JP2007187737A

JP2007187737A - ズームレンズ

Info

Publication number: JP2007187737A
Application number: JP2006003781A
Authority: JP
Inventors: Setsu Sato; 拙佐藤; Eiichi Sato; 榮一佐藤
Original assignee: Opto Design Inc
Current assignee: Opto Design Inc
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】本発明は、小型高解像で、公差感度が緩く、シェーディング特性の良い小型のズームレンズ及びその光学系を提供する。
【解決手段】この発明は、物体側より順に、負のパワーを有する第１群、生のパワーを有する第２群、弱いパワーを有する第３群及び撮像素子が配されるズームレンズにおいて、前記第１群は、１枚の負レンズで構成され、前記第２群は、正のパワーを有する接合レンズ、絞り、及びメニスカスレンズ又は平凹レンズで構成され、且つ前記第３群は、１枚の正レンズ又は負レンズで構成されると共に、ズーミング時には、前記第１群及び前記第２の群の間隔を狭めることによってワイド端からテレ端へ、前記間隔を広げることによってテレ端からワイド端へ移行され、さらにズーミングに合わせて第３群も移動することにある。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子カメラ、監視カメラ、車載カメラ、ボードカメラ、各種センサ、テレビ電話に利用される小型光学レンズに関し、詳しくはズームレンズに関する。

現在、携帯電話搭載電話の小型化により、それに搭載されているズームレンズもさらなる小型化、高解像化が求められている。それを解決する従来の技術として、特許文献１及び２に記載されるような４枚玉レンズのズームレンズが知られている。
特開２００５−７７７０号公報特開２００５−２７５１７５号公報

しかしながら、これらの特許文献に開示されるような従来の発明に係るズームレンズは、ズーム比２倍程度で設計されたものであり、レンズ構成上ズーム比３倍で使用した場合、色収差やフレアの増大により著しい画質の悪化が生じていた。

そこで、本発明は、小型高解像で、公差感度が緩く、シェーディング特性の良い小型のズームレンズを提供することにある。

したがって、この発明は、物体側より順に、負のパワーを有する第１群、生のパワーを有する第２群、弱いパワーを有する第３群及び撮像素子が配されるズームレンズにおいて、前記第１群は、１枚の負レンズで構成され、前記第２群は、正のパワーを有する接合レンズ、絞り、及びメニスカスレンズ又は平凹レンズで構成され、且つ前記第３群は、１枚の正レンズ又は負レンズで構成されると共に、ズーミング時には、前記第１群及び前記第２の群の間隔を狭めることによってワイド端からテレ端へ、前記間隔を広げることによってテレ端からワイド端へ移行され、さらにズーミングに合わせて第３群も移動することにある。

また、前記第２群を構成する前記接合レンズは、負レンズ及び正レンズの接合レンズであり、且つ前記第２群を構成するメニスカスレンズ又は平凹レンズは、像側に凹面を有することが望ましい。

さらに、前記第１群を構成する負レンズは、両凹レンズであり、前記第３群は像側に凹面を有するメニスカスレンズであることが望ましい。

さらにまた、前記各群は、少なくとも１面の非球面を有し、ワイド端からテレ端にズーミングする場合、前記第３群は前記第２群に接近するように移動することが望ましい。

また、前記第１群を構成する負レンズのアッベ数をＶ_１−１、前記第２群の接合レンズを構成する負レンズのアッベ数をＶ_２−１、前記第２群の接合レンズを構成する正レンズのアッベ数をＶ_２−２、前記第２群の接合レンズを構成する負レンズの屈折率をＮ_２−１、前記第２群の接合レンズを構成する正レンズの屈折率をＮ_２−２、前記第３群を構成するメニスカスレンズのアッベ数をＶ_３−１とした場合、
（１）Ｖ_２−１＜Ｖ_２−２
（２）Ｎ_２−１＞Ｎ_２−２
（３）Ｖ_１−１＞Ｖ_２−１
（４）Ｖ_３−１＞Ｖ_２−１
が満足されることが望ましい。

さらに、フォーカシングを行う場合に、前記第１群及び撮像素子を移動させることが望ましい。また、フォーカシングを行う場合、前記第１群若しくは撮像素子のいずれかを移動させるものであっても良い。

この発明によれば、最低限の枚数で、色収差、球面収差、コマ収差などの軸上の収差を補正し、有害なフレアを効率良く切り、画質を改善することができると共に、シェーディング特性を改善し、非点収差を改善し、テレ端でのコマ収差を改善することができるので、性能を向上させることができると共にコストパフォーマンスの良好なズームレンズを提供することができるものである。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、本願発明の実施の形態に係るズームレンズＺＬは、物体側より順に、負のパワーを有する第１群Ｇ１、生のパワーを有する第２群Ｇ２、弱いパワーを有する第３群Ｇ３及び撮像素子ＣＭＯＳが配される。このズームレンズＺＬにおいて、前記第１群Ｇ１は、両面凹レンズである１枚の負レンズＬ１で構成される。また、前記第２群Ｇ２は、正のパワーを有する負レンズＬ２及び正レンズＬ３からなる接合レンズ、絞りＳ、及び像側に凹面を有する負のメニスカスレンＬ４によって構成される。さらに、前記第３群Ｇ３は、像側に凹面を有する正又は負のメニスカスレンズＲ５で構成される。

