JP2006079004A - Zoom lens, camera, and personal digital assistant device - Google Patents

Zoom lens, camera, and personal digital assistant device Download PDF

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    • G02B15/144Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom lens which has a wide viewing angle of the wide angle end, is small-sized and bright, moreover, requires only a small number of lenses and is low-cost by using a composition of at least four groups of positive-negative-positive-positive. <P>SOLUTION: The zoom lens is constituted by arranging a first group optical system G1 having a positive focal distance, a second group optical system G2 having a negative focal distance, a third group optical system G3 having a positive focal distance, and a fourth group optical system G4 having a positive focal distance in order from the object side. The first group optical system G1 is composed of a positive lens L1. Upon the zooming, the first group optical system G1, the third group optical system G3 and the fourth group optical system G4 are moved on the optical axis in accordance with variable power from the short focus wide-angle end to the long focus telephoto end, however the second group optical system G2 is fixedly arranged for the image surface and is not moved. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数組のレンズ群を光軸方向について個別に進退させることにより焦点距離を変更させるようにしたズームレンズに係り、特にディジタルカメラおよびディジタルビデオカメラ等の電子的撮像手段を用いたカメラに好適な広角からのズームレンズ、並びにそのようなズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。   The present invention relates to a zoom lens in which a focal length is changed by advancing and retracting a plurality of lens groups individually in the optical axis direction, and more particularly, a camera using electronic imaging means such as a digital camera and a digital video camera. The present invention relates to a zoom lens suitable for a wide angle, a camera using such a zoom lens, and a portable information terminal device.

近年、撮影レンズの焦点距離が短く広い画角が得られる広角状態と焦点距離が長く画角が狭い望遠状態とを、焦点距離が最短の広角端と焦点距離が最長の望遠端との間で選択的に切換えることが可能なズームレンズ鏡胴等の可変焦点機構を備えたディジタルカメラが普及している。
この種の可変焦点機構を備えたディジタルカメラに対するユーザのニーズは多岐にわたっており、中でも、高画質化と小型化に対するニーズは群を抜いて高い。したがって、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められている。
ここで、小型化という面では、まず、レンズ全長(最も物体側のレンズ面から像面までの距離)を短縮することが必要である。さらに、高性能化という面では、全ズーム域にわたって少なくとも300万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を有することが必要である。また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの広角端における半画角は42度以上であることが望ましい。半画角42度は、35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ版)換算の焦点距離で24mmに相当する。
In recent years, a wide-angle state where the focal length of the taking lens is short and a wide angle of view can be obtained, and a telephoto state where the focal length is long and the angle of view is narrow, between the wide-angle end with the shortest focal length and the telephoto end with the longest focal length. Digital cameras equipped with a variable focus mechanism such as a zoom lens barrel that can be selectively switched are widely used.
There are a wide variety of user needs for digital cameras equipped with this type of variable focus mechanism, and among them, the need for higher image quality and smaller size is particularly high. Therefore, a zoom lens used as a photographing lens is also required to achieve both high performance and downsizing.
Here, in terms of miniaturization, first, it is necessary to shorten the entire lens length (the distance from the lens surface closest to the object side to the image plane). Furthermore, in terms of high performance, it is necessary to have a resolving power corresponding to an image sensor with at least 3 to 5 million pixels over the entire zoom range. In addition, there are many users who desire a wide angle of view of the photographing lens, and it is desirable that the half angle of view at the wide angle end of the zoom lens is 42 degrees or more. A half angle of view of 42 degrees corresponds to a focal length in terms of a 35 mm silver salt camera (so-called Leica version) of 24 mm.

従来のこの分野のズームレンズにおいて、民生用に小型化が図られたものとしては、例えば特許文献1(特許第2920549号公報)および特許文献2(特許第3091250号公報)に示されたものなどが提案されている。これら特許文献1および特許文献2には、物体側から像面側へ向かって、順次、正の屈折力を有し変倍時に位置固定の第1群光学系と、負の屈折力を有し変倍時に広角端から望遠端にかけて物体側から像面側に移動する第2群光学系と、正の屈折力を有し変倍時に広角端から望遠端にかけて像面側から物体側に移動する第3群光学系と、正の屈折力を有し変倍時に位置固定の第4群光学系とを配置して構成される正−負−正−正の4群ズームによるズームレンズが示されている。しかしながら、特許文献1および特許文献2のズームレンズは、いずれも半画角が25度未満であり、広角化という面では、充分とはいえない。   In the conventional zoom lens in this field, examples of those that have been reduced in size for consumer use include, for example, those disclosed in Patent Document 1 (Patent No. 2920549) and Patent Document 2 (Patent No. 3091250). Has been proposed. In these Patent Documents 1 and 2, the first group optical system having a positive refractive power and a fixed position at the time of zooming and a negative refractive power in order from the object side to the image surface side. A second optical system that moves from the object side to the image plane side from the wide-angle end to the telephoto end during zooming, and has a positive refractive power and moves from the image plane side to the object side from the wide-angle end to the telephoto end during zooming. A zoom lens with a positive-negative-positive-positive four-group zoom configured by arranging a third group optical system and a fourth group optical system having positive refractive power and fixed position at the time of zooming is shown. ing. However, the zoom lenses of Patent Document 1 and Patent Document 2 both have a half angle of view of less than 25 degrees, and are not sufficient in terms of widening the angle.

また、例えば、特許文献3(特開平6−94997号公報)、特許文献4(特開平10−62687号公報)および特許文献5(特開平11−258507号公報)には、第4群光学系を変倍時に作動させ、より高度な収差補正を行うことによって、さらなる小型化および広角化を図ったものが示されている。特許文献3のものは、基本的な構成は全て開示されているが、小型化という面では充分な構成ではない。特許文献4のものは、レンズ構成枚数を削減することで小型化を目指しているが、充分な収差補正が行われておらず、300万〜500万画素の撮像素子に対応できる性能を有していない。さらに特許文献5のものは比較的小型であり、また、像性能は、前述のものよりも良好であるが、半画角は33度程度にとどまっており、広角化という面ではまだ充分とはいえない。
さらに、第1群光学系が1枚の正レンズより構成される正−負−正−正の4群ズームとしては、例えば特許文献6、特許文献7、特許文献8および特許文献9に示すものなどが提案されている。しかしながら、これら特許文献6〜特許文献9には、広角化および小型化を両立する構成は示されていない。
Further, for example, Patent Document 3 (JP-A-6-94997), Patent Document 4 (JP-A-10-62687) and Patent Document 5 (JP-A-11-258507) disclose a fourth group optical system. The zoom lens is operated at the time of zooming, and more advanced aberration correction is performed to further reduce the size and widen the angle. Although all the basic configurations of Patent Document 3 are disclosed, they are not sufficient in terms of miniaturization. Although the thing of patent document 4 aims at size reduction by reducing the number of lens composition, sufficient aberration correction is not performed, and it has the performance which can respond to an image sensor of 3-5 million pixels. Not. Further, the one of Patent Document 5 is relatively small, and the image performance is better than that described above, but the half angle of view is only about 33 degrees, which is still not sufficient in terms of widening the angle. I can't say that.
Further, as positive-negative-positive-positive four-group zooms in which the first group optical system is composed of one positive lens, for example, those shown in Patent Literature 6, Patent Literature 7, Patent Literature 8, and Patent Literature 9 Etc. have been proposed. However, these Patent Documents 6 to 9 do not show a configuration that achieves both wide angle and downsizing.

特許第2920549号公報Japanese Patent No. 2920549 特許第3091250号公報Japanese Patent No. 3091250 特開平6−94997号公報JP-A-6-94997 特開平10−62687号公報JP-A-10-62687 特開平11−258507号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-258507 特開2001−042215号公報JP 2001-042215 A 特開2001−194586号公報JP 2001-194586 A 特開2001−242379号公報JP 2001-242379 A 特開2001−356269号公報JP 2001-356269 A

先に述べたように、特許文献1および特許文献2のものは、いずれも半画角が25度未満であり、広角化という面では不充分であり、特許文献3のものは、小型化という面では不充分な構成であり、特許文献4のものは、充分な収差補正が行われておらず、300万〜500万画素の撮像素子に対応できる性能を有しておらず、特許文献5のものは、半画角は33度程度で、広角化という面では不充分であり、特許文献6〜特許文献9には、広角化および小型化を両立する構成は示されていない。
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、物体側から、順次、正の焦点距離を有する第1群光学系と、負の焦点距離を有する第2群光学系と、正の焦点距離を有する第3群光学系と、正の焦点距離を有する第4群光学系とを配置してなる正−負−正−正の4群以上の構成を用いるズームレンズにおいて、広角端の画角が広いズームレンズでありながら、小型で明るく、しかも所要レンズ枚数の少ない低コストなズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置を提供することを目的としている。
As described above, both of Patent Document 1 and Patent Document 2 have a half angle of view of less than 25 degrees, which is insufficient in terms of widening the angle. In terms of surface, the configuration is inadequate. Patent Document 4 does not have sufficient aberration correction, and does not have performance capable of handling an image sensor with 3 to 5 million pixels. The half angle of view is about 33 degrees, which is insufficient in terms of widening the angle, and Patent Documents 6 to 9 do not show a configuration that achieves both widening and miniaturization.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in order from the object side, a first group optical system having a positive focal length, a second group optical system having a negative focal length, and a positive In a zoom lens using a configuration of four or more positive-negative-positive-positive groups including a third group optical system having a focal length of 4 mm and a fourth group optical system having a positive focal length, An object of the present invention is to provide a low-cost zoom lens that is small, bright, and has a small number of required lenses, and a camera and a portable information terminal device using such a zoom lens.

本発明の請求項1の目的は、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現し得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項2の目的は、特に、充分な広画角を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項3の目的は、特に、レンズ全長を短縮して小型化を実現するとともに組み立ても容易で、変倍時の収差変動も小さくし得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項4の目的は、特に、倍率色収差を良好に補正して、一層高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項5の目的は、特に、主として広角側での歪曲収差、像面湾曲および非点収差を効率良く補正して、一層高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項6の目的は、特に、主として光線経路を効果的に操作して、一層広画角を達成することを可能とするズームレンズを提供することにある。
An object of claim 1 of the present invention is a zoom lens that can achieve a high performance with a resolution that corresponds to an image sensor with 3 million to 5 million pixels or more, in particular, while obtaining a small and sufficient wide angle of view. Is to provide.
A second object of the present invention is to provide a zoom lens capable of obtaining a particularly wide angle of view.
A third object of the present invention is to provide a zoom lens that can reduce the overall length of the lens to achieve downsizing, can be easily assembled, and can reduce aberration fluctuation during zooming.
A fourth object of the present invention is to provide a zoom lens that can correct the lateral chromatic aberration satisfactorily and obtain higher performance.
An object of claim 5 of the present invention is to provide a zoom lens that can efficiently correct distortion, field curvature, and astigmatism mainly on the wide-angle side and obtain higher performance. It is in.
An object of claim 6 of the present invention is to provide a zoom lens that can achieve a wider angle of view mainly by effectively manipulating the light path.

