JP2005345714A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は撮像装置に関するものであり、更に詳しくは被写体の映像を可変焦点距離レンズにより光学的に取り込んで撮像素子により電気的な信号として出力する撮像装置、なかでも高変倍の可変焦点距離レンズ(例えばズームレンズ系)を備えた撮像装置、その撮像装置を備えたカメラに関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly, an image pickup apparatus that optically captures an image of a subject by a variable focal length lens and outputs it as an electrical signal by an image pickup element, and in particular, a variable focal length lens having a high zoom ratio. The present invention relates to an imaging device including (for example, a zoom lens system) and a camera including the imaging device.
近年、銀塩フィルムの代わりにＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮像素子を用いて、光学像を電気信号に変換し、そのデータをデジタル化して記録したり転送したりするデジタルカメラが一般化している。このようなデジタルカメラには、撮影レンズ系と撮像素子を備えた撮像装置が搭載される。撮像素子の画素数は年々増加する傾向にあるため、撮影レンズ系には撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能が求められている。なかでも、画質を劣化させずに広範囲の変倍が可能な可変焦点距離レンズ(例えばズームレンズ系)を搭載したコンパクトな撮像装置が特に切望されている。 In recent years, digital cameras that use an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) instead of a silver salt film to convert an optical image into an electrical signal, digitize the data, and record or transfer it have become common. Yes. Such a digital camera is equipped with an imaging device including a photographic lens system and an imaging device. Since the number of pixels of the image sensor tends to increase year by year, the photographing lens system is required to have high optical performance corresponding to the increase in the number of pixels of the image sensor. In particular, a compact image pickup apparatus equipped with a variable focal length lens (for example, a zoom lens system) capable of a wide range of magnification without degrading image quality is particularly desired.
高変倍率化を狙った可変焦点距離レンズとしては、例えば、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、から成り、第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う５成分ズームレンズ系が特許文献１，２で提案されている。
しかし、特許文献１，２記載のズームレンズ系は変倍比が約５〜７．５であり、その高変倍率化は充分でない。さらに、正レンズ１枚から成る第５レンズ群でフォーカシングを行う例では高性能化も充分でなく、また、変倍に際して第１レンズ群が移動する例では変倍駆動負担が大きい等の問題もある。
However, the zoom lens systems described in
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、高変倍率・高性能・コンパクトでありながら変倍駆動負担の小さい可変焦点距離レンズを備えた撮像装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus including a variable focal length lens that has a high zoom ratio, a high performance, and a compact size but has a small zooming load. There is.
上記目的を達成するために、第１の発明の撮像装置は、複数のレンズ群から成りレンズ群間隔を変えることにより変倍を行う可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置であって、前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を少なくとも有し、前記第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う構成になっており、前記第５レンズ群が、物体側から順に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、以下の条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。
Ｎp5＜Ｎm5 …(1)
νp5＜νm5 …(2)
ただし、
Ｎp5：第５レンズ群内の正レンズの屈折率、
Ｎm5：第５レンズ群内の負レンズの屈折率、
νp5：第５レンズ群内の正レンズのアッベ数、
νm5：第５レンズ群内の負レンズのアッベ数、
である。
In order to achieve the above object, an image pickup apparatus according to a first aspect of the present invention includes a variable focal length lens that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing a lens group interval, and an optical formed by the variable focal length lens. An imaging device comprising: an imaging device that converts an image into an electrical signal, wherein the variable focal length lens has a first lens group having a positive power and a negative power in order from the object side. At least a second lens group, a third lens group having a positive power, a fourth lens group having a positive power, and a fifth lens group having a positive power. The fifth lens group includes, in order from the object side, at least one positive lens and at least one negative lens. The following conditional expressions (1) and (2) ) To.
Np5 <Nm5 (1)
νp5 <νm5… (2)
However,
Np5: refractive index of the positive lens in the fifth lens group,
Nm5: refractive index of the negative lens in the fifth lens group,
νp5: Abbe number of the positive lens in the fifth lens group,
νm5: Abbe number of the negative lens in the fifth lens group,
It is.
第２の発明の撮像装置は、複数のレンズ群から成りレンズ群間隔を変えることにより変倍を行う可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置であって、前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を少なくとも有し、前記第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う構成になっており、前記第２レンズ群が、物体側から順に２枚の負レンズと１枚の正レンズとで構成されており、以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする。
50＜νm22−νp2＜75 …(3)
ただし、
νm22：第２レンズ群内で物体側から２枚目の負レンズのアッベ数、
νp2：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数、
である。
An image pickup apparatus according to a second aspect of the present invention includes a variable focal length lens that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing a lens group interval, and converts an optical image formed by the variable focal length lens into an electrical signal. An imaging device, wherein the variable focal length lens includes, in order from the object side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, and a positive lens. It has a third lens group having power, a fourth lens group having positive power, and a fifth lens group having positive power, and is configured to perform focusing by moving the fifth lens group. The second lens group is composed of two negative lenses and one positive lens in order from the object side, and satisfies the following conditional expression (3).
50 <νm22−νp2 <75 (3)
However,
νm22: Abbe number of the second negative lens from the object side in the second lens group,
νp2: Abbe number of the positive lens in the second lens group,
It is.
第３の発明の撮像装置は、上記第１又は第２の発明において、以下の条件式(4)を満たすことを特徴とする。
0.25≦f4／ft≦0.37 …(4)
ただし、
f4：第４レンズ群の焦点距離、
ft：望遠端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
である。
An image pickup apparatus according to a third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the following conditional expression (4) is satisfied.
0.25 ≤ f4 / ft ≤ 0.37 (4)
However,
f4: focal length of the fourth lens group,
ft: focal length of the entire variable focal length lens at the telephoto end,
It is.
第４の発明の撮像装置は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群の像面に対する位置が固定であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the imaging apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein an interval between the first lens group and the second lens group is increased upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end. And the distance between the second lens group and the third lens group decreases, the distance between the third lens group and the fourth lens group decreases, and the fourth lens group and the fifth lens group , And the positions of the first lens group and the third lens group with respect to the image plane are fixed.
第５の発明の撮像装置は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、さらに、前記第５レンズ群の像側に正のパワーを有する第６レンズ群を有し、その第６レンズ群の像面に対する位置が変倍に際して固定であることを特徴とする。 An imaging device according to a fifth aspect of the present invention is the imaging device according to any one of the first to fourth aspects, further including a sixth lens group having positive power on the image side of the fifth lens group. The position of the lens group with respect to the image plane is fixed upon zooming.
第６の発明の撮像装置は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第５レンズ群が、物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとから成り、以下の条件式(5)を満たすことを特徴とする。
0.1＜｜fp5／fm5｜＜0.9 …(5)
ただし、
fp5：第５レンズ群内の正レンズの焦点距離、
fm5：第５レンズ群内の負レンズの焦点距離、
である。
An imaging device according to a sixth invention is the imaging device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the fifth lens group includes one positive lens and one negative lens in order from the object side. The condition (5) is satisfied.
0.1 <| fp5 / fm5 | <0.9… (5)
However,
fp5: focal length of the positive lens in the fifth lens group,
fm5: focal length of the negative lens in the fifth lens group,
It is.
第７の発明の撮像装置は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第２レンズ群が、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の負レンズ及び１枚の正レンズから成る接合レンズと、で構成されることを特徴とする。 In an imaging device according to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, the second lens group includes one negative lens, one negative lens, and one lens in order from the object side. And a cemented lens made of a positive lens.
第８の発明の撮像装置は、複数のレンズ群から成りレンズ群間隔を変えることにより変倍を行う可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置であって、前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、正のパワーを有する第６レンズ群と、で構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が変化し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群，前記第３レンズ群及び前記第６レンズ群の像面に対する位置が固定であり、前記第２レンズ群が、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の負レンズ及び１枚の正レンズから成る接合レンズと、で構成され、前記第５レンズ群が、物体側から順に、１枚の正レンズと、１枚の負レンズと、で構成され、以下の条件式(1)〜(4)を満たすことを特徴とする。
Ｎp5＜Ｎm5 …(1)
νp5＜νm5 …(2)
50＜νm22−νp2＜75 …(3)
0.25≦f4／ft≦0.37 …(4)
ただし、
Ｎp5：第５レンズ群内の正レンズの屈折率、
Ｎm5：第５レンズ群内の負レンズの屈折率、
νp5：第５レンズ群内の正レンズのアッベ数、
νm5：第５レンズ群内の負レンズのアッベ数、
νm22：第２レンズ群内で物体側から２枚目の負レンズのアッベ数、
νp2：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数、
f4：第４レンズ群の焦点距離、
ft：望遠端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
である。
An image pickup apparatus according to an eighth aspect of the present invention is a variable focal length lens that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing the lens group interval, and converts an optical image formed by the variable focal length lens into an electrical signal. An imaging device, wherein the variable focal length lens includes, in order from the object side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, and a positive lens. A third lens group having power, a fourth lens group having positive power, a fifth lens group having positive power, and a sixth lens group having positive power, and telephoto from the wide-angle end Upon zooming to the end, the distance between the first lens group and the second lens group is increased, the distance between the second lens group and the third lens group is decreased, and the third lens group and the second lens group are reduced. The distance from the fourth lens group decreases, The distance between the lens group and the fifth lens group changes, the distance between the fifth lens group and the sixth lens group changes, and the first lens group, the third lens group, and the sixth lens group change. The second lens group is composed of, in order from the object side, a negative lens, and a cemented lens including one negative lens and one positive lens. The fifth lens group includes one positive lens and one negative lens in order from the object side, and satisfies the following conditional expressions (1) to (4).
