JP2008112000A - Zoom lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CCD等の固体撮像素子を用いた電子撮像装置に使用されるズームレンズに関し、特に、ズーム比(変倍比)が3倍程度で、デジタルカメラ等に用いられる小型で高性能のズームレンズに関する。 The present invention relates to a zoom lens used in an electronic image pickup apparatus using a solid-state image pickup device such as a CCD. It relates to a zoom lens.
近年、デジタルカメラ等の電子撮像装置の普及に伴い、これらに用いられるズームレンズとしては、低コスト、小型化、高性能の要求が強くなってきている。特に、低コスト化の要求は非常に強く、ガラスレンズ(又は、非球面を形成したガラスレンズ)に比べて安価であることから、一般に、プラスチックレンズ(又は非球面を形成したプラスチックレンズ)が採用されている。 In recent years, with the widespread use of electronic imaging devices such as digital cameras, the demand for low cost, downsizing, and high performance has been increasing for zoom lenses used in these devices. In particular, the demand for cost reduction is very strong, and it is cheaper than glass lenses (or glass lenses with aspheric surfaces), so plastic lenses (or plastic lenses with aspheric surfaces) are generally used. Has been.
一方、従来のズームレンズとしては、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群を備え、第1レンズ群が、負,負,正の屈折力をそれぞれ有する3つのレンズからなり、第2レンズ群が、正,正,負,正の屈折力をそれぞれ有する4つのレンズからなり、全てのレンズがガラスレンズからなり、2倍程度の変倍比を確保したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、このズームレンズにおいては、変倍比は2倍程度と小さく、又、7枚のガラスレンズにより構成されるため、デジタルカメラ等に搭載するために、低コスト化、軽量化等が十分に行われているとは言えない。
On the other hand, the conventional zoom lens includes a first lens group having negative refractive power and a second lens group having positive refractive power, and the first lens group has negative, negative and positive refractive powers. The second lens group consists of four lenses each having positive, positive, negative, and positive refractive power, and all the lenses are made of glass lenses, ensuring a magnification ratio of about 2 times. Is known (for example, see Patent Document 1).
However, in this zoom lens, the zoom ratio is as small as about 2 times, and since it is composed of seven glass lenses, it is sufficiently reduced in cost and weight to be mounted on a digital camera or the like. It cannot be said that it is done.
また、他のズームレンズとしては、第1レンズ群と、第2レンズ群とを備え、第1レンズ群が、負,負,正の屈折力をそれぞれ有する3つのレンズからなり、第2レンズ群が、正,負,正の屈折力をそれぞれ有する3つのレンズからなり、少なくとも4つの非球面を含むと共に、全てのレンズをプラスチックレンズにより形成し得るものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、このズームレンズにおいては、焦点距離に対するレンズ全長が長く、小型化が十分に行われているとは言えない。
In addition, as another zoom lens, a first lens group and a second lens group are provided, and the first lens group includes three lenses each having negative, negative, and positive refractive powers, and the second lens group. However, there are known lenses that are composed of three lenses each having positive, negative, and positive refractive power, include at least four aspheric surfaces, and all lenses can be formed of plastic lenses (for example, Patent Document 2). reference).
However, in this zoom lens, the total lens length with respect to the focal length is long, and it cannot be said that downsizing is sufficiently performed.
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、低コスト、小型化(レンズ全長の短縮化)、高性能化等を満足しつつ、3倍程度のズーム比(変倍比)を確保することができ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適なズームレンズを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to satisfy low cost, downsizing (shortening the overall lens length), high performance, and the like. On the other hand, an object of the present invention is to provide a zoom lens that can secure a zoom ratio (magnification ratio) of about 3 times and is suitable for a digital camera, a digital video camera, and the like.