また、以上の構成のズームレンズＺＬにおいて、ワイド端（Ｗ端）からテレ端（Ｔ端）への移行時には、前記第１群Ｇ１及び前記第２の群Ｇ２の間隔が狭められ、逆にＴ端からＷ端への移行時には、前記間隔が広げられるものである。

さらに、Ｗ端からＴ端にズーミングする場合、前記第３群Ｇ３は前記第２群Ｇ２に接近するように移動するものである。

また、フォーカシングは、前記第１群Ｇ１又は撮像素子ＣＭＯＳを移動させることによって達成される。

また、上記第１群から第３群の各群は、少なくとも１面の非球面を有し、前記第１群を構成する負レンズのアッベ数をＶ_１−１、前記第２群の接合レンズを構成する負レンズのアッベ数をＶ_２−１、前記第２群の接合レンズを構成する正レンズのアッベ数をＶ_２−２、前記第２群の接合レンズを構成する負レンズの屈折率をＮ_２−１、前記第２群の接合レンズを構成する正レンズの屈折率をＮ_２−２、前記第３群を構成するメニスカスレンズのアッベ数をＶ_３−１とした場合、（１）Ｖ_２−１＜Ｖ_２−２、（２）Ｎ_２−１＞Ｎ_２−２、（３）Ｖ_１−１＞Ｖ_２−１及び（４）Ｖ_３−１＞Ｖ_２−１の条件を満足するものである。

条件式（１）Ｖ_２−１＜Ｖ_２−２は、第２群の接合レンズのアッベ数を規定する式であり、これによって軸上の色収差や倍率の色収差を改善することができるものである。

また、条件式（２）Ｎ_２−１＞Ｎ_２−２を満足させることによって、ペッツパール和を改善し、ＡＳや像面湾曲を改善することができる。

さらに、条件式（３）Ｖ_１−１＞Ｖ_２−１は第１群Ｇ１のアッベ数を規定するもので、これによってズームによる色収差を抑えることができるものである。

さらにまた、条件式（４）Ｖ_３−１＞Ｖ_２−１は、第３群Ｇ３のアッベ数を規定するものであり、これによってズームによる色収差を抑えることができるものである。

以下、本願発明の実施例１について、表１及び表２に具体的に示す。下記する表１において、負のパワーを有する第１群Ｇ１のレンズＬ１の物体側の面を１、レンズＬ１の像側の面を２、第２群Ｇ２の接合レンズを構成する負レンズＬ２の物体側の面を３、この負レンズＬ２の像側の面及び第２群Ｇ２の接合レンズを構成する正レンズＬ３の物体側の面を４、前記接合レンズを構成する正レンズＬ３の像側の面を５、絞りの面を６、第２群Ｇ２を構成する負のメニスカスレンズＬ４の物体側の面を７、メニスカスレンズＬ４の像側の面を８、第３群Ｇ３を構成するメニスカスレンズＬ５の物体側の面を９、メニスカスレンズＬ５の像側の面を１０とする。尚、表１はレンズデータ、表２はズームデータである。

尚、上記表１において、＊印を付した面は非球面を表し、下記する数式１に従って形成されるものである。

尚、この実施例１において、各面の係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは下記の表３に示されるものである。

尚、図２はこの実施例１に係るズームレンズＺＬのＷ端の球面収差の特性線図を示したものであり、図３はこの実施例１に係るズームレンズＺＬのＷ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図を示したものであり、図４はこの実施例１に係るズームレンズＺＬのＴ端の球面収差の特性線図を示したものであり、図５はこの実施例１に係るズームレンズＺＬのＴ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図を示したものある。

以下、本願発明の実施例２について、表４及び表５に具体的に示す。下記する表４において、負のパワーを有する第１群Ｇ１のレンズＬ１の物体側の面を１、レンズＬ１の像側の面を２、第２群Ｇ２の接合レンズを構成する負レンズＬ２の物体側の面を３、この負レンズＬ２の像側の面及び第２群Ｇ２の接合レンズを構成する正レンズＬ３の物体側の面を４、前記接合レンズを構成する正レンズＬ３の像側の面を５、絞りの面を６、第２群Ｇ２を構成する負のメニスカスレンズＬ４の物体側の面を７、メニスカスレンズＬ４の像側の面を８、第３群Ｇ３を構成するメニスカスレンズＬ５の物体側の面を９、メニスカスレンズＬ５の像側の面を１０とする。尚、表４はレンズデータ、表５はズームデータである。

尚、上記表４において、＊印を付した面は非球面を表し、前記数式１に従って形成されるものである。尚、この実施例２において、各面の係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは下記の表６に示されるものである。

尚、図６はこの実施例２に係るズームレンズＺＬのＷ端の球面収差の特性線図を示したものであり、図７はこの実施例２に係るズームレンズＺＬのＷ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図を示したものであり、図８はこの実施例２に係るズームレンズＺＬのＴ端の球面収差の特性線図を示したものであり、図９はこの実施例２に係るズームレンズＺＬのＴ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図を示したものである。