Np5 <Nm5 (1)
νp5 <νm5… (2)
50 <νm22−νp2 <75 (3)
0.25 ≤ f4 / ft ≤ 0.37 (4)
However,
Np5: refractive index of the positive lens in the fifth lens group,
Nm5: refractive index of the negative lens in the fifth lens group,
νp5: Abbe number of the positive lens in the fifth lens group,
νm5: Abbe number of the negative lens in the fifth lens group,
νm22: Abbe number of the second negative lens from the object side in the second lens group,
νp2: Abbe number of the positive lens in the second lens group,
f4: focal length of the fourth lens group,
ft: focal length of the entire variable focal length lens at the telephoto end,
It is.
第９の発明の撮像装置は、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、以下の条件式(6)を満たすことを特徴とする。
9＜ft／fw …(6)
ただし、
ft：望遠端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
fw：広角端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
である。
An image pickup apparatus according to a ninth invention is characterized in that, in any one of the first to eighth inventions, the following conditional expression (6) is satisfied.
9 <ft / fw (6)
However,
ft: focal length of the entire variable focal length lens at the telephoto end,
fw: focal length of the entire variable focal length lens at the wide angle end,
It is.
第１０の発明のカメラは、第１〜第９のいずれか１つの発明に係る撮像装置を備えたことを特徴とする。 A camera according to a tenth aspect includes the imaging device according to any one of the first to ninth aspects.
本発明によれば、第２レンズ群や第５レンズ群が所定の条件を満たした構成になっているため、撮像装置が備える可変焦点距離レンズを、高変倍率・高性能・コンパクトでありながら変倍駆動負担の小さいものとすることができる。そして、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラ，携帯情報端末等の機器に用いれば、これらの機器の高性能化，高機能化，コンパクト化，低コスト化等に寄与することができる。 According to the present invention, since the second lens group and the fifth lens group satisfy a predetermined condition, the variable focal length lens included in the imaging device is a highly variable magnification, high performance, and compact. A variable magnification driving load can be reduced. If the imaging apparatus according to the present invention is used in devices such as a digital camera and a portable information terminal, it can contribute to higher performance, higher functionality, compactness, lower cost, etc. of these devices.
以下、本発明を実施した撮像装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る撮像装置は、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する光学装置であって、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成すものである。そのようなカメラの例としては、デジタルカメラ；ビデオカメラ；監視カメラ；車載カメラ；テレビ電話用カメラ；ドアホーン用カメラ；パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)，これらの周辺機器(マウス，スキャナー，プリンター等)，その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することも可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。 Hereinafter, an imaging apparatus and the like embodying the present invention will be described with reference to the drawings. An imaging apparatus according to the present invention is an optical apparatus that optically captures an image of a subject and outputs it as an electrical signal, and constitutes a main component of a camera used for still image shooting and moving image shooting of a subject. is there. Examples of such a camera include a digital camera; a video camera; a surveillance camera; an in-vehicle camera; a videophone camera; a doorphone camera; a personal computer, a mobile computer, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), These peripheral devices (mouse, scanner, printer, etc.), and cameras built in or externally attached to other digital devices can be mentioned. As can be seen from these examples, it is possible not only to configure a camera by using an imaging apparatus, but also to add a camera function by mounting the imaging apparatus on various devices. For example, a digital device with an image input function such as a mobile phone with a camera can be configured.
なお、従来「デジタルカメラ」の語は、専ら光学的な静止画を記録するものを指していたが、静止画と動画を同時に扱えるデジタルスチルカメラや家庭用デジタルムービーカメラも提案されており、現在では特に区別されなくなってきている。したがって「デジタルカメラ」の語は、デジタルスチルカメラ，デジタルムービーカメラ，ウェッブカメラ(オープン型・プライベート型を問わず、ネットワークに接続されて画像の送受信を可能にする機器に接続されるカメラであって、ネットワークに直接接続されるもの、パーソナルコンピュータ等の情報処理機能を有する機器を介して接続されるもの、の両方を含む。)等のように、光学像を形成する撮影レンズ系，その光学像を電気映像信号に変換する撮像素子等を備えた撮像装置を主たる構成要素とするカメラすべてを含むものとする。 The term “digital camera” used to refer to the recording of optical still images, but digital still cameras and home digital movie cameras that can handle still images and movies simultaneously have been proposed. In particular, it has become indistinguishable. Therefore, the term “digital camera” means a digital still camera, digital movie camera, or web camera (whether an open type or a private type, a camera that is connected to a network and connected to a device that enables image transmission / reception). , And the like, including those directly connected to a network and those connected via a device having an information processing function such as a personal computer.) It is assumed that all cameras including an imaging device including an imaging device or the like that converts an image into an electric video signal as main components are included.
図９に、撮像装置ＵＴの構成例を示す。この撮像装置ＵＴは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(ＩＭ：像面)を変倍可能に形成するズームレンズ系(撮影レンズ系に相当する。ＳＴ：絞り)ＴＬと、平行平面板ＰＴ(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター；撮像素子ＳＲのカバーガラス等に相当する。)と、ズームレンズ系ＴＬにより受光面ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲとを備えており、デジタルカメラ，携帯情報機器(つまり、携帯電話，ＰＤＡ等の小型で携帯可能な情報機器端末)等に相当するデジタル機器ＣＴの一部を成している。この撮像装置ＵＴでデジタルカメラを構成する場合、通常そのカメラのボディ内部に撮像装置ＵＴを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像装置ＵＴをカメラボディに対して着脱自在又は回動自在に構成してもよく、ユニット化した撮像装置ＵＴを携帯情報機器(携帯電話，ＰＤＡ等)に対して着脱自在又は回動自在に構成してもよい。 FIG. 9 shows a configuration example of the imaging device UT. The imaging device UT includes a zoom lens system (corresponding to an imaging lens system, ST: aperture) TL that forms an optical image (IM: image plane) of an object in order from the object (that is, subject) side so as to be variable. A plane-parallel plate PT (optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter arranged as necessary; corresponding to a cover glass of the image sensor SR) and a zoom lens system TL on the light-receiving surface SS. It includes an imaging element SR that converts the formed optical image IM into an electrical signal, and corresponds to a digital camera, a portable information device (that is, a small and portable information device terminal such as a mobile phone or a PDA), etc. It forms part of the digital equipment CT. When a digital camera is configured with this imaging device UT, the imaging device UT is usually arranged inside the body of the camera. However, when realizing the camera function, it is possible to adopt a form as necessary. is there. For example, the unitized image pickup device UT may be configured to be detachable or rotatable with respect to the camera body, and the unitized image pickup device UT may be detachable with respect to a portable information device (mobile phone, PDA, etc.) You may comprise so that rotation is possible.
ズームレンズ系ＴＬは複数のレンズ群から成っており、複数のレンズ群が光軸ＡＸに沿って移動し、レンズ群間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)を行う構成になっている。後述する第１，第２の実施の形態では、ズームレンズ系ＴＬが正・負・正・正・正の５成分ズーム構成になっており、第３，第４の実施の形態では、ズームレンズ系ＴＬが正・負・正・正・正・正の６成分ズーム構成になっている。なお、使用する撮影レンズ系はズームレンズ系ＴＬに限らない。ズームレンズ系ＴＬの代わりに他のタイプの可変焦点距離レンズ(例えば、バリフォーカルレンズ系，複数焦点距離切り替え型レンズ等の焦点距離可変の結像光学系)を用いてもよい。 The zoom lens system TL includes a plurality of lens groups. The plurality of lens groups moves along the optical axis AX, and performs zooming (ie, zooming) by changing the lens group interval. In the first and second embodiments to be described later, the zoom lens system TL has a five-component zoom configuration of positive, negative, positive, positive, and positive. In the third and fourth embodiments, the zoom lens system The system TL has a six-component zoom configuration of positive / negative / positive / positive / positive / positive. The taking lens system to be used is not limited to the zoom lens system TL. Instead of the zoom lens system TL, another type of variable focal length lens (for example, a variable focal length imaging optical system such as a varifocal lens system or a multiple focal length switching type lens) may be used.
