JP2006139164A - Variable power optical system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable power optical system realizing miniaturization and high performance while restraining error sensitivity, and an imaging apparatus equipped with the same. <P>SOLUTION: The variable power optical system for forming the optical image of an object on the light receiving surface of an imaging device so that power can be varied includes at least a 1st lens group GR1 having negative power and a 2nd lens group GR2 having positive power in order from an object side, and is constituted so that space between the 1st lens group GR1 and the 2nd lens group GR2 may be changed in varying the power. The 1st lens group GR1 comprises two or less lenses, and the 2nd lens group GR2 comprises three or less lenses, and the refractive index of at least one lens in the 2nd lens group GR2 is ≥1.85. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は変倍光学系に関するものであり、例えば、被写体の映像を撮像素子で取り込む画像入力機能付きデジタル機器に適した変倍光学系(なかでも小型で高変倍のズームレンズ系)と、それを備えた撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a variable magnification optical system, for example, a variable magnification optical system suitable for a digital device with an image input function for capturing an image of a subject with an image sensor (among others, a small zoom lens system having a high variable magnification), The present invention relates to an image pickup apparatus including the same.

近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、手軽に画像を取り込めるデジタルカメラが普及しつつある。それに伴い、より小型のデジタルカメラが求められるようになってきており、撮影レンズ系にもより一層の小型化が要望されている。一方、撮像素子の画素数が年々増加の傾向にあるため、撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能と、製品サイクルの短縮に対応できる作り易さと、が撮影レンズ系に求められている。また、一般向けのデジタルカメラにおいても画像の変倍、特に画像劣化の少ない光学変倍が望まれているため、小型化，高性能化及び高変倍化の要求に応えるべく様々なタイプのズームレンズ系が従来より提案されている。例えば特許文献１には、第１レンズ群がレンズ３枚構成で第２レンズ群がレンズ３枚構成の３成分ズームレンズ系が提案されている。特許文献２には、第１レンズ群がレンズ２枚構成で第２レンズ群がレンズ４枚構成の３成分ズームレンズ系が提案されている。
特開２００１−２１５４０９号公報 特開２００２−３７２６６７号公報 In recent years, with the spread of personal computers, digital cameras that can easily capture images are becoming popular. Along with this, a smaller digital camera has been demanded, and further downsizing of the photographing lens system has been demanded. On the other hand, since the number of pixels of the image sensor tends to increase year by year, the photographic lens system is required to have high optical performance corresponding to the increase in the number of pixels of the image sensor and ease of manufacturing that can correspond to shortening of the product cycle. . Also, digital zoom for general use is demanded for zooming of images, especially optical zooming with little image degradation, so various types of zooms are available to meet the demands of miniaturization, high performance and high zooming. Conventionally, a lens system has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a three-component zoom lens system in which a first lens group has a three-lens configuration and a second lens group has a three-lens configuration. Patent Document 2 proposes a three-component zoom lens system in which the first lens group has two lenses and the second lens group has four lenses.
JP 2001-215409 A JP 2002-372667 A

しかし、特許文献１，２で提案されているような従来のズームレンズ系では、誤差感度やレンズ枚数との関係から光学性能のバランスが考慮されていない。したがって、小型化，高性能化及び作り易さという相反する要求に同時に応えることは困難である。   However, in the conventional zoom lens systems proposed in Patent Documents 1 and 2, the balance of optical performance is not considered from the relationship with error sensitivity and the number of lenses. Therefore, it is difficult to simultaneously meet the conflicting demands of miniaturization, high performance, and ease of manufacture.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、誤差感度を抑えながら小型化及び高性能化を達成した変倍光学系と、それを備えた撮像装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a variable magnification optical system that achieves miniaturization and high performance while suppressing error sensitivity, and an imaging apparatus including the same. There is.

上記目的を達成するために、第１の発明の変倍光学系は、撮像素子の受光面上に物体の光学像を変倍可能に形成するための変倍光学系であって、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、を少なくとも含み、変倍において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔を変化させる構成になっており、前記第１レンズ群のレンズ枚数が２枚以下であり、前記第２レンズ群のレンズ枚数が３枚以下であり、前記第２レンズ群の少なくとも１枚のレンズの屈折率が１．８５以上であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a variable magnification optical system according to a first aspect of the present invention is a variable magnification optical system for forming an optical image of an object on a light receiving surface of an image sensor so that the magnification can be changed. In order, the first lens group having a negative power and the second lens group having a positive power are at least included, and the distance between the first lens group and the second lens group is changed during zooming. The number of lenses of the first lens group is 2 or less, the number of lenses of the second lens group is 3 or less, and the refractive index of at least one lens of the second lens group is 1. .85 or more.

第２の発明の変倍光学系は、上記第１の発明において、前記第２レンズ群を構成しているレンズの平均屈折率が１．８以上であることを特徴とする。   A variable magnification optical system according to a second invention is characterized in that, in the first invention, an average refractive index of the lenses constituting the second lens group is 1.8 or more.

第３の発明の変倍光学系は、上記第１又は第２の発明において、前記第２レンズ群において最も物体側に位置するレンズの屈折率が１．８以上であることを特徴とする。   The zoom optical system according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, the refractive index of the lens located closest to the object side in the second lens group is 1.8 or more.

第４の発明の変倍光学系は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第２レンズ群において最も物体側に位置するレンズが非球面形状を有することを特徴とする。   A variable magnification optical system according to a fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, a lens located closest to the object side in the second lens group has an aspherical shape.

第５の発明の変倍光学系は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第２レンズ群内にプラスチックレンズを有することを特徴とする。   A variable magnification optical system according to a fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, a plastic lens is provided in the second lens group.

第６の発明の変倍光学系は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第２レンズ群内に接合レンズを有することを特徴とする。   A variable magnification optical system according to a sixth invention is characterized in that, in any one of the first to fifth inventions, a cemented lens is provided in the second lens group.

第７の発明の変倍光学系は、上記第６の発明において、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
15＜Δνｄ＜30 …(1)
ただし、
Δνｄ：接合レンズを構成しているレンズの分散の差、
である。 A variable magnification optical system according to a seventh aspect of the invention is characterized in that, in the sixth aspect of the invention, the following conditional expression (1) is satisfied.
15 <Δνd <30 (1)
However,
Δνd: difference in dispersion of lenses constituting the cemented lens,
It is.

第８の発明の変倍光学系は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記第２レンズ群の像側に正のパワーを有する第３レンズ群を最終レンズ群として有することを特徴とする。   A variable magnification optical system according to an eighth aspect of the present invention includes the third lens group having a positive power on the image side of the second lens group as the final lens group in any one of the first to seventh aspects of the invention. It is characterized by.