以下、本願発明の実施例３について、表７及び表８に具体的に示す。下記する表７において、負のパワーを有する第１群Ｇ１のレンズＬ１の物体側の面を１、レンズＬ１の像側の面を２、第２群Ｇ２の接合レンズを構成する負レンズＬ２の物体側の面を３、この負レンズＬ２の像側の面及び第２群Ｇ２の接合レンズを構成する正レンズＬ３の物体側の面を４、前記接合レンズを構成する正レンズＬ３の像側の面を５、絞りの面を６、第２群Ｇ２を構成する負のメニスカスレンズＬ４の物体側の面を７、メニスカスレンズＬ４の像側の面を８、第３群Ｇ３を構成するメニスカスレンズＬ５の物体側の面を９、メニスカスレンズＬ５の像側の面を１０とする。尚、表７はレンズデータ、表８はズームデータである。

尚、上記表７において、＊印を付した面は非球面を表し、前記数式１に従って形成されるものである。尚、この実施例３において、各面の係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは下記の表６に示されるものである。

尚、図１０はこの実施例３に係るズームレンズＺＬのＷ端の球面収差の特性線図を示したものであり、図１１はこの実施例３に係るズームレンズＺＬのＷ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図を示したものであり、図１２はこの実施例３に係るズームレンズＺＬのＴ端の球面収差の特性線図を示したものであり、図１３はこの実施例３に係るズームレンズＺＬのＴ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図を示したものである。

本願発明に係るズームレンズの構成を示した概略構成図であり、（ａ）はテレ端（Ｔ端）、（ｂ）は中央位置、（ｃ）はワイド端（Ｗ端）の配置を示したものである。実施例１に係るズームレンズのＷ端の球面収差の特性線図である。実施例１に係るズームレンズのＷ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図である。実施例１に係るズームレンズのＴ端の球面収差の特性線図である。実施例１に係るズームレンズのＴ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図である。実施例２に係るズームレンズのＷ端の球面収差の特性線図である。実施例２に係るズームレンズのＷ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図である。実施例２に係るズームレンズのＴ端の球面収差の特性線図である。実施例２に係るズームレンズのＴ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図である。実施例３に係るズームレンズのＷ端の球面収差の特性線図である。実施例３に係るズームレンズのＷ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図である。実施例３に係るズームレンズのＴ端の球面収差の特性線図である。実施例３に係るズームレンズのＴ端のＡＳ（非点収差）及びＤＩＳＴ（歪曲収差）の特性線図である。

符号の説明

１、２，３，４，５，６，７，８，９，１０面
ＣＭＯＳ撮像素子
Ｇ１第１群
Ｇ２第２群
Ｇ３第３群
Ｌ１、Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５レンズ
Ｓ絞り
ＺＬズームレンズ

Claims

物体側より順に、負のパワーを有する第１群、生のパワーを有する第２群、弱いパワーを有する第３群及び撮像素子が配されるズームレンズにおいて、
前記第１群は、１枚の負レンズで構成され、
前記第２群は、正のパワーを有する接合レンズ、絞り、及びメニスカスレンズ又は平凹レンズで構成され、且つ
前記第３群は、１枚の正レンズ又は負レンズで構成されると共に、
ズーミング時には、前記第１群及び前記第２の群の間隔を狭めることによってワイド端からテレ端へ、前記間隔を広げることによってテレ端からワイド端へ移行され、さらにズーミングに合わせて第３群も移動することを特徴とするズームレンズ。
前記第２群を構成する前記接合レンズは、負レンズ及び正レンズの接合レンズであり、且つ前記第２群を構成するメニスカスレンズ又は平凹レンズは、像側に凹面を有することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
前記第１群を構成する負レンズは、両凹レンズであり、前記第３群は像側に凹面を有するメニスカスレンズであることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
前記各群は、少なくとも１面の非球面を有し、ワイド端からテレ端にズーミングする場合、前記第３群は前記第２群に接近するように移動することを特徴とする請求項３記載のズームレンズ。
前記第１群を構成する負レンズのアッベ数をＶ_１−１、前記第２群の接合レンズを構成する負レンズのアッベ数をＶ_２−１、前記第２群の接合レンズを構成する正レンズのアッベ数をＶ_２−２、前記第２群の接合レンズを構成する負レンズの屈折率をＮ_２−１、前記第２群の接合レンズを構成する正レンズの屈折率をＮ_２−２、前記第３群を構成するメニスカスレンズのアッベ数をＶ_３−１とした場合、
（１）Ｖ_２−１＜Ｖ_２−２
（２）Ｎ_２−１＞Ｎ_２−２
（３）Ｖ_１−１＞Ｖ_２−１
（４）Ｖ_３−１＞Ｖ_２−１
の条件式が満足されることを特徴とする請求項４記載のズームレンズ。
フォーカシングを行う場合に、前記第１群及び／若しくは撮像素子を移動させることを特徴とする前段請求項のいずれか一つに記載のズームレンズ。