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられる。そして、ズームレンズ系ＴＬにより(撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に)形成された光学像は、撮像素子ＳＲにより電気的な信号に変換される。撮像素子ＳＲで生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されてデジタル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。 As the imaging element SR, for example, a solid-state imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor having a plurality of pixels is used. Then, the optical image formed by the zoom lens system TL (on the light receiving surface SS of the image sensor SR) is converted into an electrical signal by the image sensor SR. The signal generated by the image sensor SR is subjected to predetermined digital image processing, image compression processing, etc. as necessary, and recorded as a digital video signal in a memory (semiconductor memory, optical disk, etc.), or in some cases via a cable. Or converted into an infrared signal and transmitted to another device.
なお、図９に示す撮像装置ＵＴでは、ズームレンズ系ＴＬによって拡大側の被写体から縮小側の撮像素子ＳＲへの縮小投影が行われるが、撮像素子ＳＲの代わりに２次元画像を表示する表示素子(例えば液晶表示素子)を用い、ズームレンズ系ＴＬを投影レンズ系として使用すれば、縮小側の画像表示面から拡大側のスクリーン面への拡大投影を行う画像投影装置を構成することができる。つまり、以下に説明する各実施の形態のズームレンズ系ＴＬは、撮影レンズ系としての使用に限らず、投影レンズ系としても好適に使用することが可能である。 In the imaging apparatus UT shown in FIG. 9, the zoom lens system TL performs reduction projection from the enlargement subject to the reduction-side imaging element SR, but a display element that displays a two-dimensional image instead of the imaging element SR. If a zoom lens system TL is used as a projection lens system using a liquid crystal display element (for example, a liquid crystal display element), an image projection apparatus that performs enlargement projection from a reduction-side image display surface to an enlargement-side screen surface can be configured. That is, the zoom lens system TL of each embodiment described below can be suitably used not only as a photographing lens system but also as a projection lens system.
図１〜図４は、第１〜第４の実施の形態を構成する可変焦点距離レンズとしてのズームレンズ系ＴＬにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、広角端(Ｗ)でのレンズ配置を光学断面で示している。各レンズ構成図中、ri(i=1,2,3,...)が付された面は物体側から数えてi番目の面(riに*印が付された面は非球面)であり、di(i=1,2,3,...)が付された軸上面間隔は、物体側から数えてi番目の軸上面間隔のうち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。また各レンズ構成図中、実線矢印ｍ２，ｍ４，ｍ５は広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおける第２レンズ群ＧＲ２，第４レンズ群ＧＲ４，第５レンズ群ＧＲ５の移動をそれぞれ模式的に示しており、破線矢印ｍ１，ｍ３，ｍ６は第１レンズ群ＧＲ１，第３レンズ群ＧＲ３，平行平面板ＰＴ(第３，第４の実施の形態では平行平面板ＰＴと第６レンズ群ＧＲ６)がズーミングにおいて位置固定であることをそれぞれ示している。矢印ｍＦは、無限遠撮影から近距離撮影へのフォーカシングにおける、フォーカスレンズ群としての第５レンズ群ＧＲ５の移動を模式的に示している。 1 to 4 are lens configuration diagrams respectively corresponding to the zoom lens system TL as a variable focal length lens constituting the first to fourth embodiments, and the lens arrangement at the wide angle end (W) is optical. Shown in cross section. In each lens diagram, the surface with ri (i = 1,2,3, ...) is the i-th surface from the object side (the surface with ri marked with * is aspheric). In addition, the axial upper surface interval with di (i = 1, 2, 3,...) Is a variable interval that changes during zooming among the i-th axial upper surface intervals counted from the object side. In each lens configuration diagram, solid arrows m2, m4, and m5 indicate movement of the second lens group GR2, the fourth lens group GR4, and the fifth lens group GR5 during zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T). The broken line arrows m1, m3, m6 are respectively schematically shown, and the first lens group GR1, the third lens group GR3, the parallel plane plate PT (in the third and fourth embodiments, the parallel plane plate PT and the sixth Each of the lens groups GR6) indicates that the position is fixed during zooming. An arrow mF schematically shows the movement of the fifth lens group GR5 as the focus lens group in focusing from infinity shooting to short-distance shooting.
第１，第２の実施の形態のズームレンズ系ＴＬは、物体側から順に、正のパワー(パワー：焦点距離の逆数で定義される量)を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負のパワーを有する第２レンズ群ＧＲ２と、正のパワーを有する第３レンズ群ＧＲ３と、正のパワーを有する第４レンズ群ＧＲ４と、正のパワーを有する第５レンズ群ＧＲ５と、から成り、第２レンズ群ＧＲ２，第４レンズ群ＧＲ４及び第５レンズ群ＧＲ５を可動レンズ群として、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行う５成分ズームレンズである。第３，第４の実施の形態のズームレンズ系ＴＬは、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群ＧＲ１と、負のパワーを有する第２レンズ群ＧＲ２と、正のパワーを有する第３レンズ群ＧＲ３と、正のパワーを有する第４レンズ群ＧＲ４と、正のパワーを有する第５レンズ群ＧＲ５と、正のパワーを有する第６レンズ群ＧＲ６と、から成り、第２レンズ群ＧＲ２，第４レンズ群ＧＲ４及び第５レンズ群ＧＲ５を可動レンズ群として、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行う６成分ズームレンズである。 The zoom lens system TL of the first and second embodiments includes, in order from the object side, a first lens group GR1 having a positive power (power: an amount defined by the reciprocal of the focal length), and a negative power. A second lens group GR2, a third lens group GR3 having positive power, a fourth lens group GR4 having positive power, and a fifth lens group GR5 having positive power. This is a five-component zoom lens that performs zooming by changing the distance between the lens groups with the group GR2, the fourth lens group GR4, and the fifth lens group GR5 as movable lens groups. The zoom lens systems TL of the third and fourth embodiments have, in order from the object side, a first lens group GR1 having a positive power, a second lens group GR2 having a negative power, and a positive power. The second lens group includes a third lens group GR3, a fourth lens group GR4 having positive power, a fifth lens group GR5 having positive power, and a sixth lens group GR6 having positive power. This is a 6-component zoom lens that performs zooming by changing the distance between the lens groups, with GR2, the fourth lens group GR4, and the fifth lens group GR5 as movable lens groups.
第１〜第４の実施の形態では、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍に際し、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔が増大し、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔が減少し、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間隔が減少し、第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間隔が変化する構成になっている。また第１〜第４の実施の形態では、第１レンズ群ＧＲ１及び第３レンズ群ＧＲ３の像面ＩＭに対する位置が変倍に際して固定になっており、第５レンズ群ＧＲ５の像側に正パワーの第６レンズ群ＧＲ６を有する第３，第４の実施の形態では、その第６レンズ群ＧＲ６の像面ＩＭに対する位置が変倍に際して固定になっている。したがって、第１，第２の実施の形態では第５レンズ群ＧＲ５と平行平面板ＰＴとの間隔が変倍に際して変化し、第３，第４の実施の形態では第５レンズ群ＧＲ５と第６レンズ群ＧＲ６との間隔が変倍に際して変化する。各実施の形態のレンズ構成を以下に詳しく説明する。 In the first to fourth embodiments, during zooming from the wide angle end (W) to the telephoto end (T), the distance between the first lens group GR1 and the second lens group GR2 increases, and the second lens group. Configuration in which the distance between GR2 and the third lens group GR3 decreases, the distance between the third lens group GR3 and the fourth lens group GR4 decreases, and the distance between the fourth lens group GR4 and the fifth lens group GR5 changes. It has become. In the first to fourth embodiments, the positions of the first lens group GR1 and the third lens group GR3 with respect to the image plane IM are fixed during zooming, and the positive power is applied to the image side of the fifth lens group GR5. In the third and fourth embodiments having the sixth lens group GR6, the position of the sixth lens group GR6 relative to the image plane IM is fixed during zooming. Accordingly, in the first and second embodiments, the distance between the fifth lens group GR5 and the plane-parallel plate PT changes upon zooming, and in the third and fourth embodiments, the fifth lens group GR5 and the sixth lens group GR6 change. The distance from the lens group GR6 changes upon zooming. The lens configuration of each embodiment will be described in detail below.