第９の発明の変倍光学系は、上記第８の発明において、以下の条件式(2)を満足することを特徴とする。
1.5＜f3／√(fw・ft)＜6 …(2)
ただし、
f3：第３レンズ群の焦点距離、
fw：広角端での変倍光学系全体の焦点距離、
ft：望遠端での変倍光学系全体の焦点距離、
である。 A variable magnification optical system according to a ninth aspect of the invention is characterized in that, in the eighth aspect of the invention, the following conditional expression (2) is satisfied.
1.5 <f3 / √ (fw · ft) <6 (2)
However,
f3: focal length of the third lens group,
fw: Focal length of the entire variable magnification optical system at the wide-angle end,
ft: focal length of the entire zooming optical system at the telephoto end
It is.

第１０の発明の撮像装置は、第１〜第９のいずれか１つの発明に係る変倍光学系を備えたことを特徴とする。   An image pickup apparatus according to a tenth aspect includes the variable power optical system according to any one of the first to ninth aspects.

本発明によれば、負・正で始まる変倍光学系において、第１，第２レンズ群のレンズ枚数と第２レンズ群に用いるレンズの屈折率とが所定の条件を満たした構成になっているため、誤差感度を抑えながら変倍光学系の小型化及び高性能化を達成することが可能である。したがって、小型かつ高性能でありながら製造の容易な変倍光学系を備えた撮像装置を実現することができる。そして、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラ，携帯情報機器等の機器に用いれば、これらの機器の薄型・軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。   According to the present invention, in the variable magnification optical system starting with negative / positive, the number of lenses of the first and second lens groups and the refractive index of the lens used for the second lens group satisfy a predetermined condition. Therefore, it is possible to achieve miniaturization and high performance of the variable magnification optical system while suppressing error sensitivity. Therefore, it is possible to realize an imaging apparatus including a variable magnification optical system that is small and has high performance but can be easily manufactured. If the imaging device according to the present invention is used in devices such as digital cameras and portable information devices, it can contribute to thinning, light weight, compactness, low cost, high performance, high functionality, etc. of these devices. it can.

以下、本発明を実施した変倍光学系，撮像装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る撮像装置は、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する光学装置であって、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成すものである。そのようなカメラの例としては、デジタルカメラ；ビデオカメラ；監視カメラ；車載カメラ；テレビ電話用カメラ；ドアホーン用カメラ；パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)，これらの周辺機器(マウス，スキャナー，プリンター等)，その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することも可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。   Hereinafter, a variable magnification optical system, an imaging apparatus, and the like embodying the present invention will be described with reference to the drawings. An imaging apparatus according to the present invention is an optical apparatus that optically captures an image of a subject and outputs it as an electrical signal, and constitutes a main component of a camera used for still image shooting and moving image shooting of a subject. is there. Examples of such a camera include a digital camera; a video camera; a surveillance camera; an in-vehicle camera; a videophone camera; a doorphone camera; a personal computer, a mobile computer, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), These peripheral devices (mouse, scanner, printer, etc.), and cameras built in or externally attached to other digital devices can be mentioned. As can be seen from these examples, it is possible not only to configure a camera by using an imaging apparatus, but also to add a camera function by mounting the imaging apparatus on various devices. For example, a digital device with an image input function such as a mobile phone with a camera can be configured.

なお、従来「デジタルカメラ」の語は、専ら光学的な静止画を記録するものを指していたが、静止画と動画を同時に扱えるデジタルスチルカメラや家庭用デジタルムービーカメラも提案されており、現在では特に区別されなくなってきている。したがって「デジタルカメラ」の語は、デジタルスチルカメラ，デジタルムービーカメラ，ウェッブカメラ(オープン型・プライベート型を問わず、ネットワークに接続されて画像の送受信を可能にする機器に接続されるカメラであって、ネットワークに直接接続されるもの、パーソナルコンピュータ等の情報処理機能を有する機器を介して接続されるもの、の両方を含む。)等のように、光学像を形成する撮影レンズ系，その光学像を電気映像信号に変換する撮像素子等を備えた撮像装置を主たる構成要素とするカメラすべてを含むものとする。   The term “digital camera” used to refer to the recording of optical still images, but digital still cameras and home digital movie cameras that can handle still images and movies simultaneously have been proposed. In particular, it has become indistinguishable. Therefore, the term “digital camera” means a digital still camera, digital movie camera, or web camera (whether an open type or a private type, a camera that is connected to a network and connected to a device that enables image transmission / reception). , And the like, including those directly connected to a network and those connected via a device having an information processing function such as a personal computer.) It is assumed that all cameras having an imaging device including an imaging device or the like for converting a video signal as an electric video signal as main components are included.

図１３に、撮像装置ＬＵの構成例を示す。この撮像装置ＬＵは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(ＩＭ：像面)を変倍可能に形成するズームレンズ系(撮影レンズ系としての変倍光学系に相当する。ＳＴ：絞り)ＴＬと、平行平面板ＰＴ(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター；撮像素子ＳＲのカバーガラス等に相当する。)と、ズームレンズ系ＴＬにより受光面ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲとを備えており、デジタルカメラ，携帯情報機器(つまり、携帯電話，ＰＤＡ等の小型で携帯可能な情報機器端末)等に相当するデジタル機器ＣＵの一部を成している。この撮像装置ＬＵでデジタルカメラを構成する場合、通常そのカメラのボディ内部に撮像装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像装置ＬＵをカメラボディに対して着脱自在又は回動自在に構成してもよく、ユニット化した撮像装置ＬＵを携帯情報機器(携帯電話，ＰＤＡ等)に対して着脱自在又は回動自在に構成してもよい。   FIG. 13 shows a configuration example of the imaging device LU. This imaging device LU corresponds to a zoom lens system (a variable magnification optical system as a photographing lens system) that forms an optical image (IM: image plane) of an object in order from the object (namely, subject) side so that the magnification can be changed. : Stop) TL, parallel plane plate PT (optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter arranged as necessary; corresponding to a cover glass of the image sensor SR), and a zoom lens system TL And an image sensor SR that converts the optical image IM formed on the light receiving surface SS into an electrical signal, and is a small and portable information such as a digital camera, a portable information device (that is, a cellular phone, a PDA, etc.). A part of a digital device CU corresponding to a device terminal). When a digital camera is configured with this image pickup device LU, the image pickup device LU is usually arranged inside the body of the camera. However, when realizing the camera function, it is possible to adopt a form as necessary. is there. For example, the unitized imaging device LU may be configured to be detachable or rotatable with respect to the camera body, and the unitized imaging device LU may be detachable with respect to a portable information device (cell phone, PDA, etc.) or You may comprise so that rotation is possible.