本発明のズームレンズは、物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、最も物体側に所定の口径をなす開口絞りを含むと共に正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、第1レンズ群は像面側へ移動し途中から反転して物体側へ移動しかつ第2レンズ群は物体側に単調に移動することで広角端から望遠端へのズーミングを行い、第1レンズ群は像面の変動補正及び焦点調整動作を行うズームレンズであって、上記第1レンズ群は、負の屈折力を有する第1レンズ、正又は負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズからなり、かつ、第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズのうち少なくとも一つはプラスチックレンズであり、上記第2レンズ群は、正の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズからなり、かつ、第4レンズ、第5レンズ、及び第6レンズのうち少なくとも一つはプラスチックレンズであり、下記条件式(1),(2),(3)、
(1)0.9≦|fG1|/fG2≦1.5
(2)0.2≦D2/fw≦0.4
(3)0.1≦|1/fP1+1/fP2|×fw≦1.0
但し、fG1:前記第1レンズ群の焦点距離、
fG2:前記第2レンズ群の焦点距離、
D2:前記第1レンズと前記第2レンズの光軸上における空気間隔、
fw:広角端での焦点距離、
fP1:前記第1レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
fP2:前記第2レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
を満足する、ことを特徴としている。
この構成によれば、負,正の2群ズームタイプとし、かつ、条件式(1),(2)を満たすことで、諸収差を良好に補正しつつ、3倍程度のズーム比を確保でき、レンズ全長の短縮化、小型化等を達成することができる。また、条件式(3)を満たすようにそれぞれのレンズ群において少なくとも一つのプラスチックレンズを含めることで、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動を最小限に抑えることができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
また、開口絞りを第2レンズ群と一体的に移動させることで、広角端から望遠端までの第1レンズ群及び第2レンズ群内の光路差を小さくすることができ、小型化、沈胴時の薄型化を達成することができる。
The zoom lens of the present invention includes, in order from the object side to the image plane side, a first lens group having negative refractive power, an aperture stop having a predetermined aperture closest to the object side, and has positive refractive power. And the second lens group moves from the wide-angle end to the telephoto end by moving to the object side and moving to the object side, and moving the second lens group monotonously to the object side. The first lens group is a zoom lens that performs image plane variation correction and focus adjustment operation. The first lens group includes a first lens having a negative refractive power and a positive or negative refractive power. A second lens having a positive refractive power, and at least one of the first lens, the second lens, and the third lens is a plastic lens, and the second lens group includes: Fourth lens with positive refractive power, negative refractive power A fifth lens having a positive refractive power, and at least one of the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens is a plastic lens, and the following conditional expressions (1), ( 2), (3),
(1) 0.9 ≦ | fG1 | /fG2≦1.5
(2) 0.2 ≦ D2 / fw ≦ 0.4
(3) 0.1 ≦ | 1 / fP1 + 1 / fP2 | × fw ≦ 1.0
Where fG1: focal length of the first lens group,
fG2: focal length of the second lens group,
D2: an air space on the optical axis of the first lens and the second lens,
fw: focal length at the wide-angle end,
fP1: the focal length of the plastic lens included in the first lens group,
fP2: focal length of the plastic lens included in the second lens group,
It is characterized by satisfying.
According to this configuration, a zoom ratio of about 3 times can be secured while correcting various aberrations satisfactorily by using a negative and positive two-group zoom type and satisfying conditional expressions (1) and (2). In addition, shortening, miniaturization, etc. of the entire lens length can be achieved. In addition, by including at least one plastic lens in each lens group so as to satisfy the conditional expression (3), it is possible to minimize fluctuations in focal length and back focus caused by refractive index changes when temperature changes. A zoom lens with high optical performance can be obtained.
Further, by moving the aperture stop integrally with the second lens group, the optical path difference between the first lens group and the second lens group from the wide-angle end to the telephoto end can be reduced. Can be made thinner.