本発明の請求項7の目的は、特に、変倍比の大きなズームレンズであっても望遠側での球面収差を良好に補正することができ、倍率色収差の補正も容易で、しかも偏心による性能劣化も抑制して、さらに高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項8の目的は、特に、変倍に伴なって変化する第3群光学系からの射出光を所望の角度で第4群光学系へ入射させることができ、一層高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項9の目的は、特に、第4群光学系を、少ない枚数で構成して軽量化を図り、フォーカス群として使用することによって、合焦速度を向上させて、一層高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項10の目的は、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項11の目的は、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現し得る携帯情報端末装置を提供することにある。
The object of claim 7 of the present invention is that it is possible to satisfactorily correct spherical aberration on the telephoto side even with a zoom lens having a large zoom ratio, to easily correct lateral chromatic aberration, and to achieve performance by decentration. An object of the present invention is to provide a zoom lens capable of suppressing deterioration and obtaining higher performance.
The object of claim 8 of the present invention is to allow the light emitted from the third group optical system, which changes with zooming, to enter the fourth group optical system at a desired angle. It is an object of the present invention to provide a zoom lens that can be obtained.
The object of claim 9 of the present invention is to increase the focusing speed and to achieve higher performance by using the fourth group optical system as a focus group in order to reduce the weight by using a small number of lenses. It is an object of the present invention to provide a zoom lens that can be obtained.
The object of claim 10 of the present invention is to provide a camera that can achieve a high performance with a resolution that corresponds to an image sensor with 3 million to 5 million pixels or more, in particular, while obtaining a small and sufficient wide angle of view. It is to provide.
The object of claim 11 of the present invention is, in particular, portable information that can achieve a high performance with a small size and a sufficiently wide angle of view and a resolving power corresponding to an image sensor of 3 to 5 million pixels or more. It is to provide a terminal device.

請求項1に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、正の焦点距離を有する第1群光学系と、負の焦点距離を有する第2群光学系と、正の焦点距離を有する第3群光学系と、正の焦点距離を有する第4群光学系とを配置してなるズームレンズにおいて、
前記第1群光学系は1枚の正レンズで構成されるとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って前記第1群光学系、第3群光学系および第4群光学系が光軸上を移動し、且つ前記第2群光学系は、像面に対して固定的に配置されていることを特徴としている。
また、請求項2に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1のズームレンズにおいて、
前記短焦点広角端の焦点距離をfwとし、結像する像の最大像高をhとして、
条件式:
35<tan−1(fw/h)
を満足することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a zoom lens according to the present invention described in claim 1 is provided.
The first group optical system having a positive focal length, the second group optical system having a negative focal length, the third group optical system having a positive focal length, and the positive focal length in order from the object side In a zoom lens comprising a fourth group optical system having
The first group optical system is composed of a single positive lens, and the first group optical system, the third group optical system, and the fourth group accompanying zooming from the short focus wide angle end to the long focus telephoto end. The optical system moves on the optical axis, and the second group optical system is fixedly arranged with respect to the image plane.
A zoom lens according to the present invention described in claim 2 is the zoom lens according to claim 1,
The focal length of the short focal wide angle end is fw, the maximum image height of the image to be formed is h,
Conditional expression:
35 <tan −1 (fw / h)
It is characterized by satisfying.

請求項3に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1または請求項2のズームレンズにおいて、
前記第i群光学系(i=1〜3)の焦点距離をfiとして、
条件式:
0.6<|f2|/f3<0.8
を満足することを特徴としている。
請求項4に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項のズームレンズにおいて、
前記第1群光学系を構成する正レンズが、屈折率Ndおよびアッベ数νdについて、
条件式:
Nd>1.55
νd > 55
を満足する硝材により形成されることを特徴としている。
The zoom lens according to the present invention described in claim 3 is the zoom lens according to claim 1 or 2,
If the focal length of the i-th group optical system (i = 1 to 3) is fi,
Conditional expression:
0.6 <| f2 | / f3 <0.8
It is characterized by satisfying.
The zoom lens according to a fourth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to third aspects,
The positive lens constituting the first group optical system has a refractive index Nd and an Abbe number νd.
Conditional expression:
Nd> 1.55
νd> 55
It is characterized by being formed of a glass material that satisfies the above.

請求項5に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項4のいずれか1項のズームレンズにおいて、
前記第2群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成したことを特徴としている。
請求項6に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項5のズームレンズにおいて、
前記第1群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成したことを特徴としている。
請求項7に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項のズームレンズにおいて、
前記第3群光学系が接合レンズを含むことを特徴としている。
請求項8に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項7のうちのいずれか1項のズームレンズにおいて、
前記第3群光学系の最も像側の光学面を非球面として構成したことを特徴としている。
A zoom lens according to a fifth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to fourth aspects,
The optical surface on the most object side of the second group optical system is configured as an aspherical surface.
The zoom lens according to the present invention described in claim 6 is the zoom lens according to claim 5,
The optical surface on the most object side of the first group optical system is configured as an aspherical surface.
The zoom lens according to the present invention described in claim 7 is the zoom lens according to any one of claims 1 to 6,
The third group optical system includes a cemented lens.
The zoom lens according to the present invention described in claim 8 is the zoom lens according to any one of claims 1 to 7,
The optical surface closest to the image side of the third group optical system is configured as an aspherical surface.

請求項9に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項8のうちのいずれか1項のズームレンズにおいて、
前記第4群光学系の光軸方向の移動によりフォーカシングを行う構成としたことを特徴としている。
請求項10に記載した本発明に係るカメラは、撮影用光学系として、前記請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項のズームレンズを含んでなることを特徴としている。
請求項11に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、カメラ機能部を有し、且つ該カメラ機能部の撮影用光学系として、前記請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項のズームレンズを含んでなることを特徴としている。
The zoom lens according to the present invention described in claim 9 is the zoom lens according to any one of claims 1 to 8,
The fourth group optical system is characterized in that focusing is performed by movement in the optical axis direction.
A camera according to a tenth aspect of the present invention includes the zoom lens according to any one of the first to ninth aspects as a photographing optical system.
The portable information terminal device according to the present invention described in claim 11 has a camera function unit, and as a photographing optical system of the camera function unit, any one of claims 1 to 9. It is characterized by comprising a zoom lens.

本発明によれば、物体側から、順次、正の焦点距離を有する第1群光学系と、負の焦点距離を有する第2群光学系と、正の焦点距離を有する第3群光学系と、正の焦点距離を有する第4群光学系とを配置してなる正−負−正−正の4群以上の構成を用いるズームレンズにおいて、広角端の画角が広いズームレンズでありながら、小型で明るく、しかも所要レンズ枚数の少ない低コストなズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項1のズームレンズによれば、物体側から、順次、正の焦点距離を有する第1群光学系と、負の焦点距離を有する第2群光学系と、正の焦点距離を有する第3群光学系と、正の焦点距離を有する第4群光学系とを配置してなるズームレンズにおいて、前記第1群光学系は1枚の正レンズで構成されるとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って前記第1群光学系、第3群光学系および第4群光学系が光軸上を移動し、且つ前記第2群光学系は、像面に対して固定的に配置されることによって、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することができる。
According to the present invention, the first group optical system having a positive focal length, the second group optical system having a negative focal length, and the third group optical system having a positive focal length sequentially from the object side. In a zoom lens using a positive-negative-positive-positive four-group or more configuration in which a fourth group optical system having a positive focal length is arranged, the zoom lens has a wide angle of view at the wide-angle end, It is possible to provide a small, bright and low-cost zoom lens with a small number of required lenses, and a camera and a portable information terminal device using such a zoom lens.
That is, according to the zoom lens of the first aspect of the present invention, the first group optical system having the positive focal length, the second group optical system having the negative focal length, and the positive focal length sequentially from the object side. And a fourth lens group optical system having a positive focal length, the first lens group optical system is composed of a single positive lens and has a short focal length. The first group optical system, the third group optical system, and the fourth group optical system move on the optical axis in accordance with zooming from the wide-angle end to the long focal length telephoto end, and the second group optical system By being fixedly arranged with respect to the surface, in particular, a small size and a sufficiently wide angle of view can be obtained, and a high performance can be realized with a resolving power corresponding to an image sensor with 3 to 5 million pixels or more. be able to.

また、本発明の請求項2のズームレンズによれば、請求項1のズームレンズであって、前記短焦点広角端の焦点距離をfwとし、結像する像の最大像高をhとして、
条件式:
35<tan−1(fw/h)
を満足するようにすることにより、特に、充分な広画角を得ることが可能となる。
本発明の請求項3のズームレンズによれば、請求項1または請求項2のズームレンズであって、前記第i群光学系(i=1〜3)の焦点距離をfiとして、
条件式:
0.6<|f2|/f3<0.8
を満足するようにすることにより、特に、レンズ全長を短縮して小型化を実現するとともに組み立ても容易で、変倍時の収差変動も小さくすることができる。
According to the zoom lens of claim 2 of the present invention, in the zoom lens of claim 1, the focal length of the short focal wide angle end is fw, and the maximum image height of the image to be formed is h.
Conditional expression:
35 <tan −1 (fw / h)
By satisfying the above, it is possible to obtain a particularly wide angle of view.
According to the zoom lens of claim 3 of the present invention, the zoom lens of claim 1 or claim 2, wherein the focal length of the i-th group optical system (i = 1 to 3) is fi,
Conditional expression:
0.6 <| f2 | / f3 <0.8
By satisfying the above, in particular, it is possible to reduce the overall length of the lens to achieve miniaturization, as well as to easily assemble, and to reduce aberration fluctuations during zooming.

本発明の請求項4のズームレンズによれば、請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項のズームレンズであって、前記第1群光学系を構成する正レンズが、屈折率Ndおよびアッベ数νdについて、
条件式:
Nd>1.55
νd > 55
を満足する硝材により形成されることにより、特に、倍率色収差を良好に補正して、一層高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項5のズームレンズによれば、請求項1〜請求項4のいずれか1項のズームレンズであって、前記第2群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成することにより、特に、主として広角側での歪曲収差、像面湾曲および非点収差を効率良く補正して、一層高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項6のズームレンズによれば、請求項5のズームレンズであって、前記第1群光学系の最も物体側の光学面を非球面とすることにより、特に、主として光線経路を効果的に操作して、一層広画角を達成することが可能となる。
According to a zoom lens of a fourth aspect of the present invention, in the zoom lens according to any one of the first to third aspects, the positive lens constituting the first group optical system has a refractive index Nd. And the Abbe number νd,
Conditional expression:
Nd> 1.55
νd> 55
In particular, it is possible to obtain a higher performance by correcting the lateral chromatic aberration satisfactorily.
According to a zoom lens of a fifth aspect of the present invention, the zoom lens according to any one of the first to fourth aspects, wherein an optical surface closest to the object side of the second group optical system is configured as an aspherical surface. This makes it possible to efficiently correct distortion, field curvature, and astigmatism mainly on the wide-angle side, thereby obtaining higher performance.
According to a zoom lens of a sixth aspect of the present invention, in the zoom lens according to the fifth aspect of the invention, the optical surface closest to the object side of the first optical system is an aspherical surface, and in particular, mainly the light path. It is possible to achieve a wider angle of view by operating effectively.

本発明の請求項7のズームレンズによれば、請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項のズームレンズであって、前記第3群光学系が接合レンズを含むことにより、特に、変倍比の大きなズームレンズであっても望遠側での球面収差を良好に補正することができ、倍率色収差の補正も容易で、しかも偏心による性能劣化も抑制して、さらに高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項8のズームレンズによれば、請求項1〜請求項7のうちのいずれか1項のズームレンズであって、前記第3群光学系の最も像側の光学面を非球面とすることにより、特に、変倍に伴なって変化する第3群光学系からの射出光を所望の角度で第4群光学系へ入射させることができ、一層高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項9のズームレンズによれば、請求項1〜請求項8のうちのいずれか1項のズームレンズであって、前記第4群光学系の光軸方向の移動によりフォーカシングを行う構成により、特に、第4群光学系を、少ない枚数で構成して軽量化を図り、フォーカス群として使用することによって、合焦速度を向上させて、一層高性能を得ることが可能となる。
According to the zoom lens of claim 7 of the present invention, the zoom lens according to any one of claims 1 to 6, wherein the third group optical system includes a cemented lens. Even a zoom lens with a large zoom ratio can correct spherical aberration on the telephoto side well, easily correct lateral chromatic aberration, and suppress performance deterioration due to decentration to obtain higher performance. Is possible.
According to a zoom lens of an eighth aspect of the present invention, in the zoom lens according to any one of the first to seventh aspects, an optical surface closest to the image side of the third group optical system is an aspherical surface. In particular, the light emitted from the third group optical system that changes with zooming can be incident on the fourth group optical system at a desired angle, and higher performance can be obtained. Become.
According to a zoom lens of a ninth aspect of the present invention, the zoom lens according to any one of the first to eighth aspects, wherein focusing is performed by movement of the fourth group optical system in the optical axis direction. In particular, by configuring the fourth group optical system with a small number of sheets to reduce the weight and using the fourth group optical system as a focus group, it is possible to improve the focusing speed and obtain higher performance.