ズームレンズ系ＴＬは複数のレンズ群から成っており、少なくとも１つのレンズ群が光軸ＡＸに沿って移動し、少なくとも１つのレンズ群間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)を行う構成になっている。後述する第１〜第３の実施の形態では、ズームレンズ系ＴＬが負・正・正の３成分ズーム構成になっており、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２が移動群を構成しており、第３レンズ群ＧＲ３が固定群を構成している。また、後述する第４〜第６の実施の形態では、ズームレンズ系ＴＬが負・正・正の３成分ズーム構成になっており、３成分とも移動群を構成している。なお、使用する撮影レンズ系はズームレンズ系ＴＬに限らない。ズームレンズ系ＴＬの代わりに、他のタイプの変倍光学系(例えば、バリフォーカルレンズ系，複数焦点距離切り替え型レンズ等の焦点距離可変の結像光学系)を撮影レンズ系として用いてもよい。   The zoom lens system TL includes a plurality of lens groups, and at least one lens group moves along the optical axis AX, and performs zooming (ie, zooming) by changing at least one lens group interval. It has become. In the first to third embodiments described later, the zoom lens system TL has a negative / positive / positive three-component zoom configuration, and the first lens group GR1 and the second lens group GR2 constitute a moving group. The third lens group GR3 constitutes a fixed group. In the fourth to sixth embodiments to be described later, the zoom lens system TL has a negative / positive / positive three-component zoom configuration, and the three components constitute a moving group. The taking lens system to be used is not limited to the zoom lens system TL. Instead of the zoom lens system TL, another type of variable power optical system (for example, a variable focal length imaging optical system such as a varifocal lens system or a multiple focal length switching type lens) may be used as a photographing lens system. .

撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられる。そして、ズームレンズ系ＴＬにより(撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に)形成された光学像は、撮像素子ＳＲにより電気的な信号に変換される。撮像素子ＳＲで生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されてデジタル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。   As the imaging element SR, for example, a solid-state imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor having a plurality of pixels is used. Then, the optical image formed by the zoom lens system TL (on the light receiving surface SS of the image sensor SR) is converted into an electrical signal by the image sensor SR. The signal generated by the image sensor SR is subjected to predetermined digital image processing, image compression processing, etc. as necessary, and recorded as a digital video signal in a memory (semiconductor memory, optical disk, etc.), or in some cases via a cable. Or converted into an infrared signal and transmitted to another device.

なお、図１３に示す撮像装置ＬＵでは、ズームレンズ系ＴＬによって拡大側の被写体から縮小側の撮像素子ＳＲへの縮小投影が行われるが、撮像素子ＳＲの代わりに２次元画像を表示する表示素子(例えば液晶表示素子)を用い、ズームレンズ系ＴＬを投影レンズ系として使用すれば、縮小側の画像表示面から拡大側のスクリーン面への拡大投影を行う画像投影装置を構成することができる。つまり、以下に説明する各実施の形態のズームレンズ系ＴＬは、撮影レンズ系としての使用に限らず、投影レンズ系としても好適に使用することが可能である。   In the imaging apparatus LU shown in FIG. 13, the zoom lens system TL performs reduction projection from the enlargement subject to the reduction-side imaging element SR, but a display element that displays a two-dimensional image instead of the imaging element SR. If a zoom lens system TL is used as a projection lens system using a liquid crystal display element (for example, a liquid crystal display element), an image projection apparatus that performs enlargement projection from a reduction-side image display surface to a magnification-side screen surface can be configured. In other words, the zoom lens system TL of each embodiment described below can be suitably used not only as a photographing lens system but also as a projection lens system.

図１〜図６は、第１〜第６の実施の形態を構成するズームレンズ系ＴＬにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、広角端(Ｗ)でのレンズ配置を光学断面で示している。各レンズ構成図中、ｒｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)が付された面は物体側から数えてｉ番目の面(ｒｉに＊印が付された面は非球面)であり、ｄｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)が付された軸上面間隔は、物体側から数えてｉ番目の軸上面間隔のうち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。第１〜第３の実施の形態のレンズ構成図(図１〜図３)中、矢印ｍ１，ｍ２は広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおける第１レンズ群ＧＲ１，第２レンズ群ＧＲ２の移動をそれぞれ模式的に示しており、矢印ｍ３は第３レンズ群ＧＲ３と平行平面板ＰＴがズーミングにおいて位置固定であることを示している。また、第４〜第６の実施の形態のレンズ構成図(図４〜図６)中、矢印ｍ１，ｍ２，ｍ３は広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおける第１レンズ群ＧＲ１，第２レンズ群ＧＲ２，第３レンズ群ＧＲ３の移動をそれぞれ模式的に示しており、矢印ｍｐは平行平面板ＰＴがズーミングにおいて位置固定であることを示している。なお、いずれの実施の形態においても第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間には絞りＳＴが配置されており、絞りＳＴは第２レンズ群ＧＲ２と共にズーム移動する構成(矢印ｍ２)になっている。   1 to 6 are lens configuration diagrams corresponding to the zoom lens systems TL constituting the first to sixth embodiments, respectively, and the lens arrangement at the wide angle end (W) is shown in an optical section. In each lens configuration diagram, the surface with ri (i = 1, 2, 3,...) Is the i-th surface counted from the object side (the surface with ri marked with * is an aspheric surface). In addition, the axial upper surface interval with di (i = 1, 2, 3,...) Is a variable interval that changes during zooming among the i-th axial upper surface interval counted from the object side. In the lens configuration diagrams of the first to third embodiments (FIGS. 1 to 3), arrows m1 and m2 indicate the first lens groups GR1 and GR2 in zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T). The movement of the lens group GR2 is schematically shown, and the arrow m3 indicates that the position of the third lens group GR3 and the plane parallel plate PT is fixed during zooming. In the lens configuration diagrams of the fourth to sixth embodiments (FIGS. 4 to 6), the arrows m1, m2, and m3 indicate the first lens group in zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T). The movements of GR1, the second lens group GR2, and the third lens group GR3 are schematically shown, and the arrow mp indicates that the plane-parallel plate PT is fixed in zooming. In any of the embodiments, a stop ST is disposed between the first lens group GR1 and the second lens group GR2, and the stop ST is zoomed together with the second lens group GR2 (arrow m2). It has become.

