4レンズの中心厚 The zoom lens having the synthetic resin lens according to any one of claims 1 to 3, further configured to satisfy the following conditional expression.
0.4 <DG4 / fw <0.7 (4)
However,
DG4: Center thickness of the fourth lens
ことを特徴とする請求項1ない4のいずれか1項に記載の合成樹脂製レンズを有するズームレンズ。 The both sides of the first lens and the third lens are aspherical surfaces, and the first lens is a lens made of synthetic resin. A zoom lens with a synthetic resin lens.
ことを特徴とする請求項5に記載の合成樹脂製レンズを有するズームレンズ。
The zoom lens having a synthetic resin lens according to claim 5, wherein the sixth lens is a synthetic resin lens.
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---|---|---|---|
JP2004084261A JP2005274663A (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Zoom lens with synthetic resin lens |
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---|---|---|---|---|
JP2006139164A (en) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | Variable power optical system |
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