また、本発明の請求項10のカメラによれば、撮影用光学系として、前記請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項のズームレンズを含むことにより、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することができる。
本発明の請求項11の携帯情報端末装置によれば、カメラ機能部を有し、且つ該カメラ機能部の撮影用光学系として、前記請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項のズームレンズを含むことにより、特に、小型で且つ充分な広画角を得るとともに、300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することができる。
According to the camera of claim 10 of the present invention, the zoom lens according to any one of claims 1 to 9 is included as the photographing optical system, so that it is particularly small and sufficient. In addition to obtaining a wide angle of view, it is possible to achieve high performance with the resolving power corresponding to an image sensor with 3 to 5 million pixels or more.
According to the portable information terminal device of the eleventh aspect of the present invention, the portable information terminal device according to any one of the first to ninth aspects has a camera function section and the photographing optical system of the camera function section. By including the zoom lens, in particular, a small size and a sufficiently wide angle of view can be obtained, and a high performance can be realized with a resolving power corresponding to an image sensor with 3 to 5 million pixels or more.

[第1の実施の形態]
以下、図面を参照して本発明に係るズームレンズに係る第1の実施の形態を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明するために、特許請求の範囲の各請求項に定義した構成およびその機能について説明する。
本発明の請求項1〜請求項9に係るズームレンズは、物体側から、順次、正の焦点距離を有する第1群光学系と、負の焦点距離を有する第2群光学系と、正の焦点距離を有する第3群光学系と、正の焦点距離を有する第4群光学系とを配置して構成したズームレンズであり、さらにそれぞれ次のような特徴を有するものである。
請求項1に係るズームレンズは、前記第1群光学系が1枚の正レンズで構成されるとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って前記第1群光学系、第3群光学系および第4群光学系が光軸上を移動し、且つ前記第2群光学系は、像面に対して固定的に配置される。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a zoom lens according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Before describing specific examples, first, in order to explain the principle embodiments of the present invention, configurations and functions defined in the claims of the claims will be described.
A zoom lens according to claims 1 to 9 of the present invention includes, from the object side, a first group optical system having a positive focal length, a second group optical system having a negative focal length, and a positive The zoom lens includes a third group optical system having a focal length and a fourth group optical system having a positive focal length. The zoom lens further has the following characteristics.
In the zoom lens according to claim 1, the first group optical system includes a single positive lens, and the first group optical system in accordance with zooming from a short focal wide angle end to a long focal telephoto end, The third group optical system and the fourth group optical system move on the optical axis, and the second group optical system is fixedly arranged with respect to the image plane.

請求項2に係るズームレンズは、請求項1のズームレンズにおいて、次の条件式を満足する。
35<tan−1(fw/h)
但し、fwは、広角端の焦点距離であり、hは、結像する像の最大像高である。この条件式は、本発明のズームレンズの広角端における画角を意味し、条件式の範囲外では画角が狭くなる。
請求項3に係るズームレンズは、請求項1または請求項2のズームレンズにおいて、次の条件式を満足する。
0.6<|f2|/f3<0.8
但し、fiは、第iレンズ群の焦点距離である(i=1〜3)。この条件式により、本発明のズームレンズ構成において、主たる変倍作用を担う前記第2群光学系と前記第3群光学系の屈折力の比を規定している。条件式の上限を超えると、前記第2群光学系の負の屈折力が小さくなるとともに前記第3群光学系の屈折力も小さくなるので、レンズ全長が長くなる。条件式の下限を超えると、前記第2群光学系の負の屈折力が大きくなるので、高い組み立て精度が要求され、且つ変倍時の収差変動が大きくなる。
The zoom lens according to a second aspect satisfies the following conditional expression in the zoom lens according to the first aspect.
35 <tan −1 (fw / h)
Where fw is the focal length at the wide-angle end, and h is the maximum image height of the image to be formed. This conditional expression means the angle of view at the wide-angle end of the zoom lens of the present invention, and the angle of view becomes narrow outside the range of the conditional expression.
The zoom lens according to a third aspect of the present invention satisfies the following conditional expression in the zoom lens of the first or second aspect.
0.6 <| f2 | / f3 <0.8
Here, fi is the focal length of the i-th lens group (i = 1 to 3). By this conditional expression, in the zoom lens configuration of the present invention, the ratio of the refractive powers of the second group optical system and the third group optical system responsible for the main zooming action is defined. If the upper limit of the conditional expression is exceeded, the negative refractive power of the second group optical system becomes small and the refractive power of the third group optical system also becomes small, so that the total lens length becomes long. If the lower limit of the conditional expression is exceeded, the negative refractive power of the second group optical system increases, so that high assembly accuracy is required, and aberration fluctuation during zooming increases.

請求項4に係るズームレンズは、請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項のズームレンズにおいて、前記第1群光学系を構成する正レンズが、次の条件式を満足する屈折率Ndおよびアッベ数νdを有する硝材である。   A zoom lens according to a fourth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to third aspects, wherein the positive lens constituting the first group optical system satisfies the following conditional expression: It is a glass material having Nd and Abbe number νd.

Nd>1.55
νd>55
これらは、変倍比の大きな本発明のズームレンズにおいて発生する倍率色収差を良好に補正するための条件式であり、与えられた範囲外では、ズーム全域にわたって、画面周辺部での倍率色収差が大きくなり、画像に悪影響を与える。
請求項5に係るズームレンズは、請求項1〜請求項4のいずれか1項のズームレンズにおいて、前記第2群光学系の最も物体側の面が非球面である。前記第2群光学系の最も物体側の面を非球面とすることにより、広角側での歪曲収差、像面湾曲および非点収差を効率良く補正することが可能となる。歪曲収差、像面湾曲および非点収差等の諸収差の補正は、光軸外から入射する光線束の主光線が光軸から大きく離れて通過する面を非球面化することにより光線経路を効果的に操作することが可能となる。
Nd> 1.55
νd> 55
These are conditional expressions for satisfactorily correcting the chromatic aberration of magnification occurring in the zoom lens of the present invention having a large zoom ratio. Outside the given range, the chromatic aberration of magnification at the periphery of the screen is large over the entire zoom range. Will adversely affect the image.
The zoom lens according to a fifth aspect is the zoom lens according to any one of the first to fourth aspects, wherein the most object side surface of the second group optical system is an aspherical surface. By making the most object side surface of the second group optical system an aspherical surface, it becomes possible to efficiently correct distortion, curvature of field and astigmatism on the wide angle side. Various aberrations such as distortion, curvature of field and astigmatism are corrected by making the ray path effective by aspherical the surface through which the principal ray of the ray bundle incident from outside the optical axis passes far away from the optical axis. Can be operated manually.

なお、非球面レンズとしては、光学ガラスおよび光学プラスチックを成型したもの(それぞれガラスモールド非球面およびプラスチックモールド非球面などと称される)や、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの(ハイブリッド非球面またはレプリカ非球面等と称される)等を使用することができる。
請求項6に係るズームレンズは、請求項5のズームレンズにおいて、前記第1群光学系の最も物体側の面が非球面である。前記第1群光学系を単レンズで構成する際に、広画角を達成するには、光線角度に応じた所望の入射角度を非球面によって形成することで、光線経路を効果的に操作することができる。
この場合も、非球面レンズとしては、光学ガラスおよび光学プラスチックを成型したものや、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの等を使用することができる。
請求項7に係るズームレンズは、請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項のズームレンズにおいて、前記第3群光学系に接合レンズが含まれている。前記第3群光学系中に少なくとも1つの接合レンズを配置することによって、変倍比の大きな本発明のズームレンズにおいても望遠側における球面収差を良好に補正することができ、同時に倍率色収差の補正も容易になる。また偏心による性能劣化も抑制することができる。
As an aspheric lens, optical glass and optical plastic are molded (referred to as glass mold aspheric surface and plastic mold aspheric surface, respectively), or a thin resin layer is molded on the surface of the glass lens. An aspherical surface (referred to as a hybrid aspherical surface or a replica aspherical surface) can be used.
The zoom lens according to a sixth aspect is the zoom lens according to the fifth aspect, wherein the most object-side surface of the first group optical system is an aspherical surface. In order to achieve a wide angle of view when the first group optical system is composed of a single lens, a desired incident angle corresponding to the light beam angle is formed by an aspherical surface, thereby effectively manipulating the light beam path. be able to.
Also in this case, as the aspherical lens, one obtained by molding optical glass and optical plastic, or one obtained by molding a thin resin layer on the surface of the glass lens and making the surface an aspherical surface can be used.
A zoom lens according to a seventh aspect is the zoom lens according to any one of the first to sixth aspects, wherein a cemented lens is included in the third group optical system. By disposing at least one cemented lens in the third group optical system, it is possible to satisfactorily correct spherical aberration on the telephoto side even in the zoom lens of the present invention having a large zoom ratio, and at the same time correct lateral chromatic aberration. Will also be easier. In addition, performance degradation due to eccentricity can be suppressed.

請求項8に係るズームレンズは、請求項1〜請求項7のうちのいずれか1項のズームレンズにおいて、前記第3群光学系の最も像側の面が非球面である。前記第3群光学系の最も像側の面を非球面とすることにより、変倍に伴なって変化する前記第3群光学系からの射出光を所望の角度で前記第4群光学系へ入射させる働きを持たせている。
やはり、非球面レンズとしては、光学ガラスおよび光学プラスチックを成型したものや、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの等を使用することができる。
請求項9に係るズームレンズは、請求項1〜請求項8のうちのいずれか1項のズームレンズにおいて、前記第4群光学系でフォーカシング、つまり焦点調整(いわゆるピント合わせ)を行う。すなわち、フォーカシング動作に際しては、前記第4群光学系を光軸に沿って移動させる。この場合、主に電子撮像素子を結像面の対象としているため、結像面に入射する光線は平行光であることが望ましい。結像面付近に正の屈折力を有する前記第4群光学系を配置することにより、この条件を容易に達成することができ、さらに前記第4群光学系はズームレンズ全体の収差を整える役割を担っている。この第4群光学系を少ない枚数で構成して軽量化を図り、フォーカス群(合焦群)として使用することで、合焦速度を向上することができる。この際、無限遠から近距離まで、少ないレンズ枚数で良好な撮影性能を得るために、望ましくは、このフォーカス群に少なくとも1面の非球面を用いることによって、収差補正の自由度を上げる。
A zoom lens according to an eighth aspect is the zoom lens according to any one of the first to seventh aspects, wherein the most image side surface of the third group optical system is an aspherical surface. By making the most image side surface of the third group optical system an aspherical surface, the emitted light from the third group optical system, which changes with zooming, is transmitted to the fourth group optical system at a desired angle. It has a function to make it incident.
After all, as the aspherical lens, it is possible to use an optical glass and optical plastic molded one, or a thin resin layer formed on the surface of the glass lens and the surface thereof is aspherical.
A zoom lens according to a ninth aspect is the zoom lens according to any one of the first to eighth aspects, wherein the fourth group optical system performs focusing, that is, focus adjustment (so-called focusing). That is, during the focusing operation, the fourth group optical system is moved along the optical axis. In this case, since the electronic imaging device is mainly targeted for the imaging plane, it is desirable that the light incident on the imaging plane is parallel light. By arranging the fourth group optical system having a positive refractive power in the vicinity of the image forming surface, this condition can be easily achieved, and the fourth group optical system plays a role in adjusting the aberration of the entire zoom lens. Is responsible. By configuring the fourth group optical system with a small number of sheets to reduce the weight and using the fourth group optical system as a focus group (focusing group), it is possible to improve the focusing speed. At this time, in order to obtain good photographing performance with a small number of lenses from infinity to a short distance, it is desirable to increase the degree of freedom of aberration correction by using at least one aspherical surface for this focus group.