第１〜第６の実施の形態のズームレンズ系ＴＬは、物体側から順に、負のパワー(パワー：焦点距離の逆数で定義される量)を有する第１レンズ群ＧＲ１と、絞りＳＴと、正のパワーを有する第２レンズ群ＧＲ２と、正のパワーを有する第３レンズ群ＧＲ３とから成り、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行う３成分ズーム構成になっている。そして、少なくとも第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２を可動群とするズーム構成を採用しており、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)までのズーミングにおいて少なくとも第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２が移動する構成になっている。各実施の形態のレンズ構成を以下に詳しく説明する。   The zoom lens system TL of the first to sixth embodiments includes, in order from the object side, a first lens group GR1 having negative power (power: an amount defined by the reciprocal of the focal length), a stop ST, The zoom lens includes a second lens group GR2 having a positive power and a third lens group GR3 having a positive power, and has a three-component zoom configuration in which zooming is performed by changing the distance between the lens groups. In addition, a zoom configuration is employed in which at least the first lens group GR1 and the second lens group GR2 are movable groups, and at least the first lens group GR1 and the first lens group in zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T). The two lens group GR2 is configured to move. The lens configuration of each embodiment will be described in detail below.

第１の実施の形態(図１)では、負・正・正の３成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、で構成されており、第２レンズ群ＧＲ２の物体側にはズーミングに際して第２レンズ群ＧＲ２と共に移動する絞りＳＴが配置されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズ１枚のみから成っている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１レンズ群ＧＲ１は像側への移動後に像側から物体側へＵターン移動し、第２レンズ群ＧＲ２は物体側へ単調に移動し、第３レンズ群ＧＲ３は像面ＩＭに対してズーム位置固定である。   In the first embodiment (FIG. 1), each lens group in the negative / positive / positive three-component zoom configuration is configured as follows. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens whose image side surface is an aspheric surface and a positive meniscus lens convex on the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens convex on the object side whose object side surface is an aspheric surface, a negative meniscus lens concave on the image side, and a biconvex positive lens. On the object side of the second lens group GR2, a stop ST that moves together with the second lens group GR2 during zooming is disposed. The third lens group GR3 is composed of only one biconvex positive lens whose object side surface is an aspherical surface. In zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T), the first lens group GR1 moves U-turn from the image side to the object side after moving toward the image side, and the second lens group GR2 monotonously toward the object side. The third lens group GR3 moves and the zoom position is fixed with respect to the image plane IM.

第２の実施の形態(図２)では、負・正・正の３成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、で構成されており、第２レンズ群ＧＲ２の物体側にはズーミングに際して第２レンズ群ＧＲ２と共に移動する絞りＳＴが配置されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズ１枚のみから成っている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１レンズ群ＧＲ１は像側への移動後に像側から物体側へＵターン移動し、第２レンズ群ＧＲ２は物体側へ単調に移動し、第３レンズ群ＧＲ３は像面ＩＭに対してズーム位置固定である。   In the second embodiment (FIG. 2), each lens group is configured as follows in a negative / positive / positive three-component zoom configuration. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens whose image side surface is an aspheric surface and a positive meniscus lens convex on the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens convex on the object side whose object side surface is an aspheric surface, a negative meniscus lens concave on the image side, and a biconvex positive lens. On the object side of the second lens group GR2, a stop ST that moves together with the second lens group GR2 during zooming is disposed. The third lens group GR3 is composed of only one biconvex positive lens whose object side surface is an aspherical surface. In zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T), the first lens group GR1 moves U-turn from the image side to the object side after moving toward the image side, and the second lens group GR2 monotonously toward the object side. The third lens group GR3 moves and the zoom position is fixed with respect to the image plane IM.

第３の実施の形態(図３)では、負・正・正の３成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凹の負メニスカスレンズと、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、で構成されており、第２レンズ群ＧＲ２の物体側にはズーミングに際して第２レンズ群ＧＲ２と共に移動する絞りＳＴが配置されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズ１枚のみから成っている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１レンズ群ＧＲ１は像側への移動後に像側から物体側へＵターン移動し、第２レンズ群ＧＲ２は物体側へ単調に移動し、第３レンズ群ＧＲ３は像面ＩＭに対してズーム位置固定である。   In the third embodiment (FIG. 3), each lens group is configured as follows in a negative / positive / positive three-component zoom configuration. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens whose image side surface is an aspheric surface and a positive meniscus lens convex on the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens convex on the object side whose object side surface is an aspheric surface, a negative meniscus lens concave on the image side, and a biconvex positive lens whose both surfaces are aspheric surfaces. A diaphragm ST that moves together with the second lens group GR2 during zooming is disposed on the object side of the second lens group GR2. The third lens group GR3 is composed of only one biconvex positive lens whose object side surface is an aspherical surface. In zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T), the first lens group GR1 moves U-turn from the image side to the object side after moving toward the image side, and the second lens group GR2 monotonously toward the object side. The third lens group GR3 moves and the zoom position is fixed with respect to the image plane IM.

第４の実施の形態(図４)では、負・正・正の３成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、物体側面が非球面から成る両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両面が非球面から成る物体側に凹の負メニスカスレンズと、で構成されており、第２レンズ群ＧＲ２の物体側にはズーミングに際して第２レンズ群ＧＲ２と共に移動する絞りＳＴが配置されている。第３レンズ群ＧＲ３は、両面が非球面から成る両凸の正レンズ１枚のみから成っている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１レンズ群ＧＲ１は像側への移動後に像側から物体側へＵターン移動し、第２レンズ群ＧＲ２は物体側へ単調に移動し、第３レンズ群ＧＲ３は物体側への移動後に物体側から像側へＵターン移動する。   In the fourth embodiment (FIG. 4), each lens unit is configured as follows in a negative / positive / positive three-component zoom configuration. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens that is concave on the image side whose image side surface is an aspheric surface, and a positive meniscus lens that is convex on the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a cemented lens composed of a biconvex positive lens whose object side surface is an aspheric surface and a biconcave negative lens, and a negative meniscus lens whose both surfaces are concave on the object side. A diaphragm ST that moves together with the second lens group GR2 during zooming is disposed on the object side of the second lens group GR2. The third lens group GR3 includes only one biconvex positive lens whose both surfaces are aspheric surfaces. In zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T), the first lens group GR1 moves U-turn from the image side to the object side after moving toward the image side, and the second lens group GR2 monotonously toward the object side. The third lens group GR3 moves and moves U-turns from the object side to the image side after moving to the object side.

