JP2006039174A - Zoom lens - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost, compact zoom lens which is particularly suitable to be loaded to a small-sized information terminal apparatus while corresponding to the accomplishment of a pixel of high quality. <P>SOLUTION: The zoom lens is provided with a 1st negative meniscus lens G1 having a convex face on the object side near a para-axis, a 2nd lens G2, both faces of which are convex near the para-axis, and a 3rd lens G3, both faces of which are concave near the para-axis in this order from the object side. Regarding the 1st lens G1 to the 3rd lens G3, both faces of each lens are aspherical, and the 2nd lens G2 and the 3rd lens G3 are moved on an optical axis Z1 at zooming. Besides, the zoom lens satisfies prescribed conditional expressions (1) to (5). Consequently, the whole length of the zoom lens is shortened and the zoom lens is made compact, and also, various kinds of aberration are satisfactorily corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

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ズームレンズに関する。   The present invention relates to a zoom lens suitable for mounting on a small information terminal device such as a mobile phone with a camera 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。
特開2003−270533号公報
Conventionally, as a relatively small zoom lens used for a digital camera or the like, for example, there is a lens described in Patent Document 1 below. Patent Document 1 describes a zoom lens of a two-group zoom system that is composed of five or six lenses as a whole.
JP 2003-270533 A

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流用することは、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ていることが好ましい。一方、従来においても3枚程度で構成された低コスト、かつコンパクトなズームレンズが開発されているが、収差性能の面で不十分であるうえ、さらなる全長の縮小化など、コンパクト性の向上も求められている。   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, it is not practical to use a high-performance zoom lens developed for a conventional digital camera as it is in terms of cost and compactness. Although the zoom lens described in Patent Document 1 is also reduced in size with a relatively small number of lenses for a digital camera, it is further reduced in size when used in a small information terminal device. It is preferable that On the other hand, a low-cost and compact zoom lens composed of about three lenses has been developed in the past, but it is insufficient in terms of aberration performance, and further improved in compactness such as further reduction in the overall length. It has been demanded.

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光学系を実現できるズームレンズを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a zoom that can realize a low-cost and compact optical system that is suitable for mounting on a small information terminal device, while corresponding to an increase in the number of pixels. To provide a lens.

本発明によるズームレンズは、物体側から順に、近軸近傍において物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状をなす第1レンズと、近軸近傍において両凸形状をなす第2レンズと、近軸近傍において両凹形状をなす第3レンズとを備えている。第1レンズから第3レンズは、いずれも両面が非球面形状をなし、ズーム時に第2レンズと第3レンズとが光軸上を移動するように構成されている。このズームレンズは、さらに、以下の条件式(1)〜(5)を満足する。   A zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens having a negative meniscus shape with a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial axis, a second lens having a biconvex shape in the vicinity of the paraxial axis, And a third lens having a biconcave shape in the vicinity. Both the first lens to the third lens are aspherical on both surfaces, and the second lens and the third lens move on the optical axis during zooming. This zoom lens further satisfies the following conditional expressions (1) to (5).

2.0<ft/fw<3.5 ……(1)
2.5<TCLw/fw<5.0 ……(2)
−1.2<f2/f3<−0.4 ……(3)
Nd(G1)>1.65 ……(4)
νd(G2)>45 ……(5)
ただし、ftは望遠端での全系の焦点距離、fwは広角端での全系の焦点距離、TCLwは広角端での全長、f2は第2レンズの焦点距離、f3は第3レンズの焦点距離、Nd(G1)は第1レンズの屈折率、νd(G2)は第2レンズのアッベ数を示す。
2.0 <ft / fw <3.5 (1)
2.5 <TCLw / fw <5.0 (2)
−1.2 <f2 / f3 <−0.4 (3)
Nd (G1)> 1.65 (4)
νd (G2)> 45 (5)
Where ft is the focal length of the entire system at the telephoto end, fw is the focal length of the entire system at the wide angle end, TCLw is the total length at the wide angle end, f2 is the focal length of the second lens, and f3 is the focal length of the third lens. Distance, Nd (G1) represents the refractive index of the first lens, and νd (G2) represents the Abbe number of the second lens.

本発明によるズームレンズでは、第2レンズと第3レンズとを光軸上で移動させることによりズームが行われる。したがって、最も物体側の第1レンズはズーム時に固定されたままである。   In the zoom lens according to the present invention, zooming is performed by moving the second lens and the third lens on the optical axis. Accordingly, the first lens closest to the object remains fixed during zooming.