請求項10に係るカメラは、請求項1〜請求項9のいずれか1項のズームレンズを、撮影用光学系として備える。上述した請求項1〜請求項9のいずれか1項のズームレンズを撮影用光学系として用いて、カメラを構成すれば、小型で且つ充分な広画角を得ることができ、300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することが可能となる。
請求項11に係る携帯情報端末装置は、請求項1〜請求項9のいずれか1項のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として備える。上述した請求項1〜請求項9のいずれか1項のズームレンズをカメラ機能部の撮影用光学系として用いて、携帯情報端末装置を構成すれば、小型で且つ充分な広画角を得ることができ、300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有して高性能を実現することが可能となる。
A camera according to a tenth aspect includes the zoom lens according to any one of the first to ninth aspects as a photographing optical system. If the camera is configured using the zoom lens according to any one of claims 1 to 9 as a photographing optical system, a small and sufficient wide angle of view can be obtained. It is possible to achieve high performance with the resolving power corresponding to an image sensor with 10,000 pixels or more.
A portable information terminal device according to an eleventh aspect includes the zoom lens according to any one of the first to ninth aspects as a photographing optical system of a camera function unit. If a portable information terminal device is configured using the zoom lens according to any one of claims 1 to 9 as a photographing optical system of a camera function unit, a small and sufficient wide angle of view can be obtained. Therefore, it is possible to achieve high performance with the resolving power corresponding to an image sensor with 3 to 5 million pixels or more.

次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例1、実施例2、実施例3および実施例4は、本発明に係るズームレンズの具体的数値例による具体的構成の実施例であり、他の実施の形態は、実施例1〜実施例4に示されるようなズームレンズを撮影用光学系として用いた本発明に係るカメラまたは携帯情報端末装置の具体的実施の形態である。
本発明に係るズームレンズの実施例1〜実施例4においては、ズームレンズの構成およびその具体的な数値例を示している。
実施例1〜実施例4において、第4群光学系の像側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタおよびCCDイメージセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)である。
また、実施例1および実施例4においては、第2群光学系の最も物体側の面と最も像側の面の双方および第3群光学系の最も物体側の面と最も像側の面の双方がそれぞれ非球面となっている。また、実施例2においては、第1群光学系の最も物体側の面と、第2群光学系の最も物体側の面と最も像側の面の双方と、第3群光学系の最も物体側の面および第3群光学系の最も像側のレンズの物体側の面とがそれぞれ非球面となっている。
Next, specific examples based on the above-described embodiment of the present invention will be described in detail. Example 1, Example 2, Example 3, and Example 4 described below are examples of specific configurations based on specific numerical examples of the zoom lens according to the present invention, and other embodiments are examples. 1 is a specific embodiment of a camera or a portable information terminal device according to the present invention using a zoom lens as shown in Examples 1 to 4 as a photographing optical system.
In the first to fourth embodiments of the zoom lens according to the present invention, the configuration of the zoom lens and specific numerical examples thereof are shown.
In the first to fourth embodiments, the optical element formed of a parallel plate disposed on the image side of the fourth group optical system includes various optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and light reception by a CCD image sensor and the like. It is a cover glass (seal glass) of the element.
In Examples 1 and 4, both the most object-side surface and the most image-side surface of the second group optical system and the most object-side surface and the most image-side surface of the third group optical system are used. Both are aspherical surfaces. In Example 2, both the most object-side surface of the first group optical system, the most object-side surface and the most image-side surface of the second group optical system, and the most object of the third group optical system The side surface and the object side surface of the most image side lens of the third group optical system are aspherical surfaces.

さらに、実施例3においては、第2群光学系の最も物体側の面と最も像側の面の双方と、第3群光学系の最も物体側の面および第3群光学系の最も像側のレンズの物体側の面とがそれぞれ非球面となっている。なお、実施例1〜実施例4における非球面は、第2群光学系の最も物体側の面のみが、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して非球面を得る、いわゆるハイブリッドレンズ形式の非球面レンズとしており、その他は、同等の非球面を、各レンズ面をモールド成型によって直接非球面として得る、いわゆるモールド非球面レンズとして形成するようにしている。
実施例1〜実施例4における収差は、充分に補正されており、300万画素〜500万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明に従ってズームレンズを構成することによって、充分な小型化および広角化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜実施例4より明らかである。
実施例1〜実施例4における記号の意味は以下の通りである。
Further, in Example 3, both the most object side surface and the most image side surface of the second group optical system, the most object side surface of the third group optical system, and the most image side of the third group optical system are used. Each of the lenses has an aspheric surface on the object side. In addition, the aspherical surface in Example 1 to Example 4 is obtained by laying a resin thin film that forms an aspherical surface on the lens surface of the spherical lens only on the most object side surface of the second group optical system to obtain an aspherical surface. A so-called hybrid lens type aspherical lens is used. In other cases, an equivalent aspherical surface is formed as a so-called molded aspherical lens in which each lens surface is directly aspherical by molding.
The aberration in Examples 1 to 4 is sufficiently corrected, and can correspond to a light receiving element having 3 to 5 million pixels. It is apparent from Examples 1 to 4 that by configuring the zoom lens according to the present invention, very good image performance can be ensured while achieving a sufficiently small size and wide angle.
The meanings of the symbols in Examples 1 to 4 are as follows.

f:全系の焦点距離
F:Fナンバ
ω:半画角
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
:4次の非球面係数
:6次の非球面係数
:8次の非球面係数
10:10次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをHとするとき、次式で定義される。
f: the focal length F of the entire system: F number omega: half field angle R: curvature radius D: surface interval Nd: refractive index [nu] d: Abbe number K: aspherical conic constant A 4: 4-order aspheric coefficient A 6 : 6th-order aspheric coefficient A 8 : 8th-order aspheric coefficient A 10 : 10th-order aspheric coefficient However, the aspheric surface used here is the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curvature) C, light When the height from the axis is H, it is defined by the following equation.

Figure 2006079004
図1は、本発明の実施例1に係るズームレンズの光学系の短焦点広角端の状態における構成および変倍時の各群光学系の移動軌跡を示している。
図1に示すズームレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、絞りFA、第1フィルタOF1、第2フィルタOF2およびカバーガラスCGを具備している。この場合、第1レンズL1は、単体で第1群光学系G1を構成し、第2レンズL2〜第4レンズL4は、第2群光学系G2を構成し、第5レンズL5〜第8レンズL8は、第3群光学系G3を構成し、そして第9レンズL9は、単体で第4群光学系G4を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図1には、各光学面の面番号も示している。なお、図1に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため図2〜図4と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
Figure 2006079004
FIG. 1 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention at the short focal wide angle end and the movement trajectory of each group optical system during zooming.
The zoom lens shown in FIG. 1 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens. A lens L9, an aperture FA, a first filter OF1, a second filter OF2, and a cover glass CG are provided. In this case, the first lens L1 alone constitutes the first group optical system G1, the second lens L2 to the fourth lens L4 constitute the second group optical system G2, and the fifth lens L5 to the eighth lens. L8 constitutes a third group optical system G3, and the ninth lens L9 constitutes a fourth group optical system G4 as a single unit, and is supported by a common support frame or the like appropriate for each group, When zooming or the like, each group operates integrally. FIG. 1 also shows the surface numbers of the optical surfaces. 1 are used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code. Therefore, the same reference numerals as those in FIGS. However, they are not necessarily in common with other embodiments.

図1において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りFA、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第1フィルタOF1、第2フィルタOF2およびカバーガラスCGの順で配列されており、カバーガラスCGの背後に結像される。
第1レンズL1は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。この第1レンズL1のみにより単独で構成する第1群光学系G1は、もちろん正の焦点距離を有する。第2レンズL2は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズであり、物体側の面(面番号4)に樹脂層を敷設してハイブリッド形式の非球面(面番号3)を形成している。第3レンズL3は、両凹レンズからなる負レンズ、第4レンズL4は物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第4レンズL4の像側の面(面番号8)に非球面を形成している。これら第3レンズL3および第4レンズL4は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第2レンズL2〜第4レンズL4により構成する第2群光学系G2は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第5レンズL5は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第5レンズL5の物体側の面(面番号10)に非球面を形成している。第6レンズL6は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、第7レンズL7は、両凹レンズからなる負レンズである。
In FIG. 1, each optical element constituting the optical system of the zoom lens includes, for example, a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, an aperture FA, sequentially from the object side such as a subject. The fifth lens L5, the sixth lens L6, the seventh lens L7, the eighth lens L8, the ninth lens L9, the first filter OF1, the second filter OF2, and the cover glass CG are arranged in this order. It is imaged behind.
The first lens L1 is a positive meniscus lens that is convexly formed on the object side. Of course, the first group optical system G1 constituted solely by the first lens L1 has a positive focal length. The second lens L2 is a negative meniscus lens convexly formed on the object side, and a hybrid aspherical surface (surface number 3) is formed by laying a resin layer on the object-side surface (surface number 4). Yes. The third lens L3 is a negative lens composed of a biconcave lens, and the fourth lens L4 is a positive meniscus lens formed convex on the object side, and an aspheric surface is provided on the image side surface (surface number 8) of the fourth lens L4. Forming. The third lens L3 and the fourth lens L4 are closely bonded and joined together to form a cemented lens. The second group optical system G2 configured by the second lens L2 to the fourth lens L4 has a negative focal length, that is, negative refractive power as a whole. The fifth lens L5 is a positive meniscus lens formed convex on the object side, and an aspherical surface is formed on the object side surface (surface number 10) of the fifth lens L5. The sixth lens L6 is a positive lens composed of a biconvex lens with a strong convex surface facing the image side, and the seventh lens L7 is a negative lens composed of a biconcave lens.

第8レンズL8は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第8レンズL8の像側の面(面番号17)に非球面を形成している。これら第5レンズL5〜第8レンズL84により構成する第3群光学系G3は、全体として正焦点距離(正の屈折力)、を有する。第9レンズL9は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズである。この第9レンズL9のみにより単独で構成する第4群光学系G4は、もちろん正の焦点距離を有する。
短焦点広角端、と、長焦点望遠端との間の変倍に際しては、各群および絞りFAの相互間の可変間隔、すなわち、第1群光学系G1の最も像側の面、つまり第1レンズL1の像側の面(面番号2)と、第2群光学系G2の最も物体側の面、つまり第2レンズL2の物体側の面(面番号3)との間隔d1、第2群光学系G2の最も像側の面、つまり第4レンズL4の像側の面(面番号8)と、絞りFAの面(面番号9)との間隔d2、絞りFAの面(面番号9)と、第3群光学系G3の最も物体側の面、つまり第5レンズL5の物体側の面(面番号10)との間隔d3、第3群光学系G3の最も像側の面、つまり第8レンズL8の像側の面(面番号17)と、第4群光学系G4の最も物体側の面、つまり第9レンズL9の物体側の面(面番号18)との間隔d4が変化する。
The eighth lens L8 is a positive lens composed of a biconvex lens having a strong convex surface facing the object side, and an aspherical surface is formed on the image side surface (surface number 17) of the eighth lens L8. The third group optical system G3 configured by the fifth lens L5 to the eighth lens L84 has a positive focal length (positive refractive power) as a whole. The ninth lens L9 is a positive lens composed of a plano-convex lens having a convex surface facing the object side. The fourth group optical system G4 constituted solely by the ninth lens L9 naturally has a positive focal length.
In zooming between the short focal wide angle end and the long focal telephoto end, the variable distance between each group and the aperture stop FA, that is, the most image side surface of the first group optical system G1, that is, the first The distance d1 between the image side surface (surface number 2) of the lens L1 and the most object side surface of the second group optical system G2, that is, the object side surface (surface number 3) of the second lens L2, the second group The distance d2 between the most image-side surface of the optical system G2, that is, the image-side surface (surface number 8) of the fourth lens L4, and the surface of the stop FA (surface number 9), and the surface of the stop FA (surface number 9) And the distance d3 between the most object side surface of the third group optical system G3, that is, the object side surface (surface number 10) of the fifth lens L5, and the most image side surface of the third group optical system G3, ie, the first surface. The image side surface (surface number 17) of the eight lens L8 and the most object side surface of the fourth group optical system G4, that is, the object side surface (surface number 1) of the ninth lens L9. ) And the interval d4 changes of.