第５の実施の形態(図５)では、負・正・正の３成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されており、第２レンズ群ＧＲ２の物体側にはズーミングに際して第２レンズ群ＧＲ２と共に移動する絞りＳＴが配置されている。第３レンズ群ＧＲ３は、両面が非球面から成る両凸の正レンズ１枚のみから成っている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１レンズ群ＧＲ１は像側への移動後に像側から物体側へＵターン移動し、第２レンズ群ＧＲ２は物体側へ単調に移動し、第３レンズ群ＧＲ３は物体側への移動後に物体側から像側へＵターン移動する。   In the fifth embodiment (FIG. 5), each lens group in the negative / positive / positive three-component zoom configuration is configured as follows. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens that is concave on the image side whose image side surface is an aspheric surface, and a positive meniscus lens that is convex on the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a cemented lens composed of a biconvex positive lens and a biconcave negative lens, and a positive meniscus lens convex on the image side whose both surfaces are aspheric surfaces. A diaphragm ST that moves together with the second lens group GR2 during zooming is disposed on the object side of the second lens group GR2. The third lens group GR3 includes only one biconvex positive lens whose both surfaces are aspheric surfaces. In zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T), the first lens group GR1 moves U-turn from the image side to the object side after moving toward the image side, and the second lens group GR2 monotonously toward the object side. The third lens group GR3 moves and moves U-turns from the object side to the image side after moving to the object side.

第６の実施の形態(図６)では、負・正・正の３成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されており、第２レンズ群ＧＲ２の物体側にはズーミングに際して第２レンズ群ＧＲ２と共に移動する絞りＳＴが配置されている。第３レンズ群ＧＲ３は、両面が非球面から成る両凸の正レンズ１枚のみから成っている。広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおいて、第１レンズ群ＧＲ１は像側への移動後に像側から物体側へＵターン移動し、第２レンズ群ＧＲ２は物体側へ単調に移動し、第３レンズ群ＧＲ３は物体側への移動後に物体側から像側へＵターン移動する。   In the sixth embodiment (FIG. 6), each lens group is configured as follows in a negative / positive / positive three-component zoom configuration. The first lens group GR1 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens that is concave on the image side whose image side surface is an aspheric surface, and a positive meniscus lens that is convex on the object side. The second lens group GR2 includes, in order from the object side, a cemented lens composed of a biconvex positive lens and a biconcave negative lens, and a positive meniscus lens convex on the image side whose both surfaces are aspheric surfaces. A diaphragm ST that moves together with the second lens group GR2 during zooming is disposed on the object side of the second lens group GR2. The third lens group GR3 includes only one biconvex positive lens whose both surfaces are aspheric surfaces. In zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T), the first lens group GR1 moves U-turn from the image side to the object side after moving toward the image side, and the second lens group GR2 monotonously toward the object side. The third lens group GR3 moves and moves U-turns from the object side to the image side after moving to the object side.

上記のようにいずれの実施の形態も、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、を少なくとも含み、変倍において第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を変化させる構成になっている。そして、第１レンズ群のレンズ枚数は２枚以下であり、第２レンズ群のレンズ枚数は３枚以下である。負・正で始まる変倍光学系においては、第２レンズ群での光線高が特に望遠側で高くなるため、第２レンズ群での誤差感度が高くなりやすい。第２レンズ群に高屈折率の光学材料を用いると、レンズ面の曲率を強くすることなくレンズの屈折力を高くすることができる。このため、第１レンズ群をレンズ２枚以下、第２レンズ群をレンズ３枚以下でそれぞれ構成しても、誤差感度を抑えながら変倍光学系の小型化・高性能化を達成することが可能になる。   As described above, any of the embodiments includes, in order from the object side, at least a first lens group having negative power and a second lens group having positive power. The distance from the second lens group is changed. The number of lenses in the first lens group is 2 or less, and the number of lenses in the second lens group is 3 or less. In a variable magnification optical system starting with negative / positive, the light height in the second lens group is particularly high on the telephoto side, so that the error sensitivity in the second lens group tends to be high. When an optical material having a high refractive index is used for the second lens group, the refractive power of the lens can be increased without increasing the curvature of the lens surface. For this reason, even if the first lens group is composed of two or less lenses and the second lens group is composed of three or less lenses, it is possible to achieve miniaturization and high performance of the variable magnification optical system while suppressing error sensitivity. It becomes possible.

上記観点から、第２レンズ群の少なくとも１枚のレンズの屈折率は１．８５以上であることが望ましい。屈折率１．８５以上の光学材料を第２レンズ群に用いれば、誤差感度を抑えながら少ないレンズ枚数で変倍光学系の小型化及び高性能化を達成することが可能である。したがって、小型かつ高性能でありながら製造の容易な変倍光学系を備えた撮像装置を実現することが可能となる。そして、その撮像装置をデジタルカメラ，携帯情報機器等のデジタル機器に用いれば、これらのデジタル機器の薄型・軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。このような効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能等を達成するための条件を以下に説明する。   From the above viewpoint, it is desirable that the refractive index of at least one lens of the second lens group is 1.85 or more. If an optical material having a refractive index of 1.85 or more is used for the second lens group, it is possible to achieve miniaturization and high performance of the variable magnification optical system with a small number of lenses while suppressing error sensitivity. Therefore, it is possible to realize an imaging apparatus including a variable magnification optical system that is small and has high performance but is easy to manufacture. If the imaging device is used in a digital device such as a digital camera or a portable information device, it can contribute to reducing the thickness, weight, size, cost, performance, and functionality of the digital device. . The conditions for obtaining such effects in a well-balanced manner and achieving higher optical performance and the like will be described below.

第２レンズ群を構成しているレンズの平均屈折率は、１．８以上であることが望ましく、１．８５以上であることが更に望ましい。第２レンズ群におけるレンズの平均屈折率を１．８以上、好ましくは１．８５以上とすることにより、第２レンズ群全体にわたって上記効果を得ることが可能となる。   The average refractive index of the lenses constituting the second lens group is preferably 1.8 or more, and more preferably 1.85 or more. By setting the average refractive index of the lenses in the second lens group to 1.8 or more, preferably 1.85 or more, the above effect can be obtained over the entire second lens group.

第２レンズ群において最も物体側に位置するレンズの屈折率は、１．８以上であることが望ましく、１．８５以上であることが更に望ましい。第２レンズ群において最も物体側に位置するレンズは、誤差感度が特に高くなりやすい。したがって、そのレンズの屈折率を高くすれば、曲率を強くすることなくレンズの屈折力を高くすることができるため、誤差感度を効果的に抑えることができる。   The refractive index of the lens located closest to the object side in the second lens group is preferably 1.8 or more, and more preferably 1.85 or more. A lens located closest to the object side in the second lens group tends to have a particularly high error sensitivity. Accordingly, if the refractive index of the lens is increased, the refractive power of the lens can be increased without increasing the curvature, so that the error sensitivity can be effectively suppressed.