このズームレンズでは、3群3枚という簡素な構成でありながら非球面レンズが多用され、従来の3枚のズームレンズに比べて全長が短く、よりコンパクト化がなされていると共に、諸収差が良好に補正されている。これらに加えて、条件式(1)〜(3)を満足してパワー配分などが適切なものとされることで、全長の長さと収差性能とのバランスが良好に保たれている。また、特に全長を短くするために、条件式(4)により第1レンズの屈折率が規定されている。また、軸上の色収差を軽減するために、条件式(5)により第2レンズのアッベ数が規定されている。   Although this zoom lens has a simple configuration of 3 elements in 3 groups, aspherical lenses are often used, and the overall length is shorter and more compact than the conventional 3 zoom lenses. It has been corrected. In addition to these, conditional distributions (1) to (3) are satisfied, and power distribution and the like are made appropriate, so that a good balance between the length of the entire length and the aberration performance is maintained. In particular, in order to shorten the overall length, the refractive index of the first lens is defined by conditional expression (4). In order to reduce axial chromatic aberration, the Abbe number of the second lens is defined by conditional expression (5).

本発明によるズームレンズによれば、物体側から順に、近軸近傍において物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状をなす第1レンズと、近軸近傍において両凸形状をなす第2レンズと、近軸近傍において両凹形状をなす第3レンズとを備え、第1レンズから第3レンズは、いずれも両面が非球面形状をなし、ズーム時に第2レンズと第3レンズとが光軸上を移動するように構成し、さらに、所定の条件式(1)〜(5)を満足するようにしたので、全長をより短くしてコンパクト化を図りつつ、諸収差を良好に補正することができる。よって、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光学系を実現することができる。   According to the zoom lens of the present invention, in order from the object side, a first lens having a negative meniscus shape having a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial axis, and a second lens having a biconvex shape in the vicinity of the paraxial direction; And a third lens having a biconcave shape in the vicinity of the paraxial axis. Both the first lens to the third lens are aspherical on both sides, and the second lens and the third lens are on the optical axis during zooming. Since it is configured to move and further satisfies predetermined conditional expressions (1) to (5), various aberrations can be corrected well while shortening the overall length and reducing the size. . Therefore, it is possible to realize a low-cost and compact 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4(A)〜(C))のレンズ構成に対応している。また図2および図3は、本実施の形態に係るズームレンズの他の構成例を示している。図2および図3の構成例は、後述の第2および第3の数値実施例(図5(A)〜(C)および図6(A)〜(C))のレンズ構成に対応している。なお、図1〜図3は広角端でのレンズ配置を示す。   FIG. 1 shows 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. 4A to 4C) described later. 2 and 3 show other configuration examples of the zoom lens according to the present embodiment. 2 and 3 correspond to the lens configurations of second and third numerical examples (FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C) described later. . 1 to 3 show the lens arrangement at the wide-angle end.

図1〜図3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=1〜14)の面Siの曲率半径を示す。符号Diは、i番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸Z1上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では、図1に示したズームレンズの構成を基本にして説明する。   In FIG. 1 to FIG. 3, the reference symbol Ri is attached so as to increase sequentially toward the image side (imaging side) with the surface of the component closest to the object side including the stop St as the first. The radius of curvature of the i-th (i = 1 to 14) plane Si is shown. A symbol Di indicates a surface interval on the optical axis Z1 between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1. Since the basic configuration is the same in each configuration example, the following description is based on the configuration of the zoom lens shown in FIG.

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、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1と、絞りStと、正の屈折力を有する第2レンズG2と、負の屈折力を有する第3レンズG3とを備えている。絞りStは、第2レンズG2の物体側に設けられている。   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 has, in order from the object side along the optical axis Z1, a first lens G1 having a negative refractive power, a stop St, a second lens G2 having a positive refractive power, and a negative refractive power. And a third lens G3. The stop St is provided on the object side of the second lens G2.

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。最終レンズである第3レンズG3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よい。図1の構成例では、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よい。   An imaging element such as a CCD (not shown) is disposed on the image plane (imaging plane) Simg of the zoom lens. Various optical members may be disposed between the third lens G3, which is the final lens, and the imaging surface Simg, depending on the configuration of the camera on which the lens is mounted. In the configuration example of FIG. 1, a cover glass GC for protecting the imaging surface Simg is disposed. In addition, optical members such as an infrared cut filter and a low-pass filter may be disposed.