短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第2群光学系G2がその位置を固定的に保持し、この短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第1群光学系G1が物体側に向かって単調に移動し、絞りFAが物体側に向かって単調に移動し、第3群光学系G3が物体側に向かって単調に移動し、そして第4群光学系G4が像側に向かって単調に移動するように、少なくとも第1群光学系G1、第3群光学系G3、絞りFAおよび第4群光学系G4が移動する。
この実施例1においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.14〜17.216,F=2.13〜3.13,ω=43.16〜14.73の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
At the time of zooming from the short focus end to the long focus end, the second group optical system G2 holds the position in a fixed manner, and with the zooming from the short focus end to the long focus end, the first group optical system G1 moves monotonously toward the object side, the aperture FA monotonously moves toward the object side, the third group optical system G3 moves monotonously toward the object side, and the fourth group optical system G4 At least the first group optical system G1, the third group optical system G3, the stop FA, and the fourth group optical system G4 move so as to move monotonously toward the image side.
In the first embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 5.14 to 17.216, F = 2.13 to 3.13, ω = It changes in the range of 43.16-14.73. The characteristics of each optical surface are as shown in the following table.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

表1において面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した第3面、第8面、第10面および第17面の各光学面が非球面であり、各非球面の(1)式におけるパラメータは次表の通りである。   In Table 1, the optical surfaces of the third surface, the eighth surface, the tenth surface, and the seventeenth surface indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number are aspherical surfaces. The parameters in the formula are as follows.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

第1群光学系G1と第2群光学系G2との間の可変間隔d1、第2群光学系G2と絞りFAとの間の可変間隔d2、絞りFAと第3群光学系G3との間の可変間隔d3、そして第3群光学系G3と第4群光学系G4との間の可変間隔d4は、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。   The variable distance d1 between the first group optical system G1 and the second group optical system G2, the variable distance d2 between the second group optical system G2 and the stop FA, and between the stop FA and the third group optical system G3 The variable interval d3 and the variable interval d4 between the third group optical system G3 and the fourth group optical system G4 are changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

また、この実施例1における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、次の通りとなる。
条件式のパラメータ値:
tan−1(fw/h)=42.19
|f2|/f3=0.784
したがって、この実施例1における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、条件式の範囲内である。
Further, the parameter values according to the conditional expressions described in the first embodiment are as follows.
Conditional parameter value:
tan −1 (fw / h) = 42.19
| F2 | /f3=0.784
Therefore, the parameter values related to the conditional expression described in the first embodiment are within the range of the conditional expression.

図2は、本発明の実施例2に係るズームレンズの光学系の短焦点広角端の状態における構成および変倍時の各群光学系の移動軌跡を示している。
図2に示すズームレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、絞りFA、第1フィルタOF1、第2フィルタOF2およびカバーガラスCGを具備している。この場合、第1レンズL1は、単体で第1群光学系G1を構成し、第2レンズL2〜第4レンズL4は、第2群光学系G2を構成し、第5レンズL5〜第8レンズL8は、第3群光学系G3を構成し、そして第9レンズL9は、単体で第4群光学系G4を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図2には、各光学面の面番号も示している。なお、図2に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1、図3および図4と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 2 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention at the short focal wide angle end and the movement trajectory of each group optical system at the time of zooming.
The zoom lens shown in FIG. 2 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens. A lens L9, an aperture FA, a first filter OF1, a second filter OF2, and a cover glass CG are provided. In this case, the first lens L1 alone constitutes the first group optical system G1, the second lens L2 to the fourth lens L4 constitute the second group optical system G2, and the fifth lens L5 to the eighth lens. L8 constitutes a third group optical system G3, and the ninth lens L9 constitutes a fourth group optical system G4 as a single unit, and is supported by a common support frame or the like appropriate for each group, When zooming or the like, each group operates integrally. FIG. 2 also shows the surface numbers of the optical surfaces. 2 are used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code. Therefore, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 3, and 4 are used. Even if the reference numerals are given, they are not necessarily in common with the other embodiments.

図2において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りFA、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第1フィルタOF1、第2フィルタOF2およびカバーガラスCGの順で配列されており、カバーガラスCGの背後に結像される。
第1レンズL1は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第1レンズL1の物体側の面(面番号1)に非球面を形成している。この第1レンズL1のみにより単独で構成する第1群光学系G1は、もちろん正の焦点距離を有する。第2レンズL2は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズであり、物体側の面(面番号4)に樹脂層を敷設してハイブリッド形式の非球面(面番号3)を形成している。第3レンズL3は、両凹レンズからなる負レンズ、第4レンズL4は物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第4レンズL4の像側の面(面番号8)に非球面を形成している。これら第3レンズL3および第4レンズL4は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。
In FIG. 2, each optical element constituting the optical system of the zoom lens includes, for example, a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, an aperture FA, sequentially from the object side such as a subject. The fifth lens L5, the sixth lens L6, the seventh lens L7, the eighth lens L8, the ninth lens L9, the first filter OF1, the second filter OF2, and the cover glass CG are arranged in this order. It is imaged behind.
The first lens L1 is a positive meniscus lens convexly formed on the object side, and an aspherical surface is formed on the object side surface (surface number 1) of the first lens L1. Of course, the first group optical system G1 constituted solely by the first lens L1 has a positive focal length. The second lens L2 is a negative meniscus lens convexly formed on the object side, and a hybrid aspherical surface (surface number 3) is formed by laying a resin layer on the object-side surface (surface number 4). Yes. The third lens L3 is a negative lens composed of a biconcave lens, and the fourth lens L4 is a positive meniscus lens formed convex on the object side, and an aspheric surface is provided on the image side surface (surface number 8) of the fourth lens L4. Forming. The third lens L3 and the fourth lens L4 are closely bonded and joined together to form a cemented lens.

これら第2レンズL2〜第4レンズL4により構成する第2群光学系G2は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第5レンズL5は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第5レンズL5の物体側の面(面番号10)に非球面を形成している。第6レンズL6は、両凸レンズからなる正レンズであり、第7レンズL7は、両凹レンズからなる負レンズである。第8レンズL8は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第8レンズL8の物体側の面(面番号16)に非球面を形成している。これら第5レンズL5〜第8レンズL84により構成する第3群光学系G3は、全体として正の焦点距離(正の屈折力)、を有する。第9レンズL9は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズである。この第9レンズL9のみにより単独で構成する第4群光学系G4は、もちろん正の焦点距離を有する。
短焦点広角端と長焦点望遠端との間の変倍に際しては、各群および絞りFAの相互間の可変間隔、すなわち、第1群光学系G1の最も像側の面、つまり第1レンズL1の像側の面(面番号2)と、第2群光学系G2の最も物体側の面、つまり第2レンズL2の物体側の面(面番号3)との間隔d1、第2群光学系G2の最も像側の面、つまり第4レンズL4の像側の面(面番号8)と、絞りFAの面(面番号9)との間隔d2、絞りFAの面(面番号9)と、第3群光学系G3の最も物体側の面、つまり第5レンズL5の物体側の面(面番号10)との間隔d3、第3群光学系G3の最も像側の面、つまり第8レンズL8の像側の面(面番号17)と、第4群光学系G4の最も物体側の面、つまり第9レンズL9の物体側の面(面番号18)との間隔d4が変化する。
The second group optical system G2 configured by the second lens L2 to the fourth lens L4 has a negative focal length, that is, negative refractive power as a whole. The fifth lens L5 is a positive meniscus lens formed convex on the object side, and an aspherical surface is formed on the object side surface (surface number 10) of the fifth lens L5. The sixth lens L6 is a positive lens composed of a biconvex lens, and the seventh lens L7 is a negative lens composed of a biconcave lens. The eighth lens L8 is a positive lens composed of a biconvex lens having a strong convex surface facing the object side, and an aspherical surface is formed on the object side surface (surface number 16) of the eighth lens L8. The third group optical system G3 configured by the fifth lens L5 to the eighth lens L84 has a positive focal length (positive refractive power) as a whole. The ninth lens L9 is a positive lens composed of a plano-convex lens having a convex surface facing the object side. The fourth group optical system G4 constituted solely by the ninth lens L9 naturally has a positive focal length.
Upon zooming between the short focal wide angle end and the long focal telephoto end, the variable distance between each group and the aperture stop FA, that is, the most image side surface of the first group optical system G1, that is, the first lens L1. The distance d1 between the image side surface (surface number 2) and the most object side surface of the second group optical system G2, that is, the object side surface (surface number 3) of the second lens L2, the second group optical system The distance d2 between the most image side surface of G2, that is, the image side surface (surface number 8) of the fourth lens L4 and the surface of the aperture FA (surface number 9), the surface of the aperture FA (surface number 9), The distance d3 from the most object side surface of the third group optical system G3, that is, the object side surface (surface number 10) of the fifth lens L5, the most image side surface of the third group optical system G3, that is, the eighth lens. L8 image side surface (surface number 17) and the most object side surface of the fourth group optical system G4, that is, the object side surface of the ninth lens L9 (surface number 18) Interval d4 of the changes.

短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第2群光学系G2がその位置を固定的に保持し、この短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第1群光学系G1が物体側に向かって単調に移動し、絞りFAが物体側に向かって単調に移動し、第3群光学系G3が物体側に向かって単調に移動し、そして第4群光学系G5が像側に向かって単調に移動するように、少なくとも第1群光学系G1、第3群光学系G3、絞りFAおよび第4群光学系G4が移動する。
この実施例2においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.14〜17.13,F=2.27〜3.51,ω=43.26〜15.38の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
At the time of zooming from the short focus end to the long focus end, the second group optical system G2 holds the position in a fixed manner, and with the zooming from the short focus end to the long focus end, the first group optical system G1 moves monotonously toward the object side, the aperture FA monotonously moves toward the object side, the third group optical system G3 moves monotonously toward the object side, and the fourth group optical system G5 At least the first group optical system G1, the third group optical system G3, the stop FA, and the fourth group optical system G4 move so as to move monotonously toward the image side.
In Example 2, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 5.14 to 17.13, F = 2.27 to 3.51, and ω = It changes in the range of 43.26-15.38. The characteristics of each optical surface are as shown in the following table.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

表4において面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した第1面、第3面、第8面、第10面および第16面の各光学面が非球面であり、各非球面の(1)式におけるパラメータは次表の通りである。   In Table 4, each of the first, third, eighth, tenth and sixteenth optical surfaces indicated with “* (asterisk)” in the surface number is an aspheric surface. The parameters in equation (1) are as shown in the following table.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

第1群光学系G1と第2群光学系G2との間の可変間隔d1、第2群光学系G2と絞りFAとの間の可変間隔d2、絞りFAと第3群光学系G3との間の可変間隔d3、そして第3群光学系G3と第4群光学系G4との間の可変間隔d4は、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。   The variable distance d1 between the first group optical system G1 and the second group optical system G2, the variable distance d2 between the second group optical system G2 and the stop FA, and between the stop FA and the third group optical system G3 The variable interval d3 and the variable interval d4 between the third group optical system G3 and the fourth group optical system G4 are changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

また、この実施例2における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、次の通りとなる。
条件式のパラメータ値:
tan−1(fw/h)=42.13
|f2|/f3=0.643
したがって、この実施例2における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、条件式の範囲内である。
Further, the parameter values according to the conditional expressions described in the second embodiment are as follows.
Conditional parameter value:
tan −1 (fw / h) = 42.13
| F2 | /f3=0.543
Therefore, the parameter values related to the conditional expression described in the second embodiment are within the range of the conditional expression.