第１〜第４の実施の形態のように、第２レンズ群において最も物体側に位置するレンズは非球面形状を有することが好ましい。第２レンズ群の最前面は光線高が高いため、第２レンズ群の最も物体側のレンズに非球面を用いることは、球面収差やコマ収差の補正に効果がある。その非球面の形状は、その他のレンズによる収差補正との兼ね合いで、周辺ほど屈折力が強くなる形状でもよく弱くなる形状でもよい。   As in the first to fourth embodiments, it is preferable that the lens located closest to the object side in the second lens group has an aspherical shape. Since the foremost surface of the second lens group has a high ray height, using an aspherical surface for the lens closest to the object side of the second lens group is effective in correcting spherical aberration and coma aberration. The shape of the aspheric surface may be a shape in which the refractive power increases or decreases toward the periphery in consideration of aberration correction by other lenses.

いずれの実施の形態においても、第１レンズ群ＧＲ１は物体側から順にガラスモールドレンズとガラス単レンズとから成っており、第３レンズ群ＧＲ３はプラスチックモールドレンズ１枚から成っている。第１，第２の実施の形態の第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、ガラスモールドレンズ，ガラス単レンズ，ガラス単レンズから成っている。第３の実施の形態の第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、ガラスモールドレンズ，ガラス単レンズ，プラスチックモールドレンズから成っている。第４の実施の形態の第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、ガラスモールドレンズとガラス単レンズから成る接合レンズ，ガラスモールドレンズから成っている。第５の実施の形態の第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、ガラス単レンズ２枚から成る接合レンズ，ガラスモールドレンズから成っている。第６の実施の形態の第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、ガラス単レンズ２枚から成る接合レンズ，プラスチックモールドレンズから成っている。   In any of the embodiments, the first lens group GR1 is composed of a glass mold lens and a glass single lens in order from the object side, and the third lens group GR3 is composed of one plastic mold lens. The second lens group GR2 of the first and second embodiments includes a glass mold lens, a glass single lens, and a glass single lens in order from the object side. The second lens group GR2 of the third embodiment includes a glass mold lens, a glass single lens, and a plastic mold lens in order from the object side. The second lens group GR2 of the fourth embodiment is composed of, in order from the object side, a cemented lens composed of a glass mold lens and a glass single lens, and a glass mold lens. The second lens group GR2 of the fifth embodiment is composed of a cemented lens and a glass mold lens composed of two single glass lenses in order from the object side. The second lens group GR2 of the sixth embodiment is composed of a cemented lens and a plastic mold lens made up of two glass single lenses in order from the object side.

第３，第６の実施の形態のように、第２レンズ群内にプラスチックレンズを有することが望ましい。第２レンズ群内にプラスチックレンズを含むことにより、コストダウンや非球面による高性能化が可能となる。プラスチックレンズは感度の低いところに配置されるのが適しているので、第２レンズ群内の最も像側に配置されるか、あるいは第３レンズ群内に配置されるのが好ましい。このため第３，第６の実施の形態では、第２レンズ群内の最も像側にプラスチックレンズが配置されている。   As in the third and sixth embodiments, it is desirable to have a plastic lens in the second lens group. By including a plastic lens in the second lens group, it is possible to reduce costs and improve performance by using an aspherical surface. Since the plastic lens is suitably arranged at a low sensitivity, it is preferably arranged at the most image side in the second lens group or in the third lens group. Therefore, in the third and sixth embodiments, the plastic lens is disposed on the most image side in the second lens group.

第４〜第６の実施の形態のように、第２レンズ群内に接合レンズを有することが好ましい。第２レンズ群に接合レンズを有することにより、省スペース化や色収差補正を効果的に達成することができる。第２レンズ群内に接合レンズを有するとともに、以下の条件式(1)を満足することが更に望ましい。
15＜Δνｄ＜30 …(1)
ただし、
Δνｄ：接合レンズを構成しているレンズの分散の差、
である。 As in the fourth to sixth embodiments, it is preferable to have a cemented lens in the second lens group. By having a cemented lens in the second lens group, space saving and chromatic aberration correction can be effectively achieved. It is further desirable to have a cemented lens in the second lens group and satisfy the following conditional expression (1).
15 <Δνd <30 (1)
However,
Δνd: difference in dispersion of lenses constituting the cemented lens,
It is.

条件式(1)は、第２レンズ群に用いる接合レンズの分散について好ましい条件範囲を規定している。この条件式(1)の範囲を外れると、色収差の適切な補正が困難になる等の問題が生じる。例えば、条件式(1)の下限を越えると、色収差補正効果が小さすぎて、レンズを接合にする意味が無くなる。逆に、条件式(1)の上限を越えると、使用する光学材料が制限されてしまい、コストアップを招くおそれがある。   Conditional expression (1) defines a preferable condition range for dispersion of the cemented lens used in the second lens group. If the range of the conditional expression (1) is not satisfied, problems such as difficulty in properly correcting chromatic aberration occur. For example, if the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the effect of correcting chromatic aberration is too small, and there is no point in joining the lens. On the contrary, if the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the optical material to be used is limited, which may increase the cost.

いずれの実施の形態も負・正・正の３成分ズーム構成になっている。このように、第２レンズ群の像側に正のパワーを有する第３レンズ群を最終レンズ群として有することが好ましい。デジタルカメラ等に使用される固体撮像素子には、集光効率を高めるためその前面にマイクロレンズが設けられている。そのマイクロレンズの使用条件に適合させるため、マイクロレンズに入射する光線を撮影レンズ系でテレセントリックな光線にする必要がある。各実施の形態のように、撮像素子に最も近い第３レンズ群に正のパワーを持たせれば、小型化を達成しながらテレセントリック性を確保することが可能となる。また、いずれの実施の形態も第３レンズ群ＧＲ３がレンズ１枚から成っている。このように、第３レンズ群を正レンズ１枚で構成すると効果的なコンパクト化が可能になる。したがってズームレンズ系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、の３成分から成り、第３レンズ群が正レンズ１枚から成ることが更に好ましい。   All of the embodiments have a negative, positive, and positive three-component zoom configuration. Thus, it is preferable to have the third lens group having positive power on the image side of the second lens group as the final lens group. A solid-state imaging device used for a digital camera or the like is provided with a microlens in front of the solid-state imaging device in order to improve light collection efficiency. In order to adapt to the use conditions of the microlens, it is necessary to make the light incident on the microlens into a telecentric light beam in the photographing lens system. If the third lens group closest to the image sensor has positive power as in each embodiment, it is possible to ensure telecentricity while achieving downsizing. In any of the embodiments, the third lens group GR3 includes one lens. As described above, if the third lens group is composed of one positive lens, an effective compactness can be achieved. Therefore, the zoom lens system is composed of three components of a first lens group having a negative power, a second lens group having a positive power, and a third lens group having a positive power in order from the object side. More preferably, the third lens group consists of one positive lens.