第１の実施の形態(図１)では、正・負・正・正・正の５成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズＬｍ２１と、両凹の負レンズＬｍ２２及び物体側に凸の正メニスカスレンズＬｐ２から成る接合レンズと、で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、物体側面が非球面で物体側に凸の正メニスカスレンズと、絞りＳＴと、で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に、物体側面が非球面で両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側から順に、両凸の正レンズＬｐ５と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬｍ５と、で構成されている。 In the first embodiment (FIG. 1), each lens group is configured as follows in a positive / negative / positive / positive / positive five-component zoom configuration. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a cemented lens including a negative meniscus lens convex to the object side and a biconvex positive lens, and a positive meniscus lens convex to the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens Lm21 that is concave on the image side, a cemented lens that includes a biconcave negative lens Lm22, and a positive meniscus lens Lp2 that is convex on the object side. . The third lens group GR3 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens having an aspheric object side surface and convex to the object side, and a stop ST. The fourth lens group GR4 includes, in order from the object side, a positive lens having an aspheric object side surface and a biconvex lens, and a cemented lens including a biconvex positive lens and a biconcave negative lens. The fifth lens group GR5 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens Lp5 and a negative meniscus lens Lm5 concave on the object side.
第２の実施の形態(図２)では、正・負・正・正・正の５成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ及び物体側に凸の正メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズＬｍ２１と、両凹の負レンズＬｍ２２及び物体側に凸の正メニスカスレンズＬｐ２から成る接合レンズと、で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、物体側面が非球面で物体側に凸の正メニスカスレンズと、絞りＳＴと、で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に、物体側面が非球面で両凸の正レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズ及び像側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されている。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側から順に、両凸の正レンズＬｐ５と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬｍ５と、で構成されている。 In the second embodiment (FIG. 2), each lens group is configured as follows in a positive / negative / positive / positive / positive five-component zoom configuration. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a cemented lens including a negative meniscus lens convex on the object side and a positive meniscus lens convex on the object side, and a positive meniscus lens convex on the object side. . The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens Lm21 that is concave on the image side, a cemented lens that includes a biconcave negative lens Lm22, and a positive meniscus lens Lp2 that is convex on the object side. . The third lens group GR3 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens having an aspheric object side surface and convex to the object side, and a stop ST. The fourth lens group GR4 includes, in order from the object side, a positive lens having an aspheric object side surface and a biconvex surface, and a cemented lens including a positive meniscus lens convex on the object side and a negative meniscus lens concave on the image side. Has been. The fifth lens group GR5 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens Lp5 and a negative meniscus lens Lm5 concave on the object side.
第３の実施の形態(図３)では、正・負・正・正・正・正の６成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズＬｍ２１と、両凹の負レンズＬｍ２２及び物体側に凸の正メニスカスレンズＬｐ２から成る接合レンズと、で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、物体側面が非球面で物体側に凸の正メニスカスレンズと、絞りＳＴと、で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に、物体側面が非球面で両凸の正レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズ及び像側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されている。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側から順に、両凸の正レンズＬｐ５と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬｍ５と、で構成されている。第６レンズ群ＧＲ６は、像側に凸の正メニスカスレンズ１枚で構成されている。 In the third embodiment (FIG. 3), each lens group is configured as follows in a positive / negative / positive / positive / positive / positive six-component zoom configuration. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a cemented lens including a negative meniscus lens convex to the object side and a biconvex positive lens, and a positive meniscus lens convex to the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens Lm21 that is concave on the image side, a cemented lens that includes a biconcave negative lens Lm22, and a positive meniscus lens Lp2 that is convex on the object side. . The third lens group GR3 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens having an aspheric object side surface and convex to the object side, and a stop ST. The fourth lens group GR4 includes, in order from the object side, a positive lens having an aspheric object side surface and a biconvex surface, and a cemented lens including a positive meniscus lens convex on the object side and a negative meniscus lens concave on the image side. Has been. The fifth lens group GR5 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens Lp5 and a negative meniscus lens Lm5 concave on the object side. The sixth lens group GR6 is composed of one positive meniscus lens convex on the image side.
第４の実施の形態(図４)では、正・負・正・正・正・正の６成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、像側に凹の負メニスカスレンズＬｍ２１と、両凹の負レンズＬｍ２２及び物体側に凸の正メニスカスレンズＬｐ２から成る接合レンズと、で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、物体側面が非球面で物体側に凸の正メニスカスレンズと、絞りＳＴと、で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に、物体側面が非球面で両凸の正レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズ及び像側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されている。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側から順に、両凸の正レンズＬｐ５と、両凹の負レンズＬｍ５と、で構成されている。第６レンズ群ＧＲ６は、像側に凸の正メニスカスレンズ１枚で構成されている。 In the fourth embodiment (FIG. 4), each lens unit is configured as follows in a positive / negative / positive / positive / positive / positive six-component zoom configuration. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a cemented lens including a negative meniscus lens convex to the object side and a biconvex positive lens, and a positive meniscus lens convex to the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens Lm21 that is concave on the image side, a cemented lens that includes a biconcave negative lens Lm22, and a positive meniscus lens Lp2 that is convex on the object side. . The third lens group GR3 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens having an aspheric object side surface and convex to the object side, and a stop ST. The fourth lens group GR4 includes, in order from the object side, a positive lens having an aspheric object side surface and a biconvex surface, and a cemented lens including a positive meniscus lens convex on the object side and a negative meniscus lens concave on the image side. Has been. The fifth lens group GR5 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens Lp5 and a biconcave negative lens Lm5. The sixth lens group GR6 is composed of one positive meniscus lens convex on the image side.
上記各実施の形態のように、可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を少なくとも有し、第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う構成においては、第５レンズ群が、物体側から順に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、以下の条件式(1)及び(2)を満たすことが望ましい。
Ｎp5＜Ｎm5 …(1)
νp5＜νm5 …(2)
ただし、
Ｎp5：第５レンズ群内の正レンズの屈折率、
Ｎm5：第５レンズ群内の負レンズの屈折率、
νp5：第５レンズ群内の正レンズのアッベ数、
νm5：第５レンズ群内の負レンズのアッベ数、
である。
As in the above embodiments, the variable focal length lens includes, in order from the object side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, and a third lens having a positive power. In a configuration having at least a fourth lens group having positive power and a fifth lens group having positive power and performing focusing by moving the fifth lens group, It is desirable to have at least one positive lens and at least one negative lens in order from the object side, and satisfy the following conditional expressions (1) and (2).
Np5 <Nm5 (1)
νp5 <νm5… (2)
However,
Np5: refractive index of the positive lens in the fifth lens group,
Nm5: refractive index of the negative lens in the fifth lens group,
νp5: Abbe number of the positive lens in the fifth lens group,
νm5: Abbe number of the negative lens in the fifth lens group,
It is.
条件式(1)及び(2)は、第５レンズ群内の正レンズと負レンズの屈折率と分散(つまりアッベ数)について、好ましい条件範囲を規定している。条件式(1)及び(2)を満たすことにより、変倍時及び合焦時の高性能化を達成することが可能になり、条件式(1)及び(2)を満たさないと、全変倍域で像面湾曲が大きくアンダーになるため、高い光学性能を得ることが困難になる。また、フォーカスレンズ群である第５レンズ群が、物体側から順に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有する構成になっているため、高変倍比を確保しつつ高性能化が可能となる。したがって、高変倍率・高性能・コンパクトでありながら、第５レンズ群をフォーカスレンズ群とすることで変倍駆動負担の小さい可変焦点距離レンズを実現することができる。なお各実施の形態では、第５レンズ群ＧＲ５が正レンズＬｐ５と負レンズＬｍ５の２枚で構成されており、近接撮影を行う際のフォーカシングを、第５レンズ群ＧＲ５を物体側に繰り出すこと(矢印ｍＦ)により行う構成になっている。 Conditional expressions (1) and (2) define a preferable condition range for the refractive index and dispersion (that is, Abbe number) of the positive lens and the negative lens in the fifth lens group. By satisfying conditional expressions (1) and (2), it becomes possible to achieve high performance at the time of zooming and focusing.If conditional expressions (1) and (2) are not satisfied, Since the field curvature is greatly under in the double range, it is difficult to obtain high optical performance. In addition, since the fifth lens group, which is the focus lens group, has at least one positive lens and at least one negative lens in order from the object side, high performance while ensuring a high zoom ratio. Can be realized. Therefore, it is possible to realize a variable focal length lens with a small variable magnification driving load by using the fifth lens group as a focus lens group while having a high zoom ratio, high performance, and compactness. In each embodiment, the fifth lens group GR5 includes two lenses, a positive lens Lp5 and a negative lens Lm5, and the fifth lens group GR5 is extended to the object side for performing close-up photography ( The configuration is performed by the arrow mF).