図3は、本発明の実施例3に係るズームレンズの光学系の短焦点広角端の状態における構成および変倍時の各群光学系の移動軌跡を示している。
図3に示すズームレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、絞りFA、第1フィルタOF1、第2フィルタOF2およびカバーガラスCGを具備している。この場合、第1レンズL1は、単体で第1群光学系G1を構成し、第2レンズL2〜第4レンズL4は、第2群光学系G2を構成し、第5レンズL5〜第8レンズL8は、第3群光学系G3を構成し、そして第9レンズL9は、単体で第4群光学系G4を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図3には、各光学面の面番号も示している。なお、図3に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1、図2および図4と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 3 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Example 3 of the present invention at the short focal wide angle end and the movement trajectory of each group optical system during zooming.
The zoom lens shown in FIG. 3 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens. A lens L9, an aperture FA, a first filter OF1, a second filter OF2, and a cover glass CG are provided. In this case, the first lens L1 alone constitutes the first group optical system G1, the second lens L2 to the fourth lens L4 constitute the second group optical system G2, and the fifth lens L5 to the eighth lens. L8 constitutes a third group optical system G3, and the ninth lens L9 constitutes a fourth group optical system G4 as a single unit, and is supported by a common support frame or the like appropriate for each group, When zooming or the like, each group operates integrally. FIG. 3 also shows the surface numbers of the optical surfaces. 3 are used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code. Therefore, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, and 4 are used. Even if the reference numerals are given, they are not necessarily in common with the other embodiments.

図3において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りFA、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第1フィルタOF1、第2フィルタOF2およびカバーガラスCGの順で配列されており、カバーガラスCGの背後に結像される。
第1レンズL1は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。この第1レンズL1のみにより単独で構成する第1群光学系G1は、もちろん正の焦点距離を有する。第2レンズL2は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズであり、物体側の面(面番号4)に樹脂層を敷設してハイブリッド形式の非球面(面番号3)を形成している。第3レンズL3は、両凹レンズからなる負レンズ、第4レンズL4は物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第4レンズL4の像側の面(面番号8)に非球面を形成している。
In FIG. 3, each optical element constituting the optical system of the zoom lens includes, for example, a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, an aperture FA, sequentially from the object side such as a subject. The fifth lens L5, the sixth lens L6, the seventh lens L7, the eighth lens L8, the ninth lens L9, the first filter OF1, the second filter OF2, and the cover glass CG are arranged in this order. It is imaged behind.
The first lens L1 is a positive meniscus lens that is convexly formed on the object side. Of course, the first group optical system G1 constituted solely by the first lens L1 has a positive focal length. The second lens L2 is a negative meniscus lens convexly formed on the object side, and a hybrid aspherical surface (surface number 3) is formed by laying a resin layer on the object-side surface (surface number 4). Yes. The third lens L3 is a negative lens composed of a biconcave lens, and the fourth lens L4 is a positive meniscus lens formed convex on the object side, and an aspheric surface is provided on the image side surface (surface number 8) of the fourth lens L4. Forming.

これら第3レンズL3および第4レンズL4は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第2レンズL2〜第4レンズL4により構成する第2群光学系G2は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第5レンズL5は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第5レンズL5の物体側の面(面番号10)に非球面を形成している。第6レンズL6は、両凸レンズからなる正レンズであり、第7レンズL7は、両凹レンズからなる負レンズである。第8レンズL8は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第8レンズL8の物体側の面(面番号16)に非球面を形成している。これら第5レンズL5〜第8レンズL84により構成する第3群光学系G3は、全体として正の焦点距離(正の屈折力)、を有する。第9レンズL9は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズである。この第9レンズL9のみにより単独で構成する第4群光学系G4は、もちろん正の焦点距離を有する。   The third lens L3 and the fourth lens L4 are closely bonded and joined together to form a cemented lens. The second group optical system G2 configured by the second lens L2 to the fourth lens L4 has a negative focal length, that is, negative refractive power as a whole. The fifth lens L5 is a positive meniscus lens formed convex on the object side, and an aspherical surface is formed on the object side surface (surface number 10) of the fifth lens L5. The sixth lens L6 is a positive lens composed of a biconvex lens, and the seventh lens L7 is a negative lens composed of a biconcave lens. The eighth lens L8 is a positive lens composed of a biconvex lens having a strong convex surface facing the object side, and an aspherical surface is formed on the object side surface (surface number 16) of the eighth lens L8. The third group optical system G3 configured by the fifth lens L5 to the eighth lens L84 has a positive focal length (positive refractive power) as a whole. The ninth lens L9 is a positive lens composed of a plano-convex lens having a convex surface facing the object side. Of course, the fourth group optical system G4 constituted solely by the ninth lens L9 has a positive focal length.

短焦点広角端と長焦点望遠端との間の変倍に際しては、各群および絞りFAの相互間の可変間隔、すなわち、第1群光学系G1の最も像側の面、つまり第1レンズL1の像側の面(面番号2)と、第2群光学系G2の最も物体側の面、つまり第2レンズL2の物体側の面(面番号3)との間隔d1、第2群光学系G2の最も像側の面、つまり第4レンズL4の像側の面(面番号8)と、絞りFAの面(面番号9)との間隔d2、絞りFAの面(面番号9)と、第3群光学系G3の最も物体側の面、つまり第5レンズL5の物体側の面(面番号10)との間隔d3、第3群光学系G3の最も像側の面、つまり第8レンズL8の像側の面(面番号17)と、第4群光学系G4の最も物体側の面、つまり第9レンズL9の物体側の面(面番号18)との間隔d4が変化する。短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第2群光学系G2がその位置を固定的に保持し、この短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第1群光学系G1が物体側に向かって単調に移動し、絞りFAが物体側に向かって単調に移動し、第3群光学系G3が物体側に向かって単調に移動し、そして第4群光学系G5が像側に向かって単調に移動するように、少なくとも第1群光学系G1、第3群光学系G3、絞りFAおよび第4群光学系G4が移動する。
この実施例3においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.13〜17.12,F=2.15〜3.60,ω=43.41〜14.93の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
Upon zooming between the short focal wide angle end and the long focal telephoto end, the variable distance between each group and the aperture stop FA, that is, the most image side surface of the first group optical system G1, that is, the first lens L1. The distance d1 between the image side surface (surface number 2) and the most object side surface of the second group optical system G2, that is, the object side surface (surface number 3) of the second lens L2, the second group optical system The distance d2 between the most image side surface of G2, that is, the image side surface (surface number 8) of the fourth lens L4 and the surface of the aperture FA (surface number 9), the surface of the aperture FA (surface number 9), The distance d3 from the most object side surface of the third group optical system G3, that is, the object side surface (surface number 10) of the fifth lens L5, the most image side surface of the third group optical system G3, that is, the eighth lens. L8 image side surface (surface number 17) and the most object side surface of the fourth group optical system G4, that is, the object side surface of the ninth lens L9 (surface number 18) Interval d4 of the changes. At the time of zooming from the short focus end to the long focus end, the second group optical system G2 holds the position in a fixed manner, and with the zooming from the short focus end to the long focus end, the first group optical system G1 monotonously moves toward the object side, the aperture FA monotonously moves toward the object side, the third group optical system G3 monotonously moves toward the object side, and the fourth group optical system G5 At least the first group optical system G1, the third group optical system G3, the stop FA, and the fourth group optical system G4 move so as to move monotonously toward the image side.
In the third embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 5.13 to 17.12, F = 2.15 to 3.60, and ω = by zooming, respectively. It varies in the range of 43.41 to 14.93. The characteristics of each optical surface are as shown in the following table.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

表7において面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した第3面、第8面、第10面および第16面の各光学面が非球面であり、各非球面の(1)式におけるパラメータは、次表の通りである。   In Table 7, each optical surface of the third surface, the eighth surface, the tenth surface and the sixteenth surface indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspherical surface. The parameters in the formula are as follows.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

第1群光学系G1と第2群光学系G2との間の可変間隔d1、第2群光学系G2と絞りFAとの間の可変間隔d2、絞りFAと第3群光学系G3との間の可変間隔d3、そして第3群光学系G3と第4群光学系G4との間の可変間隔d4は、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。   The variable distance d1 between the first group optical system G1 and the second group optical system G2, the variable distance d2 between the second group optical system G2 and the stop FA, and between the stop FA and the third group optical system G3 The variable interval d3 and the variable interval d4 between the third group optical system G3 and the fourth group optical system G4 are changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

また、この実施例3における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、次の通りとなる。
条件式のパラメータ値:
tan−1(fw/h)=42.19
|f2|/f3=0.75
したがって、この実施例3における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、条件式の範囲内である。
In addition, the parameter values according to the conditional expressions described in the third embodiment are as follows.
Conditional parameter value:
tan −1 (fw / h) = 42.19
| F2 | /f3=0.75
Therefore, the parameter values related to the conditional expressions described in the third embodiment are within the range of the conditional expressions.

図4は、本発明の実施例4に係るズームレンズの光学系の短焦点広角端の状態における構成および変倍時の各群光学系の移動軌跡を示している。
図4に示すズームレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、絞りFA、第1フィルタOF1、第2フィルタOF2およびカバーガラスCGを具備している。この場合、第1レンズL1は、単体で第1群光学系G1を構成し、第2レンズL2〜第4レンズL4は、第2群光学系G2を構成し、第5レンズL5〜第8レンズL8は、第3群光学系G3を構成し、そして第9レンズL9は、単体で第4群光学系G4を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図4には、各光学面の面番号も示している。なお、図4に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1〜図3と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 4 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Example 4 of the present invention at the short focal wide angle end and the movement trajectory of each group optical system during zooming.
The zoom lens shown in FIG. 4 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens. A lens L9, an aperture FA, a first filter OF1, a second filter OF2, and a cover glass CG are provided. In this case, the first lens L1 alone constitutes the first group optical system G1, the second lens L2 to the fourth lens L4 constitute the second group optical system G2, and the fifth lens L5 to the eighth lens. L8 constitutes a third group optical system G3, and the ninth lens L9 constitutes a fourth group optical system G4 as a single unit, and is supported by a common support frame or the like appropriate for each group, When zooming or the like, each group operates integrally. FIG. 4 also shows the surface numbers of the optical surfaces. In addition, in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code, each reference code for FIG. 4 is used independently for each embodiment. Therefore, the same reference numerals as those in FIGS. However, they are not necessarily in common with other embodiments.