変倍光学系は負・正・正の３成分から成るとともに、以下の条件式(2)を満足することが更に望ましい。
1.5＜f3／√(fw・ft)＜6 …(2)
ただし、
f3：第３レンズ群の焦点距離、
fw：広角端での変倍光学系全体の焦点距離、
ft：望遠端での変倍光学系全体の焦点距離、
である。 It is more desirable that the variable magnification optical system is composed of three components of negative, positive, and positive and satisfies the following conditional expression (2).
1.5 <f3 / √ (fw · ft) <6 (2)
However,
f3: focal length of the third lens group,
fw: Focal length of the entire variable magnification optical system at the wide-angle end,
ft: focal length of the entire zooming optical system at the telephoto end
It is.

条件式(2)は、テレセントリック性を良好にするための第３レンズ群のパワーについて好ましい条件範囲を規定している。この条件式(2)の上限を越えると、軸外光束が撮像素子に対して光軸から見て内側から入射することになるため好ましくない。逆に、条件式(1)の下限を越えると、軸外光束が撮像素子に対して光軸から見て外側から入射することになるため好ましくない。   Conditional expression (2) defines a preferable condition range for the power of the third lens unit for improving the telecentricity. Exceeding the upper limit of conditional expression (2) is not preferable because the off-axis light beam is incident on the image sensor from the inside as viewed from the optical axis. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the off-axis light beam is not preferable because it enters the image sensor from the outside as viewed from the optical axis.

各実施の形態を構成しているズームレンズ系ＴＬには、入射光線を屈折作用により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)が用いられているが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回折作用により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、媒質内で屈折率が変化する屈折率分布型レンズは、その複雑な製法がコストアップを招くため、屈折率分布の均一な均質素材レンズを用いることが望ましい。また、各実施の形態を構成しているズームレンズ系ＴＬには、光学素子としてレンズ以外に絞りＳＴが用いられているが、必要に応じて不要光をカットするための光束規制板(例えばフレアカッター)等を必要に応じて配置してもよい。   The zoom lens system TL constituting each embodiment uses a refractive lens that deflects incident light by refraction (that is, a lens that deflects at the interface between media having different refractive indexes). However, the usable lens is not limited to this. For example, a diffractive lens that deflects incident light by diffracting action, a refractive / diffractive hybrid lens that deflects incident light by combining diffractive action and refracting action, and a refractive index distribution that deflects incident light by a refractive index distribution in the medium A mold lens or the like may be used. However, it is desirable to use a homogeneous material lens having a uniform refractive index distribution, because the refractive index distribution type lens whose refractive index changes in the medium increases the cost of its complicated manufacturing method. In the zoom lens system TL constituting each embodiment, a stop ST is used as an optical element in addition to the lens, but a light flux restricting plate (for example, a flare) for cutting unnecessary light as necessary. A cutter) or the like may be arranged as necessary.

以下、本発明を実施したズームレンズ系の構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜６は、前述した第１〜第６の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第６の実施の形態を表す光学構成図(図１〜図６)は、対応する実施例１〜６のレンズ構成をそれぞれ示している。   Hereinafter, the configuration of the zoom lens system embodying the present invention will be described more specifically with reference to construction data and the like. Examples 1 to 6 listed here are numerical examples corresponding to the first to sixth embodiments, respectively, and are optical configuration diagrams showing the first to sixth embodiments (FIGS. 1 to 6). 6) shows the lens configurations of the corresponding Examples 1 to 6, respectively.

表１〜表１２に実施例１〜実施例６のコンストラクションデータを示し、表１３に各実施例の条件式対応値を示し、表１４に第２レンズ群ＧＲ２を構成している３枚のレンズ(物体側から順にＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３)の屈折率とその平均値を示す。表１，表３，表５，表７，表９，表１１に示す基本的な光学構成(ｉ：面番号)において、ｒｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は物体側から数えてｉ番目の面の曲率半径(ｍｍ)、ｄｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は物体側から数えてｉ番目の面と(ｉ＋１)番目の面との間の軸上面間隔(ｍｍ)を示しており、Ｎｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)，νｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は軸上面間隔ｄｉに位置する光学材料のｄ線に対する屈折率(Ｎｄ)，アッベ数(νｄ)をそれぞれ示している。また、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔ｄｉは、広角端(最短焦点距離状態，Ｗ)〜ミドル(中間焦点距離状態，Ｍ)〜望遠端(最長焦点距離状態，Ｔ)での可変空気間隔であり、ｆ，ＦＮＯは各焦点距離状態(Ｗ)，(Ｍ)，(Ｔ)に対応する全系の焦点距離(ｍｍ)，Ｆナンバーをそれぞれ示している。   Tables 1 to 12 show construction data of Examples 1 to 6, Table 13 shows values corresponding to conditional expressions of Examples, and Table 14 shows three lenses constituting the second lens group GR2. The refractive indexes of L21, L22, and L23 (in order from the object side) and their average values are shown. In the basic optical configurations (i: surface number) shown in Table 1, Table 3, Table 5, Table 7, Table 9, and Table 11, ri (i = 1, 2, 3,...) Is from the object side. The radius of curvature (mm) and di (i = 1, 2, 3,...) Of the i-th surface is the axial upper surface between the i-th surface and the (i + 1) -th surface counted from the object side. The distance (mm) is shown, and Ni (i = 1, 2, 3,...) And νi (i = 1, 2, 3,. The refractive index (Nd) and Abbe number (νd) for the line are shown. Further, the axial top surface distance di that changes during zooming is a variable air distance from the wide-angle end (shortest focal length state, W) to the middle (intermediate focal length state, M) to the telephoto end (longest focal length state, T). , F, FNO respectively indicate the focal length (mm) and the F number of the entire system corresponding to each focal length state (W), (M), (T).

曲率半径ｒｉのデータに＊印が付された面は、非球面(非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等)であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。表２，表４，表６，表８，表１０，表１２中に、各実施例の非球面データを示す。ただし、表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０-nである。
Ｘ(Ｈ)＝(Ｃ０・Ｈ2)／{１＋√(１−ε・Ｃ０2・Ｈ2)}＋Σ(Ａｊ・Ｈj) …(AS)
ただし、式(AS)中、
Ｘ(Ｈ)：高さＨの位置での光軸ＡＸ方向の変位量(面頂点基準)、
Ｈ：光軸ＡＸに対して垂直な方向の高さ、
Ｃ０：近軸曲率(＝１／ｒｉ)、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。 The surfaces marked with * in the data of the radius of curvature ri are aspherical surfaces (aspherical refractive optical surfaces, surfaces having a refractive action equivalent to aspherical surfaces, etc.), and represent the following aspherical surface shapes: It is defined by the formula (AS). Table 2, Table 4, Table 6, Table 8, Table 10, and Table 12 show aspherical data of each example. However, the coefficient of the term without description is 0, and E−n = × 10 −n for all data.
X (H) = (C0 · H 2 ) / {1 + √ (1−ε · C0 2 · H 2 )} + Σ (Aj · H j ) (AS)
However, in the formula (AS)
X (H): Amount of displacement in the optical axis AX direction at the position of height H (based on the surface vertex),
H: height in a direction perpendicular to the optical axis AX,
C0: paraxial curvature (= 1 / ri),
ε: quadric surface parameter,
Aj: j-order aspheric coefficient,
It is.