このズームレンズは、2群ズーム方式となっており、第2レンズG2と第3レンズG3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レンズG1は常に固定である。ここで、第2レンズG2と第3レンズG3とは、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に実線で示した軌跡を描くように移動する。また、フォーカス調整は、第2レンズおよび第3レンズのうちの少なくとも一方で行うようになっている。   This zoom lens is a two-group zoom system, and zooming is performed by moving the second lens G2 and the third lens G3 on the optical axis. The first lens G1 is always fixed. Here, as the second lens G2 and the third lens G3 are zoomed from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens G2 and the third lens G3 move so as to draw a locus indicated by a solid line in FIG. The focus adjustment is performed at least one of the second lens and the third lens.

また、第1〜第3レンズG1〜G3は、いずれも両面が非球面形状をなしている。第1レンズG1は、近軸近傍において物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状をなしている。第2レンズG2は、近軸近傍において両凸形状をなしている。さらに、第3レンズG3は、近軸近傍において両凹形状をなしている。第1レンズG1は、高屈折率を有する硝材によって構成される。また、第2および第3レンズG2,G3は、加工容易性、軽量性および低コスト等の観点により、プラスチックレンズで構成することが好ましい。   Further, both the first to third lenses G1 to G3 are aspherical on both surfaces. The first lens G1 has a negative meniscus shape with a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial axis. The second lens G2 has a biconvex shape in the vicinity of the paraxial region. Furthermore, the third lens G3 has a biconcave shape in the vicinity of the paraxial region. The first lens G1 is made of a glass material having a high refractive index. The second and third lenses G2 and G3 are preferably formed of plastic lenses from the viewpoints of ease of processing, light weight, low cost, and the like.

このズームレンズは、以下の条件式(1)〜(5)を満足するように構成されている。ただし、ftは望遠端での全系の焦点距離、fwは広角端での全系の焦点距離、TCLwは広角端での全長)、f2は第2レンズG2の焦点距離、f3は第3レンズG3の焦点距離、Nd(G1)は第1レンズG1の屈折率、νd(G2)は第2レンズG2のアッベ数を示す。
2.0<ft/fw<3.5 ……(1)
2.5<TCLw/fw<5.0 ……(2)
−1.2<f2/f3<−0.4 ……(3)
Nd(G1)>1.65 ……(4)
νd(G2)>45 ……(5)
This zoom lens is configured to satisfy the following conditional expressions (1) to (5). Where ft is the focal length of the entire system at the telephoto end, fw is the focal length of the entire system at the wide-angle end, TCLw is the total length at the wide-angle end), f2 is the focal length of the second lens G2, and f3 is the third lens. The focal length of G3, Nd (G1) represents the refractive index of the first lens G1, and νd (G2) represents the Abbe number of the second lens G2.
2.0 <ft / fw <3.5 (1)
2.5 <TCLw / fw <5.0 (2)
−1.2 <f2 / f3 <−0.4 (3)
Nd (G1)> 1.65 (4)
νd (G2)> 45 (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2レンズG2と第3レンズG3とを光軸上で移動させることによりズームが行われる。この際、第1レンズG1は固定した状態が保たれる。フォーカス調整は、第1レンズG1で行うようにすることも可能であるが、第1レンズG1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という点では有利となる。特に、カメラ付き携帯電話等の場合、可動部分が少ない方が、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、最も物体側のレンズである第1レンズG1を常に固定とすることにより、モジュール化した際に小型化し易いので好ましい。   In this zoom lens, zooming is performed by moving the second lens G2 and the third lens G3 on the optical axis. At this time, the first lens G1 is kept fixed. Focus adjustment can be performed by the first lens G1, but fixing the first lens G1 during zoom and focus adjustment is advantageous in terms of reducing the number of moving groups. In particular, in the case of a camera-equipped mobile phone or the like, it is preferable that the number of movable parts is small because it is advantageous in terms of mechanical strength and robustness. Further, it is preferable to always fix the first lens G1, which is the most object side lens, because it is easy to reduce the size when modularized.

このズームレンズでは、3群3枚という簡素な構成でありながら非球面レンズが多用されていることにより、従来の3枚のズームレンズに比べて全長を短く、よりコンパクトな構成を確保しつつ、諸収差を良好に補正している。さらに、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、全長が短くコンパクトであり、かつ、高画素化に対応した、従来の3枚構成のズームレンズよりも高性能のレンズが得られる。   This zoom lens has a simple configuration of 3 elements in 3 groups, but aspherical lenses are frequently used. Therefore, the overall length is shorter than that of the conventional 3 zoom lenses, while ensuring a more compact configuration. Various aberrations are corrected well. Furthermore, by satisfying the conditional expressions and making power distribution appropriate, the overall length is short and compact, and it has higher performance than the conventional three-lens zoom lens that supports higher pixels. A lens is obtained.