図4において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りFA、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第1フィルタOF1、第2フィルタOF2およびカバーガラスCGの順で配列されており、カバーガラスCGの背後に結像される。
第1レンズL1は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。この第1レンズL1のみにより単独で構成する第1群光学系G1は、もちろん正の焦点距離を有する。第2レンズL2は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズであり、物体側の面(面番号4)に樹脂層を敷設してハイブリッド形式の非球面(面番号3)を形成している。第3レンズL3は、両凹レンズからなる負レンズ、第4レンズL4は物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第4レンズL4の像側の面(面番号8)に非球面を形成している。これら第3レンズL3および第4レンズL4は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第2レンズL2〜第4レンズL4により構成する第2群光学系G2は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第5レンズL5は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第5レンズL5の物体側の面(面番号10)に非球面を形成している。
In FIG. 4, each optical element constituting the optical system of the zoom lens includes, for example, a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, an aperture FA, sequentially from the object side such as a subject. The fifth lens L5, the sixth lens L6, the seventh lens L7, the eighth lens L8, the ninth lens L9, the first filter OF1, the second filter OF2, and the cover glass CG are arranged in this order. It is imaged behind.
The first lens L1 is a positive meniscus lens that is convexly formed on the object side. Of course, the first group optical system G1 constituted solely by the first lens L1 has a positive focal length. The second lens L2 is a negative meniscus lens convexly formed on the object side, and a hybrid aspherical surface (surface number 3) is formed by laying a resin layer on the object-side surface (surface number 4). Yes. The third lens L3 is a negative lens composed of a biconcave lens, and the fourth lens L4 is a positive meniscus lens formed convex on the object side, and an aspheric surface is provided on the image side surface (surface number 8) of the fourth lens L4. Forming. The third lens L3 and the fourth lens L4 are closely bonded and joined together to form a cemented lens. The second group optical system G2 configured by the second lens L2 to the fourth lens L4 has a negative focal length, that is, negative refractive power as a whole. The fifth lens L5 is a positive meniscus lens formed convex on the object side, and an aspherical surface is formed on the object side surface (surface number 10) of the fifth lens L5.

第6レンズL6は、両凸レンズからなる正レンズであり、第7レンズL7は、両凹レンズからなる負レンズである。第8レンズL8は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、この第8レンズL8の物体側の面(面番号16)に非球面を形成している。これら第5レンズL5〜第8レンズL84により構成する第3群光学系G3は、全体として正の焦点距離(正の屈折力)、を有する。第9レンズL9は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズである。この第9レンズL9のみにより単独で構成する第4群光学系G4は、もちろん正の焦点距離を有する。
短焦点広角端と長焦点望遠端との間の変倍に際しては、各群および絞りFAの相互間の可変間隔、すなわち、第1群光学系G1の最も像側の面、つまり第1レンズL1の像側の面(面番号2)と、第2群光学系G2の最も物体側の面、つまり第2レンズL2の物体側の面(面番号3)との間隔d1、第2群光学系G2の最も像側の面、つまり第4レンズL4の像側の面(面番号8)と、絞りFAの面(面番号9)との間隔d2、絞りFAの面(面番号9)と、第3群光学系G3の最も物体側の面、つまり第5レンズL5の物体側の面(面番号10)との間隔d3、第3群光学系G3の最も像側の面、つまり第8レンズL8の像側の面(面番号17)と、第4群光学系G4の最も物体側の面、つまり第9レンズL9の物体側の面(面番号18)との間隔d4が変化する。
The sixth lens L6 is a positive lens composed of a biconvex lens, and the seventh lens L7 is a negative lens composed of a biconcave lens. The eighth lens L8 is a positive lens composed of a biconvex lens having a strong convex surface facing the object side, and an aspherical surface is formed on the object side surface (surface number 16) of the eighth lens L8. The third group optical system G3 configured by the fifth lens L5 to the eighth lens L84 has a positive focal length (positive refractive power) as a whole. The ninth lens L9 is a positive lens composed of a plano-convex lens having a convex surface facing the object side. The fourth group optical system G4 constituted solely by the ninth lens L9 naturally has a positive focal length.
Upon zooming between the short focal wide angle end and the long focal telephoto end, the variable distance between each group and the aperture stop FA, that is, the most image side surface of the first group optical system G1, that is, the first lens L1. The distance d1 between the image side surface (surface number 2) and the most object side surface of the second group optical system G2, that is, the object side surface (surface number 3) of the second lens L2, the second group optical system The distance d2 between the most image side surface of G2, that is, the image side surface (surface number 8) of the fourth lens L4 and the surface of the aperture FA (surface number 9), the surface of the aperture FA (surface number 9), The distance d3 from the most object side surface of the third group optical system G3, that is, the object side surface (surface number 10) of the fifth lens L5, the most image side surface of the third group optical system G3, that is, the eighth lens. L8 image side surface (surface number 17) and the most object side surface of the fourth group optical system G4, that is, the object side surface of the ninth lens L9 (surface number 18) Interval d4 of the changes.

短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第2群光学系G2がその位置を固定的に保持し、この短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第1群光学系G1が物体側に向かって単調に移動し、絞りFAが物体側に向かって単調に移動し、第3群光学系G3が物体側に向かって単調に移動し、そして第4群光学系G5が像側に向かって単調に移動するように、少なくとも第1群光学系G1、第3群光学系G3、絞りFAおよび第4群光学系G4が移動する。
この実施例4においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.14〜17.14,F=2.13〜3.58,ω=43.44〜14.92の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
At the time of zooming from the short focus end to the long focus end, the second group optical system G2 holds the position in a fixed manner, and with the zooming from the short focus end to the long focus end, the first group optical system G1 monotonously moves toward the object side, the aperture FA monotonously moves toward the object side, the third group optical system G3 monotonously moves toward the object side, and the fourth group optical system G5 At least the first group optical system G1, the third group optical system G3, the stop FA, and the fourth group optical system G4 move so as to move monotonously toward the image side.
In the fourth embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 5.14 to 17.14, F = 2.13 to 3.58, and ω = It varies in the range of 43.44 to 14.92. The characteristics of each optical surface are as shown in the following table.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

表10において面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した第3面、第8面、第10面および第17面の各光学面が非球面であり、各非球面の(1)式におけるパラメータは次表の通りである。   In Table 10, the optical surfaces of the third surface, the eighth surface, the tenth surface, and the seventeenth surface indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number are aspherical surfaces. The parameters in the formula are as follows.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

第1群光学系G1と第2群光学系G2との間の可変間隔d1、第2群光学系G2と絞りFAとの間の可変間隔d2、絞りFAと第3群光学系G3との間の可変間隔d3、そして第3群光学系G3と第4群光学系G4との間の可変間隔d4は、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。   The variable distance d1 between the first group optical system G1 and the second group optical system G2, the variable distance d2 between the second group optical system G2 and the stop FA, and between the stop FA and the third group optical system G3 The variable interval d3 and the variable interval d4 between the third group optical system G3 and the fourth group optical system G4 are changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2006079004
Figure 2006079004

また、この実施例4における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、次の通りとなる。
条件式のパラメータ値:
tan−1(fw/h)=42.19
|f2|/f3=0.752
したがって、この実施例4における先に述べた条件式に係るパラメータ値は、条件式の範囲内である。
図5〜図7は、上述した実施例1に係る図1に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、このうち、図5は、短焦点広角端における収差曲線図、図6は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図7は、長焦点望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
Further, the parameter values related to the conditional expressions described in the fourth embodiment are as follows.
Conditional parameter value:
tan −1 (fw / h) = 42.19
| F2 | /f3=0.552
Therefore, the parameter values related to the conditional expressions described in the fourth embodiment are within the range of the conditional expressions.
5 to 7 show aberration curves of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration in the zoom lens shown in FIG. 1 according to Example 1 described above, and among these, FIG. FIG. 6 is an aberration curve diagram at the intermediate focal length, and FIG. 7 is an aberration curve diagram at the long focus telephoto end. In each aberration curve diagram, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, the broken line represents meridional, the thick line represents the d line, and the thin line represents the g line.

図8〜図10は、上述した実施例2に係る図2に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図8は、短焦点広角端における収差曲線図、図9は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図10は、長焦点望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
図11〜図13は、上述した実施例3に係る図3に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図11は、短焦点広角端における収差曲線図、図12は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図13は、長焦点望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
8 to 10 show aberration curves of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration in the zoom lens shown in FIG. 2 according to Example 2 described above, and FIG. FIG. 9 is an aberration curve diagram at the intermediate focal length, and FIG. 10 is an aberration curve diagram at the long focal telephoto end. Also in this case, in each aberration curve diagram, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, the broken line represents meridional, the thick line represents the d line, and the thin line represents the g line. .
11 to 13 show aberration curves of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration in the zoom lens shown in FIG. 3 according to Example 3 described above, and FIG. FIG. 12 is an aberration curve diagram at the intermediate focal length, and FIG. 13 is an aberration curve diagram at the long focal telephoto end. Also in this case, in each aberration curve diagram, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, the broken line represents meridional, the thick line represents the d line, and the thin line represents the g line. .

そして、図14〜図16は、上述した実施例4に係る図4に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図14は、短焦点広角端における収差曲線図、図15は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図16は、長焦点望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
これらの図5〜図16の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例1〜実施例4に係る図1〜図4に示した構成のズームレンズでは、いずれも収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
14 to 16 show aberration curve diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration in the zoom lens shown in FIG. 4 according to Example 4 described above, and FIG. FIG. 15 is an aberration curve diagram at the intermediate focal length, and FIG. 16 is an aberration curve diagram at the long focal telephoto end. Also in this case, in each aberration curve diagram, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, the broken line represents meridional, the thick line represents the d line, and the thin line represents the g line. .
According to the aberration curve diagrams of FIGS. 5 to 16, all the zoom lenses having the configurations shown in FIGS. 1 to 4 according to the first to fourth embodiments of the present invention described above are corrected favorably. It can be seen that it is suppressed or suppressed.

[第2の実施の形態]
次に、上述した実施例1〜実施例4に示されたような本発明に係るズームレンズを撮影光学系として採用してカメラを構成した本発明の第2の実施の形態について図17〜図20を参照して説明する。図17は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す撮影レンズ鏡胴を沈胴させて収納した状態における斜視図、図18は、図17のカメラの外観を示す撮影レンズ鏡胴を突出させた撮影状態における斜視図、図19は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図20は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
図17、図18および図19に示すように、カメラは、撮影レンズ101、シャッタボタン102、ズームレバー103、ファインダ104、ストロボ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、電源スイッチ108、メモリおよび通信カードスロット109等を備えている。さらに、図20に示すように、カメラは、受光素子201、信号処理装置202、画像処理装置203、中央演算装置(CPU)204、半導体メモリ205および通信カード等206も備えている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention in which the zoom lens according to the present invention as shown in the first to fourth embodiments described above is employed as a photographing optical system to constitute a camera will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a perspective view of the object, that is, a photographic lens barrel showing the appearance of the camera viewed from the front side that is the subject side, in a retracted state and FIG. FIG. 19 is a perspective view showing the external appearance of the camera as seen from the back side that is the photographer side, and FIG. 20 is a block diagram showing the functional configuration of the camera. . Although a camera is described here, a camera in which a camera function is incorporated in a personal digital assistant such as a so-called PDA (personal data assistant) or a mobile phone has recently appeared. Such a portable information terminal device also includes substantially the same function and configuration as a camera although the appearance is slightly different. Even if the zoom lens according to the present invention is adopted in such a portable information terminal device, Good.
As shown in FIGS. 17, 18 and 19, the camera includes a photographing lens 101, a shutter button 102, a zoom lever 103, a viewfinder 104, a strobe 105, a liquid crystal monitor 106, an operation button 107, a power switch 108, a memory and a communication card. A slot 109 and the like are provided. Furthermore, as shown in FIG. 20, the camera also includes a light receiving element 201, a signal processing device 202, an image processing device 203, a central processing unit (CPU) 204, a semiconductor memory 205, a communication card 206, and the like.