上記各実施の形態のように、可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を少なくとも有し、第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う構成においては、第２レンズ群が、物体側から順に２枚の負レンズと１枚の正レンズとで構成され、以下の条件式(3)を満たすことが望ましい。
50＜νm22−νp2＜75 …(3)
ただし、
νm22：第２レンズ群内で物体側から２枚目の負レンズのアッベ数、
νp2：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数、
である。
As in the above embodiments, the variable focal length lens includes, in order from the object side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, and a third lens having a positive power. And a fourth lens group having a positive power and a fifth lens group having a positive power, and the second lens group is configured to perform focusing by moving the fifth lens group, It is desirable that the lens is composed of two negative lenses and one positive lens in order from the object side, and satisfies the following conditional expression (3).
50 <νm22−νp2 <75 (3)
However,
νm22: Abbe number of the second negative lens from the object side in the second lens group,
νp2: Abbe number of the positive lens in the second lens group,
It is.
条件式(3)は、第２レンズ群を構成しているレンズのうち、物体側から２枚目の負レンズと正レンズとの分散(つまりアッベ数)の差について、好ましい条件範囲を規定している。条件式(3)を満たすことにより、変倍による収差補正を良好にすることができ、高変倍率化を達成することが可能となる。したがって、高変倍率・高性能・コンパクトでありながら、第５レンズ群をフォーカスレンズ群とすることで変倍駆動負担の小さい可変焦点距離レンズを実現することができる。条件式(3)を満たさないと、特に望遠端での軸上色収差が大きくオーバー又はアンダーになるため、高い光学性能を得ることが困難になる。なお各実施の形態では、第２レンズ群ＧＲ２が負レンズＬｍ２１と負レンズＬｍ２２と正レンズＬｐ２との３枚で構成されている。 Conditional expression (3) defines a preferable condition range for the difference in dispersion (that is, the Abbe number) between the second negative lens and the positive lens from the object side among the lenses constituting the second lens group. ing. By satisfying conditional expression (3), it is possible to improve aberration correction by zooming, and it is possible to achieve a high zoom ratio. Therefore, it is possible to realize a variable focal length lens with a small variable magnification driving load by using the fifth lens group as a focus lens group while having a high zoom ratio, high performance, and compactness. If the conditional expression (3) is not satisfied, the axial chromatic aberration at the telephoto end is largely over or under, and it is difficult to obtain high optical performance. In each embodiment, the second lens group GR2 includes three lenses of a negative lens Lm21, a negative lens Lm22, and a positive lens Lp2.
各実施の形態において、第２レンズ群ＧＲ２や第５レンズ群ＧＲ５が上記所定の条件を満たすようにすれば、高変倍率・高性能・コンパクトでありながら変倍駆動負担の小さい可変焦点距離レンズを備えた撮像装置を実現することが可能となる。そして、各実施の形態に係る撮像装置をデジタルカメラ，携帯情報端末等の機器に用いれば、これらの機器の高性能化，高機能化，コンパクト化，低コスト化等に寄与することができる。このような効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能等を達成するための条件を以下に説明する。 In each embodiment, if the second lens group GR2 and the fifth lens group GR5 satisfy the above-mentioned predetermined conditions, a variable focal length lens having a high zoom ratio, a high performance, and a compact size but a small zooming drive load. It is possible to realize an imaging apparatus including If the imaging device according to each embodiment is used in a device such as a digital camera or a portable information terminal, it can contribute to high performance, high functionality, compactness, low cost, etc. of these devices. The conditions for obtaining such effects in a well-balanced manner and achieving higher optical performance and the like will be described below.
第４レンズ群のパワーに関しては、以下の条件式(4)を満たすことが望ましい。
0.25≦f4／ft≦0.37 …(4)
ただし、
f4：第４レンズ群の焦点距離、
ft：望遠端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
である。
Regarding the power of the fourth lens group, it is desirable to satisfy the following conditional expression (4).
0.25 ≤ f4 / ft ≤ 0.37 (4)
However,
f4: focal length of the fourth lens group,
ft: focal length of the entire variable focal length lens at the telephoto end,
It is.
条件式(4)は、第４レンズ群の焦点距離の好ましい条件範囲を、望遠端での全系の焦点距離に対する比で規定している。この条件式(4)を満たすことにより、諸収差をより一層良好に補正して高性能化を達成することが可能になる。条件式(4)の下限を越えると、特に望遠端で像面湾曲が大きくアンダーになり、逆に、条件式(4)の上限を越えると、特に望遠端で球面収差が大きくオーバーになる。 Conditional expression (4) defines the preferable condition range of the focal length of the fourth lens group as a ratio to the focal length of the entire system at the telephoto end. By satisfying conditional expression (4), it becomes possible to correct various aberrations better and achieve high performance. If the lower limit of conditional expression (4) is exceeded, the field curvature will be greatly under, especially at the telephoto end. Conversely, if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, spherical aberration will be greatly over, especially at the telephoto end.
各実施の形態のように、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少し、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が変化し、第１レンズ群及び第３レンズ群の像面に対する位置が固定であることが好ましい。このような構成とすることにより、変倍駆動負担を軽減することが可能となる。特に、ズーム位置固定の第３レンズ群に絞りを有する構成とすることにより、変倍駆動負担の軽減とともに撮像装置の小型化も可能となる。 As in each embodiment, upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the distance between the second lens group and the third lens group decreases. The distance between the third lens group and the fourth lens group decreases, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes, and the positions of the first lens group and the third lens group relative to the image plane are fixed. Preferably there is. By adopting such a configuration, it is possible to reduce the variable magnification driving load. In particular, by adopting a configuration in which the third lens group having a fixed zoom position has a diaphragm, it is possible to reduce the magnification driving load and to reduce the size of the imaging apparatus.
また第３，第４の実施の形態のように、第５レンズ群の像側に正のパワーを有する第６レンズ群を有し、その第６レンズ群の像面に対する位置が変倍に際して固定であることが好ましい。第５レンズ群の像側に変倍時固定の正の第６レンズ群を配置することにより、撮像素子への入射光束をテレセントリックにすることが可能になり、全系のコンパクト化が容易になる。 Further, as in the third and fourth embodiments, the sixth lens group having positive power is provided on the image side of the fifth lens group, and the position of the sixth lens group with respect to the image plane is fixed upon zooming. It is preferable that By disposing the positive sixth lens group fixed at the time of zooming on the image side of the fifth lens group, it becomes possible to make the incident light beam to the image pickup device telecentric, and it becomes easy to make the whole system compact. .
第５レンズ群が、物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとから成り、以下の条件式(5)を満たすことが望ましい。
0.1＜｜fp5／fm5｜＜0.9 …(5)
ただし、
fp5：第５レンズ群内の正レンズの焦点距離、
fm5：第５レンズ群内の負レンズの焦点距離、
である。
It is desirable that the fifth lens group includes one positive lens and one negative lens in order from the object side, and satisfies the following conditional expression (5).
0.1 <| fp5 / fm5 | <0.9… (5)
However,
fp5: focal length of the positive lens in the fifth lens group,
fm5: focal length of the negative lens in the fifth lens group,
It is.
条件式(5)は、第５レンズ群を構成している正レンズと負レンズについて、焦点距離比の好ましい条件範囲を規定している。この条件式(5)を満たすことにより、諸収差をより一層良好に補正して高性能化を達成することが可能になる。条件式(5)の下限を越えると、特に望遠端で像面湾曲が大きくアンダーになり、逆に、条件式(5)の上限を越えると、全変倍域で球面収差が大きくオーバーになる。 Conditional expression (5) defines a preferable condition range of the focal length ratio for the positive lens and the negative lens constituting the fifth lens group. By satisfying this conditional expression (5), it becomes possible to correct various aberrations more satisfactorily and achieve high performance. If the lower limit of conditional expression (5) is exceeded, the field curvature will be greatly under, especially at the telephoto end. Conversely, if the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, spherical aberration will be greatly over in the entire zoom range. .
以下の条件式(5a)を満足することが更に望ましい。
0.3≦｜fp5／fm5｜≦0.8 …(5a)
この条件式(5a)は、上記条件式(5)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。そして、この条件式(5a)を満たすことにより、更に良好な光学性能を得ることが可能になる。
It is more desirable to satisfy the following conditional expression (5a).
0.3 ≦ | fp5 / fm5 | ≦ 0.8… (5a)
This conditional expression (5a) defines a more preferable condition range based on the above viewpoints, etc., among the condition ranges defined by the conditional expression (5). Further, by satisfying this conditional expression (5a), it becomes possible to obtain a better optical performance.
各実施の形態では、第２レンズ群ＧＲ２が負レンズＬｍ２１と負・正の接合レンズＬｍ２２，Ｌｐ２とのレンズ３枚構成になっている。このように、第２レンズ群は、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の負レンズ及び１枚の正レンズから成る接合レンズと、で構成されることが好ましい。第２レンズ群をこのようなレンズ構成にすることにより、コンパクト化と高性能化との両立が可能となる。 In each embodiment, the second lens group GR2 has a three-lens configuration including a negative lens Lm21 and negative and positive cemented lenses Lm22 and Lp2. As described above, it is preferable that the second lens group includes, in order from the object side, one negative lens and a cemented lens including one negative lens and one positive lens. By adopting such a lens configuration for the second lens group, both compactness and high performance can be achieved.