上記構成において、2レンズ群は、正の屈折力を有するプラスチックレンズと、負の屈折力を有するプラスチックレンズを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動をさらに最小限に抑えることができ、より高い光学性能をもつズームレンズを得ることができる。また、プラスチックレンズを多用することで、大幅なコスト低減及び軽量化を達成することができる。
In the above configuration, the two lens group may employ a configuration including a plastic lens having a positive refractive power and a plastic lens having a negative refractive power.
According to this configuration, it is possible to further minimize the variation of the focal length and the back focus caused by the refractive index change at the time of temperature change, and it is possible to obtain a zoom lens having higher optical performance. Further, by using many plastic lenses, it is possible to achieve significant cost reduction and weight reduction.
上記構成において、第2レンズ群における、正の屈折力を有するレンズのアッベ数をνs、負の屈折力を有するレンズのアッベ数をνfとするとき、下記の条件式(4)、
(4)|νs−νf|≧10
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式(4)を満たすことで、高解像化に大きな影響を及ぼす色収差を良好に補正することができる。特に、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べてアッベ数の選定の自由度が低いため、この条件式(4)を満たすようにプラスチックレンズのアッベ数を選定することで、色収差を良好に補正することができる。
In the above configuration, when the Abbe number of a lens having positive refractive power in the second lens group is νs and the Abbe number of a lens having negative refractive power is νf, the following conditional expression (4):
(4) | νs−νf | ≧ 10
A configuration that satisfies the above can be adopted.
According to this configuration, by satisfying conditional expression (4), it is possible to satisfactorily correct chromatic aberration that has a large effect on high resolution. In particular, the plastic lens has a lower degree of freedom in selecting the Abbe number than the glass lens. Therefore, by selecting the Abbe number of the plastic lens so as to satisfy the conditional expression (4), chromatic aberration can be corrected well. Can do.
上記構成において、第1レンズ群及び第2レンズ群は、それぞれ少なくとも1つの非球面を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、球面収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正することができる。すなわち、開口絞りの近くにあるレンズでは、球面収差等の軸上収差が発生し易く、開口絞りから離れた位置にあるレンズでは、非点収差、歪曲収差等の軸外収差が発生し易い。そこで、第1レンズ群及び第2レンズ群にそれぞれ少なくとも1つの非球面をもたせることで、諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
In the above configuration, each of the first lens group and the second lens group may include at least one aspheric surface.
According to this configuration, various aberrations such as spherical aberration, astigmatism, and distortion can be favorably corrected. That is, on the lens near the aperture stop, axial aberration such as spherical aberration is likely to occur, and on the lens located away from the aperture stop, off-axis aberration such as astigmatism and distortion is likely to occur. Accordingly, by providing each of the first lens group and the second lens group with at least one aspheric surface, various aberrations can be corrected well, and a zoom lens with high optical performance can be obtained.
上記構成において、非球面を有するレンズは、プラスチックレンズである、構成を採用することができる。
この構成によれば、非球面を容易に形成することができ、低コスト化、軽量化を達成することができる。
In the above structure, a lens having an aspheric surface may be a plastic lens.
According to this configuration, an aspheric surface can be easily formed, and cost reduction and weight reduction can be achieved.
上記構成において、第1レンズ群に含まれる正又は負の屈折力を有するレンズ、及び第2レンズ群の正の屈折力を有するレンズ及び負の屈折力を有するレンズは、それぞれ、周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成された非球面を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第1レンズ群の正又は負のレンズと、第2レンズ群の正及び負のレンズにおいて周辺部の屈折力が弱くなる非球面を設けることで、球面収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。特に、第1レンズ群では物体側に近い負の屈折力を有するレンズに、又、第2レンズ群では開口絞りの近くにある正の屈折力を有するレンズに、それぞれ非球面を設けることで、球面収差、非点収差、歪曲収差等を良好に補正でき、近年の高密度な撮像素子に対応する薄型で光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
In the above configuration, the lens having positive or negative refractive power included in the first lens group, and the lens having positive refractive power and the lens having negative refractive power included in the second lens group are each directed toward the peripheral portion. Therefore, it is possible to adopt a configuration having an aspheric surface formed so that the refractive power thereof becomes weaker as the power increases.