カメラは、撮影レンズ101とCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子201を有しており、撮影光学系である撮影レンズ101によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子201によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ101としては、第1〜第4の実施例において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる。具体的には、ズームレンズを構成する光学要素であるレンズ等を用いてレンズユニットを構成する。このレンズユニットは、各レンズ等を、少なくともレンズ群毎に移動操作し得るように保持する機構を有する。カメラに組み込まれる撮影レンズ101は、通常の場合、このレンズユニットの形で組み込まれる。
受光素子201の出力は、中央演算装置204によって制御される信号処理装置202によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置202によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置204によって制御される画像処理装置203において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ205に記録される。この場合、半導体メモリ205は、メモリおよび通信カードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ205に記録されている画像を表示することもできる。
The camera includes a photographic lens 101 and a light receiving element 201 as an area sensor such as a CCD (charge coupled device) imaging device, and is an object to be photographed, that is, a subject formed by the photographic lens 101 that is a photographing optical system. The image is read by the light receiving element 201. As the photographing lens 101, the zoom lens according to the present invention as described in the first to fourth embodiments is used. Specifically, the lens unit is configured using a lens or the like that is an optical element configuring the zoom lens. This lens unit has a mechanism for holding each lens or the like so that it can be moved and operated at least for each lens group. The photographing lens 101 incorporated in the camera is usually incorporated in the form of this lens unit.
The output of the light receiving element 201 is processed by the signal processing device 202 controlled by the central processing unit 204 and converted into digital image information. The image information digitized by the signal processing device 202 is subjected to predetermined image processing in the image processing device 203 which is also controlled by the central processing unit 204 and then recorded in the semiconductor memory 205 such as a nonvolatile memory. In this case, the semiconductor memory 205 may be a memory card loaded in the memory and communication card slot 109 or a semiconductor memory built in the camera body. The liquid crystal monitor 106 can display an image being photographed, or can display an image recorded in the semiconductor memory 205.

また、半導体メモリ205に記録した画像は、メモリおよび通信カードスロット109に装填した通信カード等206を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には図17に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ108を操作して電源を投入すると、図18に示すように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。このとき、撮影レンズ101の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点端の配置となっており、ズームレバー103を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、長焦点端への変倍動作を行うことができる。なお、ファインダ104の光学系も撮影レンズ101の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係る正−負−正−正の4群で構成されるズームレンズ(請求項1〜請求項9で定義され、あるいは実施例1〜実施例4に示されたズームレンズ)におけるフォーカシングは、第4群光学系G4の移動、または受光素子の移動などによって行うことができる。シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
The image recorded in the semiconductor memory 205 can also be transmitted to the outside via the memory and the communication card 206 loaded in the communication card slot 109.
When the camera is carried, the taking lens 101 is in a retracted state as shown in FIG. 17 and is buried in the camera body. When the user operates the power switch 108 to turn on the power, as shown in FIG. The lens barrel is extended and protrudes from the camera body. At this time, in the lens barrel of the photographing lens 101, the optical systems of the respective groups constituting the zoom lens are, for example, arranged at the short focal end, and by operating the zoom lever 103, the optical systems of the respective groups of optical systems are arranged. The arrangement can be changed, and the zooming operation to the long focal end can be performed. Note that it is desirable that the optical system of the finder 104 is also scaled in conjunction with the change in the angle of view of the photographing lens 101.
In many cases, focusing is performed by half-pressing the shutter button 102. Focusing in the zoom lens (the zoom lens defined in claims 1 to 9 or shown in the first to fourth embodiments) constituted by four groups of positive-negative-positive-positive according to the present invention is as follows. The fourth group optical system G4 can be moved, or the light receiving element can be moved. When the shutter button 102 is further pushed down to the fully depressed state, photographing is performed, and then the processing as described above is performed.

半導体メモリ205に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等206を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ205および通信カード等206は、メモリおよび通信カードスロット109等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ101が沈胴状態にあるときには、ズームレンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良く、複数群の光学系を並列的に収納されるような機構とすれば、カメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、実施例1〜実施例4に示されたようなズームレンズを用いた撮影レンズ101を撮影光学系として使用することができる。したがって、300万画素〜500万画素クラスの受光素子を使用した高画質で小型のカメラまたは携帯情報端末装置を実現することができる。
When the image recorded in the semiconductor memory 205 is displayed on the liquid crystal monitor 106 or transmitted to the outside via the communication card 206 or the like, the operation button 107 is operated in a predetermined manner. The semiconductor memory 205 and the communication card 206 are used by being loaded into dedicated or general-purpose slots such as the memory and communication card slot 109, respectively.
When the photographic lens 101 is in the retracted state, the zoom lens groups do not necessarily have to be aligned on the optical axis, and a mechanism that accommodates a plurality of optical systems in parallel can be used. Further thinning of the camera can be realized.
As described above, the photographing lens 101 using the zoom lens as described in the first to fourth embodiments can be used as the photographing optical system in the camera or the portable information terminal device as described above. Accordingly, it is possible to realize a small camera or a portable information terminal device with high image quality using a light receiving element of 3 to 5 million pixel class.

本発明の実施例1に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。1 is a cross-sectional view along an optical axis schematically showing the configuration of an optical system of a zoom lens according to Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。It is sectional drawing along the optical axis which shows typically the structure of the optical system of the zoom lens which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。It is sectional drawing along the optical axis which shows typically the structure of the optical system of the zoom lens which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。It is sectional drawing along the optical axis which shows typically the structure of the optical system of the zoom lens which concerns on Example 4 of this invention. 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 3 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the short focal point of the zoom lens according to Example 1 of the present invention shown in FIG. 1. 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 3 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 1 of the present invention shown in FIG. 1. 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 2 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the long focal end of the zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 1. 図2に示す本発明の実施例2によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 5 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the short focal point of the zoom lens according to Example 2 of the present invention shown in FIG. 2. 図2に示す本発明の実施例2によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 5 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 2 of the present invention shown in FIG. 2. 図2に示す本発明の実施例2によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 5 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the long focal end of the zoom lens according to Example 2 of the present invention shown in FIG. 2. 図3に示す本発明の実施例3によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the short focal end of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention shown in FIG. 3. 図3に示す本発明の実施例3によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention shown in FIG. 3. 図3に示す本発明の実施例3によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the long focal end of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention shown in FIG. 3. 図4に示す本発明の実施例4によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 5 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the short focal end of the zoom lens according to Embodiment 4 of the present invention shown in FIG. 4. 図4に示す本発明の実施例4によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 5 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Embodiment 4 of the present invention shown in FIG. 4. 図4に示す本発明の実施例4によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the long focal end of the zoom lens according to Embodiment 4 of the present invention shown in FIG. 4. 本発明に係るカメラの実施の形態の外観構成を模式的に示す物体側から見た斜視図であり、撮影レンズがカメラのボディー内に沈胴埋没している状態を示している。It is the perspective view seen from the object side which shows typically the appearance composition of the embodiment of the camera concerning the present invention, and shows the state where the photographing lens was buried in the body of the camera. 図17におけるカメラの撮影レンズがボディーから突出している状態を示す外観構成を模式的に示す物体側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the object side which shows typically the external appearance structure which shows the state which the imaging lens of the camera in FIG. 17 protrudes from the body. 図17のカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the photographer side which shows typically the external appearance structure of the camera of FIG. 図17のカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the function structure of the camera of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

G1 第1群光学系
G2 第2群光学系
G3 第3群光学系
G4 第4群光学系
L1〜L9 第1レンズ〜第9レンズ
FA 絞り
OF1,OF2 フィルタ
CG カバーガラス
101 撮影レンズ
102 シャッタボタン
103 ズームレバー
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリおよび通信カードスロット
201 受光素子(エリアセンサ)
202 信号処理装置
203 画像処理装置
204 中央演算装置(CPU)
205 半導体メモリ
206 通信カード等
d1,d2,d3,d4 間隔
G1 First group optical system G2 Second group optical system G3 Third group optical system G4 Fourth group optical system L1 to L9 First lens to ninth lens FA Aperture OF1, OF2 Filter CG Cover glass 101 Shooting lens 102 Shutter button 103 Zoom lever 104 Viewfinder 105 Strobe 106 LCD monitor 107 Operation button 108 Power switch 109 Memory and communication card slot 201 Light receiving element (area sensor)
202 Signal Processing Unit 203 Image Processing Unit 204 Central Processing Unit (CPU)
205 Semiconductor memory 206 Communication card, etc. d1, d2, d3, d4 interval

Claims (11)

物体側から、順次、正の焦点距離を有する第1群光学系と、負の焦点距離を有する第2群光学系と、正の焦点距離を有する第3群光学系と、正の焦点距離を有する第4群光学系とを配置してなるズームレンズにおいて、
前記第1群光学系は1枚の正レンズで構成されるとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端への変倍に伴って前記第1群光学系、第3群光学系および第4群光学系が光軸上を移動し、且つ前記第2群光学系は、像面に対して固定的に配置されていることを特徴とするズームレンズ。
The first group optical system having a positive focal length, the second group optical system having a negative focal length, the third group optical system having a positive focal length, and the positive focal length in order from the object side In a zoom lens comprising a fourth group optical system having
The first group optical system is composed of a single positive lens, and the first group optical system, the third group optical system, and the fourth group accompanying zooming from the short focus wide angle end to the long focus telephoto end. A zoom lens, wherein an optical system moves on an optical axis, and the second group optical system is fixedly arranged with respect to an image plane.
前記短焦点広角端の焦点距離をfwとし、結像する像の最大像高をhとして、
条件式:
35<tan−1(fw/h)
を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
The focal length of the short focal wide angle end is fw, the maximum image height of the image to be formed is h,
Conditional expression:
35 <tan −1 (fw / h)
The zoom lens according to claim 1, wherein:
前記第i群光学系(i=1〜3)の焦点距離をfiとして、
条件式:
0.6<|f2|/f3<0.8
を満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のズームレンズ。
If the focal length of the i-th group optical system (i = 1 to 3) is fi,
Conditional expression:
0.6 <| f2 | / f3 <0.8
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens satisfies the following.
前記第1群光学系を構成する正レンズが、屈折率Ndおよびアッベ数νdについて、
条件式:
Nd>1.55
νd > 55
を満足する硝材により形成されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
The positive lens constituting the first group optical system has a refractive index Nd and an Abbe number νd.
Conditional expression:
Nd> 1.55
νd> 55
4. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is formed of a glass material that satisfies the above.
前記第2群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成したことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズ。   5. The zoom lens according to claim 1, wherein an optical surface closest to the object side of the second group optical system is configured as an aspherical surface. 前記第1群光学系の最も物体側の光学面を非球面として構成したことを特徴とする請求項5に記載のズームレンズ。   6. The zoom lens according to claim 5, wherein an optical surface closest to the object side of the first group optical system is an aspherical surface. 前記第3群光学系が接合レンズを含むことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズ。   The zoom lens according to claim 1, wherein the third group optical system includes a cemented lens. 前記第3群光学系の最も像側の光学面を非球面として構成したことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズ。   The zoom lens according to claim 1, wherein an optical surface closest to the image side of the third group optical system is an aspherical surface. 前記第4群光学系の光軸方向の移動によりフォーカシングを行う構成としたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズ。   9. The zoom lens according to claim 1, wherein focusing is performed by moving the fourth group optical system in an optical axis direction. 10. 撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことを特徴とするカメラ。   A camera comprising the zoom lens according to any one of claims 1 to 9 as a photographing optical system. カメラ機能部を有し、且つ該カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズを含むことを特徴とする携帯情報端末装置。   A portable information terminal device having a camera function unit and including the zoom lens according to claim 1 as a photographing optical system of the camera function unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010176016A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Nikon Corp Wide-angle lens, imaging apparatus, and method for manufacturing the wide-angle lens
JP2013210571A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Olympus Imaging Corp Zoom lens and imaging apparatus including the same

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