前述した観点からすると、第３，第４の実施の形態のように、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、正のパワーを有する第６レンズ群と、で構成された可変焦点距離レンズにおいては、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少し、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が変化し、第５レンズ群と第６レンズ群との間隔が変化し、第１レンズ群，第３レンズ群及び第６レンズ群の像面に対する位置が固定であり、第２レンズ群が、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の負レンズ及び１枚の正レンズから成る接合レンズと、で構成され、第５レンズ群が、物体側から順に、１枚の正レンズと、１枚の負レンズと、で構成され、前記条件式(1)〜(4)を満たすことが望ましい。 From the viewpoint described above, as in the third and fourth embodiments, the first lens group having a positive power, the second lens group having a negative power, and the positive power in order from the object side. In a variable focal length lens composed of a third lens group having a fourth lens group having a positive power, a fifth lens group having a positive power, and a sixth lens group having a positive power. During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, the distance between the second lens group and the third lens group decreases, and the third lens group and the second lens group The distance between the fourth lens group decreases, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes, the distance between the fifth lens group and the sixth lens group changes, and the first lens group and the third lens The position of the group and the sixth lens group relative to the image plane is fixed, and the second lens group is located on the object side The first lens is composed of one negative lens and a cemented lens composed of one negative lens and one positive lens. The fifth lens group includes one positive lens and one positive lens in order from the object side. It is desirable that the above-mentioned conditional expressions (1) to (4) are satisfied.
変倍比に関しては、以下の条件式(6)を満たすことが好ましい。条件式(6)の範囲を外れると、高い光学性能とコンパクト性を確保できたとしても、撮像装置に搭載される可変焦点距離レンズとして高変倍率化の要求に応えることができなくなる。後述する各実施例では、コンパクト化及び高性能化とともに１１倍を超えるズーム比を達成している。
9＜ft／fw …(6)
ただし、
ft：望遠端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
fw：広角端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
である。
Regarding the zoom ratio, it is preferable to satisfy the following conditional expression (6). Outside the range of conditional expression (6), even if high optical performance and compactness can be ensured, the variable focal length lens mounted in the imaging apparatus cannot meet the demand for high magnification. In each embodiment described later, a zoom ratio exceeding 11 times is achieved with downsizing and high performance.
9 <ft / fw (6)
However,
ft: focal length of the entire variable focal length lens at the telephoto end,
fw: focal length of the entire variable focal length lens at the wide angle end,
It is.
第４レンズ群は、レンズ周辺部ほど正のパワーが弱くなる非球面を少なくとも１面有することが好ましい。そのような非球面で少なくとも１面を構成することにより、第４レンズ群での球面収差を抑制し、全変倍域で高性能化を達成することが可能となる。このような効果を得る上で、上記非球面は第４レンズ群の最も物体側の面に配されることが更に好ましい。 It is preferable that the fourth lens group has at least one aspheric surface whose positive power becomes weaker toward the lens periphery. By constructing at least one surface with such an aspherical surface, it is possible to suppress the spherical aberration in the fourth lens group and achieve high performance in the entire zoom range. In order to obtain such an effect, it is more preferable that the aspheric surface is disposed on the most object side surface of the fourth lens group.
第３レンズ群は、レンズ周辺部ほど正のパワーが弱くなる非球面を少なくとも１面有することが好ましい。そのような非球面で少なくとも１面を構成することにより、第３レンズ群での球面収差を抑制し、全変倍域で高性能化を達成することが可能となる。このような効果を得る上で、上記非球面は第３レンズ群の最も物体側の面に配されることが更に好ましい。 It is preferable that the third lens group has at least one aspheric surface whose positive power becomes weaker toward the periphery of the lens. By constituting at least one surface with such an aspherical surface, it is possible to suppress the spherical aberration in the third lens group and to achieve high performance in the entire zoom range. In order to obtain such an effect, it is more preferable that the aspheric surface is disposed on the most object side surface of the third lens group.
各実施の形態を構成しているズームレンズ系ＴＬには、入射光線を屈折作用により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)が用いられているが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回折作用により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、媒質内で屈折率が変化する屈折率分布型レンズは、その複雑な製法がコストアップを招くため、屈折率分布の均一な均質素材レンズを用いることが望ましい。また、開口絞りＳＴのほかに不要光をカットするための光束規制板等を必要に応じて配置してもよい。 The zoom lens system TL constituting each embodiment uses a refractive lens that deflects incident light by refraction (that is, a lens that deflects at the interface between media having different refractive indexes). However, the usable lens is not limited to this. For example, a diffractive lens that deflects incident light by diffracting action, a refractive / diffractive hybrid lens that deflects incident light by combining diffractive action and refracting action, and a refractive index distribution that deflects incident light by a refractive index distribution in the medium A mold lens or the like may be used. However, it is desirable to use a homogeneous material lens having a uniform refractive index distribution, because the refractive index distribution type lens whose refractive index changes in the medium increases the cost of its complicated manufacturing method. In addition to the aperture stop ST, a light flux restricting plate or the like for cutting unnecessary light may be disposed as necessary.
なお、上述した各実施の形態や後述する各実施例には以下の構成が含まれており、その構成によると、良好な光学性能と高い変倍率が確保され、かつ、小型化と変倍駆動負担の低減を達成したズームレンズ系を実現することができる。そして、それをデジタルカメラ，携帯情報機器(携帯電話，ＰＤＡ等)等の撮影レンズ系として用いることにより、当該機器の軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化及び高機能化等に寄与することができる。 Each embodiment described above and each example to be described later include the following configuration. According to the configuration, good optical performance and high zoom ratio are ensured, and miniaturization and zoom drive are achieved. It is possible to realize a zoom lens system that achieves a reduced burden. And by using it as a photographic lens system for digital cameras, portable information devices (cell phones, PDAs, etc.), it contributes to lightening, compactness, low cost, high performance and high functionality of the devices. be able to.
(Z1) 複数のレンズ群から成りレンズ群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であって、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を少なくとも有し、前記第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う構成になっており、前記第５レンズ群が、物体側から順に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、前記条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とするズームレンズ系。 (Z1) A zoom lens system comprising a plurality of lens groups and performing zooming by changing the distance between the lens groups, and in order from the object side, a first lens group having a positive power and a second lens having a negative power A lens group, a third lens group having a positive power, a fourth lens group having a positive power, and a fifth lens group having a positive power; and by moving the fifth lens group The fifth lens group includes at least one positive lens and at least one negative lens in order from the object side, and satisfies the conditional expressions (1) and (2). A zoom lens system characterized by that.
(Z2) 複数のレンズ群から成りレンズ群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であって、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を少なくとも有し、前記第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う構成になっており、前記第２レンズ群が、物体側から順に２枚の負レンズと１枚の正レンズとで構成されており、前記条件式(3)を満たすことを特徴とするズームレンズ系。 (Z2) A zoom lens system comprising a plurality of lens groups and performing zooming by changing the lens group interval, and in order from the object side, a first lens group having a positive power and a second lens having a negative power A lens group, a third lens group having a positive power, a fourth lens group having a positive power, and a fifth lens group having a positive power; and by moving the fifth lens group The second lens group is composed of two negative lenses and one positive lens in order from the object side, and satisfies the conditional expression (3). Zoom lens system.
(Z3) 前記条件式(4)を満たすことを特徴とする上記(Z1)又は(Z2)記載のズームレンズ系。 (Z3) The zoom lens system according to (Z1) or (Z2), wherein the conditional expression (4) is satisfied.
(Z4) 広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群の像面に対する位置が固定であることを特徴とする上記(Z1)〜(Z3)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。 (Z4) Upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the distance between the second lens group and the third lens group decreases. The distance between the third lens group and the fourth lens group decreases, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes, and the image planes of the first lens group and the third lens group The zoom lens system according to any one of (Z1) to (Z3), wherein the position relative to is fixed.
(Z5) さらに、前記第５レンズ群の像側に正のパワーを有する第６レンズ群を有し、その第６レンズ群の像面に対する位置が変倍に際して固定であることを特徴とする上記(Z1)〜(Z4)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。 (Z5) Further, a sixth lens group having a positive power is provided on the image side of the fifth lens group, and the position of the sixth lens group with respect to the image plane is fixed upon zooming. The zoom lens system according to any one of (Z1) to (Z4).