このズームレンズでは、第1レンズG1を高屈折率のガラスレンズとすることで、全長の短縮化が図られている。さらに、第2および第3レンズG2,G3としてプラスチックレンズを適用することで、低コスト化および軽量化が図られる。プラスチックレンズは、ガラスに比べて温度による光学特性の変化が大きい。一方で、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2レンズG2と第3レンズG3とを移動制御することが比較的容易であり、プラスチック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 first lens G1 is a glass lens having a high refractive index, so that the total length is shortened. Further, by applying plastic lenses as the second and third lenses G2 and G3, cost and weight can be reduced. A plastic lens has a greater change in optical characteristics due to temperature than glass. On the other hand, in the case of a small photographic lens, recently, a plurality of moving groups can be independently and freely controlled 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 second lens G2 and the third lens G3 so as to correct it, and it is assumed that a lot of plastic lenses are used. Is not so much of a problem.

条件式(1)は、ズーム比を規定するものである。このズームレンズは、3倍程度のズーム比であれば、高画素化に対応した高性能を維持できる。条件式(2)は、レンズ系の全長に関するものである。条件式(2)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(2)の上限を上回ると、性能は良くなるものの、全長が長くなりすぎてしまい、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) defines the zoom ratio. If this zoom lens has a zoom ratio of about 3 times, it can maintain high performance corresponding to the increase in the number of pixels. Conditional expression (2) relates to the total length of the lens system. If the lower limit of conditional expression (2) is exceeded and the total length is made too short, it will be difficult to maintain the performance at the telephoto end. If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the performance will be improved, but the overall length will be too long, and the market competitiveness when actually commercialized will be lost.

条件式(3)は、第2レンズG2と第3レンズG3とのパワー比を規定するものである。条件式(3)の下限を下回ると、全長を小さくする点では有利になるものの、中心と周辺との収差の差が大きくなりすぎ、バランスの良いレンズ系を得ることができなくなる。上限を越えると全長が大きくなりすぎるので好ましくない。条件式(4)は、第1レンズG1の屈折率を規定するものである。上限を越えると全長が大きくなりすぎるので好ましくない。条件式(5)は、第2レンズG2のアッベ数を規定するものである。条件式(5)を満足しないと色収差(特に、軸上の色収差)を適切に抑えることができなくなるので好ましくない。   Conditional expression (3) defines the power ratio between the second lens G2 and the third lens G3. If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, it is advantageous in reducing the total length, but the difference in aberration between the center and the periphery becomes too large, and a well-balanced lens system cannot be obtained. Exceeding the upper limit is not preferable because the total length becomes too large. Conditional expression (4) defines the refractive index of the first lens G1. Exceeding the upper limit is not preferable because the total length becomes too large. Conditional expression (5) defines the Abbe number of the second lens G2. If the conditional expression (5) is not satisfied, it is not preferable because chromatic aberration (particularly axial chromatic aberration) cannot be suppressed appropriately.

以上のようにして、本実施の形態によれば、3枚からなる簡素な構成でありながら、ある程度の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、より低コストでコンパクトな光学系を実現できる。   As described above, according to the present embodiment, while having a simple configuration of three sheets, it is possible to cope with a certain degree of increase in pixels, and is particularly suitable for mounting on a small information terminal device. A compact optical system can be realized at low cost.

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〜第3の数値実施例(実施例1〜3)をまとめて説明する。図4(A)〜(C)は、図1に示したズームレンズの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5(A)〜(C)および図6(A)〜(C)は、それぞれ図2および図3に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。なお、図4(A)、図5(A)および図6(A)(以下、まとめて図4(A)等という。)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4(B)、図5(B)および図6(B)(以下、まとめて図4(B)等という。)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。図4(C)、図5(C)および図6(C)(以下、まとめて図4(C)等という。)には、その他のデータを示す。   Next, specific numerical examples of the zoom lens according to the present embodiment will be described. Below, the 1st-3rd numerical example (Examples 1-3) is demonstrated collectively. 4A to 4C show specific lens data corresponding to the configuration of the zoom lens shown in FIG. FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C show specific lens data corresponding to the configuration of the zoom lens shown in FIGS. 2 and 3, respectively. 4A, 5A, and 6A (hereinafter collectively referred to as FIG. 4A, etc.), the basic data portion of the lens data of the embodiment is shown. 4B, FIG. 5B, and FIG. 6B (hereinafter collectively referred to as FIG. 4B, etc.), the data portion relating to the aspherical shape of the lens data of the embodiment is shown. Indicates. 4C, FIG. 5C, and FIG. 6C (hereinafter collectively referred to as FIG. 4C, etc.) show other data.