図７〜図１２は実施例１〜実施例６にそれぞれ対応する収差図であり、(Ｗ)は広角端，(Ｍ)はミドル，(Ｔ)は望遠端における無限遠合焦状態での諸収差{左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲収差である。ＦＮＯはＦナンバー、Ｙ’(ｍｍ)は撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上での最大像高(光軸ＡＸからの距離に相当する。)である。}を示している。球面収差図において、実線ｄはｄ線に対する球面収差(ｍｍ)を表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量(ｍｍ)を表している。非点収差図において、破線ＤＭはメリディオナル面、実線ＤＳはサジタル面でのｄ線に対する各非点収差(ｍｍ)を表している。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。   FIGS. 7 to 12 are aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 6, respectively. (W) is the wide angle end, (M) is the middle, and (T) is the infinite focus state at the telephoto end. Aberration {from left to right, spherical aberration, astigmatism, distortion, etc. FNO is the F number, and Y ′ (mm) is the maximum image height (corresponding to the distance from the optical axis AX) on the light receiving surface SS of the image sensor SR. }. In the spherical aberration diagram, a solid line d represents spherical aberration (mm) with respect to the d line, and a broken line SC represents an unsatisfactory sine condition (mm). In the astigmatism diagram, the broken line DM represents the meridional surface, and the solid line DS represents each astigmatism (mm) with respect to the d-line on the sagittal surface. In the distortion diagram, the solid line represents the distortion (%) with respect to the d-line.

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第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。The lens block diagram of 1st Embodiment (Example 1). 第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。The lens block diagram of 2nd Embodiment (Example 2). 第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。The lens block diagram of 3rd Embodiment (Example 3). 第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。The lens block diagram of 4th Embodiment (Example 4). 第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。The lens block diagram of 5th Embodiment (Example 5). 第６の実施の形態(実施例６)のレンズ構成図。The lens block diagram of 6th Embodiment (Example 6). 実施例１の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 1. 実施例２の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 2. 実施例３の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 3. 実施例４の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 4. 実施例５の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 5. 実施例６の収差図。FIG. 10 is an aberration diagram of Example 6. 撮像装置の概略光学構成例を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic optical configuration example of an imaging apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

ＣＵ デジタル機器
ＬＵ 撮像装置
ＴＬ ズームレンズ系(変倍光学系)
ＧＲ１ 第１レンズ群
ＧＲ２ 第２レンズ群
ＧＲ３ 第３レンズ群
ＳＴ 絞り
ＰＴ 平行平面板
ＳＲ 撮像素子
ＳＳ 受光面
ＩＭ 像面
ＡＸ 光軸 CU Digital equipment LU Imaging device TL Zoom lens system (variable magnification optical system)
GR1 1st lens group GR2 2nd lens group GR3 3rd lens group ST Aperture PT Parallel plane plate SR Image sensor SS Light receiving surface IM Image surface AX Optical axis

Claims (10)

撮像素子の受光面上に物体の光学像を変倍可能に形成するための変倍光学系であって、
物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、を少なくとも含み、変倍において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔を変化させる構成になっており、前記第１レンズ群のレンズ枚数が２枚以下であり、前記第２レンズ群のレンズ枚数が３枚以下であり、前記第２レンズ群の少なくとも１枚のレンズの屈折率が１．８５以上であることを特徴とする変倍光学系。 A variable magnification optical system for forming an optical image of an object on a light receiving surface of an image sensor so as to be variable,
In order from the object side, at least a first lens group having a negative power and a second lens group having a positive power are included, and the distance between the first lens group and the second lens group is changed during zooming. The number of lenses of the first lens group is 2 or less, the number of lenses of the second lens group is 3 or less, and the refraction of at least one lens of the second lens group is A variable magnification optical system characterized in that the ratio is 1.85 or more. 前記第２レンズ群を構成しているレンズの平均屈折率が１．８以上であることを特徴とする請求項１記載の変倍光学系。   2. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein an average refractive index of lenses constituting the second lens group is 1.8 or more. 前記第２レンズ群において最も物体側に位置するレンズの屈折率が１．８以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の変倍光学系。   3. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein a refractive index of a lens located closest to the object side in the second lens group is 1.8 or more. 前記第２レンズ群において最も物体側に位置するレンズが非球面形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の変倍光学系。   4. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein a lens located closest to the object side in the second lens group has an aspherical shape. 5. 前記第２レンズ群内にプラスチックレンズを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の変倍光学系。   5. The variable magnification optical system according to claim 1, further comprising a plastic lens in the second lens group. 前記第２レンズ群内に接合レンズを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の変倍光学系。   The variable magnification optical system according to claim 1, further comprising a cemented lens in the second lens group. 以下の条件式(1)を満足することを特徴とする請求項６記載の変倍光学系；
15＜Δνｄ＜30 …(1)
ただし、
Δνｄ：接合レンズを構成しているレンズの分散の差、
である。 The zoom optical system according to claim 6, wherein the following conditional expression (1) is satisfied:
15 <Δνd <30 (1)
However,
Δνd: difference in dispersion of lenses constituting the cemented lens,
It is. 前記第２レンズ群の像側に正のパワーを有する第３レンズ群を最終レンズ群として有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の変倍光学系。   The variable power optical system according to claim 1, further comprising a third lens group having a positive power on the image side of the second lens group as a final lens group. 以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項８記載の変倍光学系；
1.5＜f3／√(fw・ft)＜6 …(2)
ただし、
f3：第３レンズ群の焦点距離、
fw：広角端での変倍光学系全体の焦点距離、
ft：望遠端での変倍光学系全体の焦点距離、
である。 The zoom lens system according to claim 8, wherein the following conditional expression (2) is satisfied:
1.5 <f3 / √ (fw · ft) <6 (2)
However,
f3: focal length of the third lens group,
fw: Focal length of the entire variable magnification optical system at the wide-angle end,
ft: focal length of the entire zooming optical system at the telephoto end
It is. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の変倍光学系を備えたことを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus comprising the variable magnification optical system according to claim 1.
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