(Z6) 前記第５レンズ群が、物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとから成り、以下の条件式(5)又は(5a)を満たすことを特徴とする上記(Z1)〜(Z5)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。 (Z6) The fifth lens group includes one positive lens and one negative lens in order from the object side, and satisfies the following conditional expression (5) or (5a): The zoom lens system according to any one of (1) to (Z5).
(Z7) 前記第２レンズ群が、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の負レンズ及び１枚の正レンズから成る接合レンズと、で構成されることを特徴とする上記(Z1)〜(Z6)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。 (Z7) The second lens group includes, in order from the object side, one negative lens and a cemented lens including one negative lens and one positive lens. The zoom lens system according to any one of Z1) to (Z6).
(Z8) 複数のレンズ群から成りレンズ群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であって、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、正のパワーを有する第６レンズ群と、で構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が変化し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群，前記第３レンズ群及び前記第６レンズ群の像面に対する位置が固定であり、前記第２レンズ群が、物体側から順に２枚の負レンズと１枚の正レンズとで構成され、前記第５レンズ群が正レンズと負レンズを有し、前記条件式(1)〜(4)を満たすことを特徴とするズームレンズ系。 (Z8) A zoom lens system that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing the lens group interval, and in order from the object side, a first lens group having a positive power and a second lens having a negative power A lens group, a third lens group having positive power, a fourth lens group having positive power, a fifth lens group having positive power, and a sixth lens group having positive power And during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, the distance between the second lens group and the third lens group decreases, The distance between the third lens group and the fourth lens group decreases, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes, and the distance between the fifth lens group and the sixth lens group changes. The first lens group, the third lens group, and the sixth lens The second lens group is composed of two negative lenses and one positive lens in order from the object side, and the fifth lens group has a positive lens and a negative lens. And a zoom lens system that satisfies the conditional expressions (1) to (4).
(Z9) 前記条件式(6)を満たすことを特徴とする上記(Z1)〜(Z8)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。 (Z9) The zoom lens system according to any one of (Z1) to (Z8), wherein the conditional expression (6) is satisfied.
(U1) 上記(Z1)〜(Z7)のいずれか１項に記載のズームレンズ系と、そのズームレンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。 (U1) The zoom lens system according to any one of (Z1) to (Z7) above, and an imaging device that converts an optical image formed by the zoom lens system into an electrical signal. An imaging apparatus characterized by the above.
(C1) 上記(U1)記載の撮像装置を備え、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方に用いられることを特徴とするカメラ。 (C1) A camera comprising the imaging device according to (U1) and used for at least one of still image shooting and moving image shooting of a subject.
(C2) デジタルカメラ；ビデオカメラ；又は携帯電話，携帯情報端末，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，若しくはこれらの周辺機器に内蔵又は外付けされるカメラであることを特徴とする上記(C1)記載のカメラ。 (C2) A digital camera; a video camera; or a camera as described in (C1) above, which is a mobile phone, a personal digital assistant, a personal computer, a mobile computer, or a camera built in or externally attached to these peripheral devices .
(D1) 上記(U1)記載の撮像装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。 (D1) A digital apparatus provided with the imaging device according to (U1), to which at least one of a still image shooting and a moving image shooting function of a subject is added.
(D2) 携帯電話，携帯情報端末，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，又はこれらの周辺機器であることを特徴とする上記(D1)記載のデジタル機器。 (D2) The digital device described in (D1) above, which is a mobile phone, a personal digital assistant, a personal computer, a mobile computer, or a peripheral device thereof.
以下、本発明を実施した撮像装置に用いられるズームレンズ系の構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜４は、前述した第１〜第４の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第４の実施の形態を表す光学構成図(図１〜図４)は、対応する実施例１〜４のレンズ構成をそれぞれ示している。 Hereinafter, the configuration of the zoom lens system used in the imaging apparatus embodying the present invention will be described more specifically with reference to construction data and the like. Examples 1 to 4 listed here are numerical examples corresponding to the first to fourth embodiments, respectively, and are optical configuration diagrams showing the first to fourth embodiments (FIGS. 1 to 4). 4) shows the lens configurations of the corresponding Examples 1 to 4, respectively.
表１〜表８に、実施例１〜実施例４のコンストラクションデータを示し、表９に各条件式規定のパラメータに対応するデータ及び関連するデータを各実施例について示す。表１，表３，表５，表７において、ｆ，ＦＮＯは各焦点距離状態(Ｗ),(Ｍ),(Ｔ)に対応する全系の焦点距離(単位:ｍｍ)，Ｆナンバーをそれぞれ示している。ただし、Ｗは広角端(最短焦点距離状態)、Ｍはミドル(中間焦点距離状態)、Ｔは望遠端(最長焦点距離状態)である。また、表１，表３，表５，表７中の基本的な光学構成(i：面番号)において、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲率半径(単位:ｍｍ)、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面と(i+1)番目の面との間の軸上面間隔(単位:ｍｍ)を示しており、Ｎi(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,3,...)は軸上面間隔diに位置する光学材料のｄ線に対する屈折率(Ｎd),アッベ数(νd)をそれぞれ示している。 Tables 1 to 8 show construction data of Examples 1 to 4, and Table 9 shows data corresponding to parameters defined by the conditional expressions and related data for each example. In Table 1, Table 3, Table 5, and Table 7, f and FNO are the focal length (unit: mm) and F number of the entire system corresponding to each focal length state (W), (M), (T), respectively. Show. However, W is a wide angle end (shortest focal length state), M is a middle (intermediate focal length state), and T is a telephoto end (longest focal length state). In the basic optical configurations (i: surface number) in Table 1, Table 3, Table 5, and Table 7, ri (i = 1, 2, 3,...) Is i-th counted from the object side. Radius of curvature (unit: mm), di (i = 1,2,3, ...) is the upper surface of the axis between the i-th surface and the (i + 1) -th surface counted from the object side The distance (unit: mm) is shown, and Ni (i = 1,2,3, ...) and νi (i = 1,2,3, ...) are optical materials positioned at the axial distance di The refractive index (Nd) and Abbe number (νd) for the d-line are respectively shown.
曲率半径riのデータに*印が付された面は、非球面(非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等)であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。表２，表４，表６，表８中に、各実施例の非球面データを示す。ただし、表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０-nである。また、軸上面間隔diのデータに#印が付された空気間隔は、ズーミングにより変化する可変間隔であり、そのデータは広角端(Ｗ)での軸上面間隔diである。表２，表４，表６，表８中に、各焦点距離状態(Ｗ),(Ｍ),(Ｔ)に対応する可変間隔データを各実施例について示す。 Surfaces marked with * in the data of the radius of curvature ri are aspheric surfaces (aspherical refractive optical surfaces, surfaces having a refractive action equivalent to aspherical surfaces, etc.), and represent the following aspherical surface shapes: It is defined by the formula (AS). In Table 2, Table 4, Table 6, and Table 8, aspherical data of each example are shown. However, the coefficient of the term without description is 0, and E−n = × 10 −n for all data. In addition, the air interval marked with # in the data of the shaft upper surface distance di is a variable interval that changes due to zooming, and the data is the shaft upper surface distance di at the wide angle end (W). In Table 2, Table 4, Table 6, and Table 8, variable interval data corresponding to each focal length state (W), (M), (T) is shown for each example.
Ｘ(Ｈ)＝(Ｃ０・Ｈ2)／{１＋√(１−ε・Ｃ０2・Ｈ2)}＋Σ(Ａｊ・Ｈj) …(AS)
ただし、式(AS)中、
Ｘ(Ｈ)：高さＨの位置での光軸ＡＸ方向の変位量(面頂点基準)、
Ｈ：光軸ＡＸに対して垂直な方向の高さ、
Ｃ０：近軸曲率(=1／ri)、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
X (H) = (C0 · H 2 ) / {1 + √ (1−ε · C0 2 · H 2 )} + Σ (Aj · H j ) (AS)
However, in the formula (AS)
X (H): Amount of displacement in the optical axis AX direction at the position of height H (based on the surface vertex),
H: height in a direction perpendicular to the optical axis AX,
C0: Paraxial curvature (= 1 / ri),
ε: quadric surface parameter,
Aj: j-order aspheric coefficient,
It is.