図4(A)等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=1〜9)の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、図1等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Si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=1〜4)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 field of the surface number Si in each lens data in FIG. 4A and the like, the image of the zoom lens of each embodiment is designated with the surface of the component closest to the object side including the stop St and the cover glass GC as the first. The numbers of the i-th (i = 1 to 9) planes that are sequentially added to the side are indicated. In the column of the curvature radius Ri, the value of the curvature radius of the i-th surface Si from the object side is shown in correspondence with the symbol Ri given 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 of Ndj and νdj, the refractive index for the d-line (587.6 nm) and the Abbe number of the j-th (j = 1 to 4) optical element from the object side including the cover glass GC are shown.

図4(A)等の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1〜3のズームレンズは、いずれも第1〜第3レンズG1〜G3における全ての面、すなわち、面S1,S2およびS4〜S7が非球面形状となっている。ここで、第1レンズG1はガラスレンズであり、第2および第3レンズはプラスチックレンズとなっている。なお、図4(A)等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 such as FIG. 4A, 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 to 3, all the surfaces of the first to third lenses G1 to G3, that is, the surfaces S1, S2 and S4 to S7 are aspherical. Here, the first lens G1 is a glass lens, and the second and third lenses are plastic lenses. In addition, in the basic lens data such as FIG. 4A, the numerical value of the radius of curvature near the optical axis (near the paraxial axis) is shown as the radius of curvature of these aspheric surfaces.

図4(B)等の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 each aspherical data such as FIG. 4B, the symbol “E” indicates that the subsequent numerical value is a “power exponent” with 10 as the base, and an exponent function with 10 as the base. The numerical value represented by “E” is multiplied by the 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・h21/2}+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)
i:第i次(i=3,4,5,6,7,8)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 order (i = 3,4,5,6,7,8) aspheric coefficient

ただし、実施例1〜3においては、いずれも離心率KAが0(零)であるので、式(A)は、下記の式(B)のように書き直すことができる。   However, in Examples 1 to 3, since the eccentricity KA is 0 (zero), the equation (A) can be rewritten as the following equation (B).

Z=C・h2/2+ΣAi・hi ……(B) Z = C · h 2/2 + ΣA i · h i ...... (B)

図4(B)等に示したように、いずれの実施例においても、第2レンズG2の非球面は、偶数次の項のみを用いている。これに対し、第1および第3レンズG1,G3の非球面は、偶数次の項に加え奇数次の項も有効に用いている。   As shown in FIG. 4B and the like, in any of the embodiments, the aspherical surface of the second lens G2 uses only even-order terms. In contrast, the aspheric surfaces of the first and third lenses G1 and G3 effectively use odd-order terms in addition to even-order terms.

各実施例のズームレンズ共に、変倍に伴って第2レンズG2および第3レンズG3が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔D2,D5の値は、可変となっている。これらの面間隔D2,D5の変倍時のデータとして、広角端、および望遠端における各実施例の値を、図4(C)等に示す。   In each of the zoom lenses of each of the embodiments, the second lens G2 and the third lens G3 move on the optical axis with zooming. Therefore, the front and rear surface distances D2 and D5 of these groups are variable. ing. As data at the time of zooming of these surface distances D2 and D5, values of each embodiment at the wide-angle end and the telephoto end are shown in FIG.

図7に、上述の条件式(1)〜(5)に関する値を、各実施例についてまとめて示す。図7に示したように、各実施例の値が、各条件式(1)〜(5)の数値範囲内となっている。   FIG. 7 collectively shows the values related to the conditional expressions (1) to (5) described above for each example. As shown in FIG. 7, the values of the respective examples are within the numerical ranges of the conditional expressions (1) to (5).