図５〜図８は実施例１〜実施例４にそれぞれ対応する収差図であり、(Ｗ)は広角端，(Ｍ)はミドル，(Ｔ)は望遠端における無限遠合焦状態での諸収差{左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲収差である。FNOはＦナンバー、Y'(ｍｍ)は撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上での最大像高(光軸ＡＸからの距離に相当する。)である。}を示している。球面収差図において、実線ｄはｄ線、一点鎖線ｇはｇ線に対する各球面収差量(ｍｍ)を表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量(ｍｍ)を表している。非点収差図において、破線ＤＭはメリディオナル面、実線ＤＳはサジタル面でのｄ線に対する各非点収差(ｍｍ)を表している。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。 FIGS. 5 to 8 are aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 4, respectively. (W) is a wide angle end, (M) is a middle, and (T) is an infinite focus state at a telephoto end. Aberration {from left to right, spherical aberration, astigmatism, distortion, etc. FNO is the F number, and Y ′ (mm) is the maximum image height (corresponding to the distance from the optical axis AX) on the light receiving surface SS of the image sensor SR. }. In the spherical aberration diagram, the solid line d represents the d line, the alternate long and short dash line g represents the amount of spherical aberration (mm) with respect to the g line, and the broken line SC represents the unsatisfactory sine condition (mm). In the astigmatism diagram, the broken line DM represents the meridional surface, and the solid line DS represents each astigmatism (mm) with respect to the d-line on the sagittal surface. In the distortion diagram, the solid line represents the distortion (%) with respect to the d-line.
ＣＴ デジタル機器(カメラ)
ＵＴ 撮像装置
ＴＬ ズームレンズ系(可変焦点距離レンズ)
ＧＲ１ 第１レンズ群
ＧＲ２ 第２レンズ群
ＧＲ３ 第３レンズ群
ＧＲ４ 第４レンズ群
ＧＲ５ 第５レンズ群
ＧＲ６ 第６レンズ群
Ｌｍ２１ 第２レンズ群内の１枚目の負レンズ
Ｌｍ２２ 第２レンズ群内の２枚目の負レンズ
Ｌｐ２ 第２レンズ群内の正レンズ
Ｌｐ５ 第５レンズ群内の正レンズ
Ｌｍ５ 第５レンズ群内の負レンズ
ＳＴ 絞り
ＰＴ 平行平面板
ＳＲ 撮像素子
ＳＳ 受光面
ＩＭ 像面
ＡＸ 光軸
CT digital equipment (camera)
UT imaging device TL zoom lens system (variable focal length lens)
GR1 First lens group GR2 Second lens group GR3 Third lens group GR4 Fourth lens group GR5 Fifth lens group GR6 Sixth lens group Lm21 First negative lens in the second lens group Lm22 In the second lens group Second negative lens Lp2 Positive lens in the second lens group Lp5 Positive lens in the fifth lens group Lm5 Negative lens in the fifth lens group ST Aperture PT Parallel plane plate SR Image sensor SS Light receiving surface IM Image surface AX light axis
Claims (10)
前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を少なくとも有し、前記第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う構成になっており、前記第５レンズ群が、物体側から順に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、以下の条件式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする撮像装置；
Ｎp5＜Ｎm5 …(1)
νp5＜νm5 …(2)
ただし、
Ｎp5：第５レンズ群内の正レンズの屈折率、
Ｎm5：第５レンズ群内の負レンズの屈折率、
νp5：第５レンズ群内の正レンズのアッベ数、
νm5：第５レンズ群内の負レンズのアッベ数、
である。 An imaging device comprising: a variable focal length lens that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing a lens group interval; and an imaging device that converts an optical image formed by the variable focal length lens into an electrical signal. A device,
The variable focal length lens has, in order from the object side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, a third lens group having a positive power, and a positive power. A fourth lens group and a fifth lens group having a positive power, and is configured to perform focusing by moving the fifth lens group, and the fifth lens group is arranged in order from the object side. An image pickup apparatus having at least one positive lens and at least one negative lens and satisfying the following conditional expressions (1) and (2):
Np5 <Nm5 (1)
νp5 <νm5… (2)
However,
Np5: refractive index of the positive lens in the fifth lens group,
Nm5: refractive index of the negative lens in the fifth lens group,
νp5: Abbe number of the positive lens in the fifth lens group,
νm5: Abbe number of the negative lens in the fifth lens group,
It is.
前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を少なくとも有し、前記第５レンズ群の移動によりフォーカシングを行う構成になっており、前記第２レンズ群が、物体側から順に２枚の負レンズと１枚の正レンズとで構成されており、以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする撮像装置；
50＜νm22−νp2＜75 …(3)
ただし、
νm22：第２レンズ群内で物体側から２枚目の負レンズのアッベ数、
νp2：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数、
である。 An imaging device comprising: a variable focal length lens that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing a lens group interval; and an imaging device that converts an optical image formed by the variable focal length lens into an electrical signal. A device,
The variable focal length lens has, in order from the object side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, a third lens group having a positive power, and a positive power. A fourth lens group and a fifth lens group having a positive power, and is configured to perform focusing by moving the fifth lens group, and the second lens group is in order from the object side. An imaging apparatus comprising two negative lenses and one positive lens, and satisfying the following conditional expression (3):
50 <νm22−νp2 <75 (3)
However,
νm22: Abbe number of the second negative lens from the object side in the second lens group,
νp2: Abbe number of the positive lens in the second lens group,
It is.
0.25≦f4／ft≦0.37 …(4)
ただし、
f4：第４レンズ群の焦点距離、
ft：望遠端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
である。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the following conditional expression (4) is satisfied:
0.25 ≤ f4 / ft ≤ 0.37 (4)
However,
f4: focal length of the fourth lens group,
ft: focal length of the entire variable focal length lens at the telephoto end,
It is.
0.1＜｜fp5／fm5｜＜0.9 …(5)
ただし、
fp5：第５レンズ群内の正レンズの焦点距離、
fm5：第５レンズ群内の負レンズの焦点距離、
である。 The said 5th lens group consists of one positive lens and one negative lens in order from an object side, The following conditional expression (5) is satisfy | filled, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. An imaging device according to claim 1;
0.1 <| fp5 / fm5 | <0.9… (5)
However,
fp5: focal length of the positive lens in the fifth lens group,
fm5: focal length of the negative lens in the fifth lens group,
It is.
前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、正のパワーを有する第６レンズ群と、で構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が変化し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群，前記第３レンズ群及び前記第６レンズ群の像面に対する位置が固定であり、前記第２レンズ群が、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の負レンズ及び１枚の正レンズから成る接合レンズと、で構成され、前記第５レンズ群が、物体側から順に、１枚の正レンズと、１枚の負レンズと、で構成され、以下の条件式(1)〜(4)を満たすことを特徴とする撮像装置；
Ｎp5＜Ｎm5 …(1)
νp5＜νm5 …(2)
50＜νm22−νp2＜75 …(3)
0.25≦f4／ft≦0.37 …(4)
ただし、
Ｎp5：第５レンズ群内の正レンズの屈折率、
Ｎm5：第５レンズ群内の負レンズの屈折率、
νp5：第５レンズ群内の正レンズのアッベ数、
νm5：第５レンズ群内の負レンズのアッベ数、
νm22：第２レンズ群内で物体側から２枚目の負レンズのアッベ数、
νp2：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数、
f4：第４レンズ群の焦点距離、
ft：望遠端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
である。 An imaging device comprising: a variable focal length lens that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing a lens group interval; and an imaging device that converts an optical image formed by the variable focal length lens into an electrical signal. A device,
The variable focal length lens has, in order from the object side, a first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, a third lens group having a positive power, and a positive power. A fourth lens group, a fifth lens group having a positive power, and a sixth lens group having a positive power, and at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, The distance between the second lens group increases, the distance between the second lens group and the third lens group decreases, the distance between the third lens group and the fourth lens group decreases, and the fourth lens group decreases. The distance between the lens group and the fifth lens group changes, the distance between the fifth lens group and the sixth lens group changes, and the first lens group, the third lens group, and the sixth lens group change. The position of the second lens group is fixed from the object side. And a negative lens, and a cemented lens composed of one negative lens and one positive lens. The fifth lens group includes one positive lens and one positive lens in order from the object side. An imaging device comprising: a negative lens and satisfying the following conditional expressions (1) to (4):
Np5 <Nm5 (1)
νp5 <νm5… (2)
50 <νm22−νp2 <75 (3)
0.25 ≤ f4 / ft ≤ 0.37 (4)
However,
Np5: refractive index of the positive lens in the fifth lens group,
Nm5: refractive index of the negative lens in the fifth lens group,
νp5: Abbe number of the positive lens in the fifth lens group,
νm5: Abbe number of the negative lens in the fifth lens group,
νm22: Abbe number of the second negative lens from the object side in the second lens group,
νp2: Abbe number of the positive lens in the second lens group,
f4: focal length of the fourth lens group,
ft: focal length of the entire variable focal length lens at the telephoto end,
It is.
9＜ft／fw …(6)
ただし、
ft：望遠端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
fw：広角端での可変焦点距離レンズ全体の焦点距離、
である。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the following conditional expression (6) is satisfied:
9 <ft / fw (6)
However,
ft: focal length of the entire variable focal length lens at the telephoto end,
fw: focal length of the entire variable focal length lens at the wide angle end,
It is.
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