図8(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9(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、d線を基準波長とした収差を示す。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。   8A to 8C show spherical aberration, astigmatism, and distortion (distortion aberration) at the wide-angle end in the zoom lens of Example 1. FIG. 9A to 9C show similar aberrations at the telephoto end. Each aberration diagram shows an aberration with the d-line as a reference wavelength. 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10(A)〜(C)(広角端)、および図11(A)〜(C)(望遠端)に示す。さらに、実施例3についての諸収差を図12(A)〜(C)(広角端)、および図13(A)〜(C)(望遠端)に示す。   Similarly, various aberrations relating to Example 2 are shown in FIGS. 10A to 10C (wide-angle end) and FIGS. 11A to 11C (telephoto end). Further, various aberrations for Example 3 are shown in FIGS. 12A to 12C (wide-angle end) and FIGS. 13A to 13C (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 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.

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すものであり、実施例1に対応するレンズ断面図である。1 is a lens cross-sectional view illustrating a configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 1. FIG. 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの他の構成例を示すものであり、実施例2に対応するレンズ断面図である。FIG. 9 is a lens cross-sectional view illustrating another configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 2; 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの他の構成例を示すものであり、実施例3に対応するレンズ断面図である。FIG. 6 is a lens cross-sectional view illustrating another configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 3; 実施例1に係るズームレンズのレンズデータを示す図である。6 is a diagram illustrating lens data of a zoom lens according to Example 1. FIG. 実施例2に係るズームレンズのレンズデータを示す図である。7 is a diagram illustrating lens data of a zoom lens according to Example 2. FIG. 実施例3に係るズームレンズのレンズデータを示す図である。7 is a diagram illustrating lens data of a zoom lens according to Example 3. FIG. 各実施例に係るズームレンズが満たす条件式に関する値を示す図である。It is a figure which shows the value regarding the conditional expression which the zoom lens which concerns on each Example satisfy | fills. 実施例1に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide angle end of the zoom lens according to Example 1; 実施例1に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion at the telephoto end of the zoom lens according to Example 1; 実施例2に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide angle end of the zoom lens according to Example 2; 実施例2に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion at the telephoto end of the zoom lens according to Example 2; 実施例3に係るズームレンズの広角端での球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end of the zoom lens according to Example 3; 実施例3に係るズームレンズの望遠端での球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion at the telephoto end of the zoom lens according to Example 3;

符号の説明Explanation of symbols

G1〜G3…第1レンズ〜第3レンズ、GC…カバーガラス、Si…物体側から第i番目のレンズ面、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。


G1 to G3: 1st lens to 3rd lens, GC: cover glass, Si: i-th lens surface from the object side, Ri: radius of curvature of the i-th lens surface from the object side, Di: 1st lens surface from the object side The distance between the i-th lens surface and the (i + 1) -th lens surface, Simg: imaging surface (imaging surface), Z1: optical axis.


Claims (1)

物体側から順に、近軸近傍において物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状をなす第1レンズと、近軸近傍において両凸形状をなす第2レンズと、近軸近傍において両凹形状をなす第3レンズとを備え、
前記第1レンズから第3レンズは、いずれも両面が非球面形状をなし、
ズーム時に前記第2レンズと前記第3レンズとが光軸上を移動するように構成され、
さらに、以下の条件式(1)〜(5)を満足するように構成されている
ことを特徴とするズームレンズ。
2.0<ft/fw<3.5 ……(1)
2.5<TCLw/fw<5.0 ……(2)
−1.2<f2/f3<−0.4 ……(3)
Nd(G1)>1.65 ……(4)
νd(G2)>45 ……(5)
ただし、
ft:望遠端での全系の焦点距離
fw:広角端での全系の焦点距離
TCLw:広角端での全長
f2:第2レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
Nd(G1):第1レンズの屈折率
νd(G2):第2レンズのアッベ数


In order from the object side, a first lens having a negative meniscus shape with a convex surface facing the object side near the paraxial axis, a second lens having a biconvex shape near the paraxial axis, and a biconcave shape near the paraxial axis A third lens,
The first lens to the third lens are both aspherical on both sides,
The second lens and the third lens are configured to move on the optical axis during zooming,
Further, the zoom lens is configured to satisfy the following conditional expressions (1) to (5).
2.0 <ft / fw <3.5 (1)
2.5 <TCLw / fw <5.0 (2)
−1.2 <f2 / f3 <−0.4 (3)
Nd (G1)> 1.65 (4)
νd (G2)> 45 (5)
However,
ft: focal length of the entire system at the telephoto end fw: focal length of the entire system at the wide angle end TCLw: full length at the wide angle end f2: focal length of the second lens f3: focal length of the third lens Nd (G1): Refractive index of the first lens νd (G2): Abbe number of the second lens


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