According to this configuration, by providing the positive or negative lens of the first lens group and the aspherical surface in which the refractive power of the peripheral portion becomes weak in the positive and negative lenses of the second lens group, spherical aberration and astigmatism Various aberrations such as distortion can be corrected well, and a zoom lens with high optical performance can be obtained. In particular, by providing an aspheric surface to the lens having negative refractive power close to the object side in the first lens group, and to the lens having positive refractive power close to the aperture stop in the second lens group, respectively. Spherical aberration, astigmatism, distortion, etc. can be corrected well, and a thin zoom lens with high optical performance corresponding to a recent high-density image sensor can be obtained.
上記構成をなすズームレンズによれば、6群6枚という構成にて、パワー配置、非球面を施す位置を適宜設定し、プラスチックレンズを多用することにより、低コストで、小型で(レンズ全長の短い)、光学性能が高く(結像性能が高く)、3倍程度のズーム比(変倍比)を確保でき、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラに最適なズームレンズを得ることができる。 According to the zoom lens having the above-described configuration, in the configuration of 6 elements in 6 groups, the power arrangement, the position where the aspherical surface is applied are appropriately set, and the plastic lens is frequently used, so that it is low-cost and small (the total length of the lens Short), high optical performance (high imaging performance), a zoom ratio (magnification ratio) of about 3 times can be secured, and a zoom lens optimal for digital cameras and digital video cameras can be obtained.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1及び図2は、本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すものであり、図1はレンズ構成図、図2は広角端、中間位置、望遠端の位置における状態図を示すものである。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show an embodiment of a zoom lens according to the present invention. FIG. 1 is a lens configuration diagram, and FIG. 2 is a state diagram at the wide-angle end, intermediate position, and telephoto end. is there.
このズームレンズは、図1に示すように、物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力を有する第1レンズ群(I)、最も物体側において所定の口径をなす開口絞りSDを含むと共に正の屈折力を有する第2レンズ群(II)を備えている。そして、第2レンズ群(II)の後方に固体撮像素子等の結像面Pが配置されている。
このズームレンズにおいては、図2(a),(b),(c)の広角端位置、中間位置、望遠端位置で示すように、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群(I)は、像面側へ移動し途中から反転して物体側へ移動し、かつ、第2レンズ群(II)は、物体側に単調に移動するようになっている。また、第1レンズ群(I)は、ズーミングに伴う像面の変動補正及び焦点調整動作を行うようになっている。
As shown in FIG. 1, this zoom lens includes a first lens group (I) having a negative refractive power in order from the object side to the image plane side, and an aperture stop SD having a predetermined aperture on the most object side. And a second lens group (II) having a positive refractive power. An imaging plane P such as a solid-state imaging device is disposed behind the second lens group (II).
In this zoom lens, as shown by the wide-angle end position, the intermediate position, and the telephoto end position in FIGS. 2A, 2B, and 2C, the first lens group ( I) moves to the image plane side, reverses halfway and moves to the object side, and the second lens group (II) moves monotonously to the object side. The first lens group (I) is adapted to perform image plane variation correction and focus adjustment operations associated with zooming.
第1レンズ群(I)は、図1に示すように、物体側から順に配列された、負の屈折力を有する第1レンズ1、正又は負の比較的弱い屈折力を有する第2レンズ2、正の屈折力を有する第3レンズ3により形成されている。そして、第1レンズ1、第2レンズ2、及び第3レンズ3のうち少なくとも一つは、樹脂材料(プラスチック)により形成されたプラスチックレンズである。
As shown in FIG. 1, the first lens group (I) includes a
第2レンズ群(II)は、図1に示すように、物体側から順に配列された、所定の口径をなす開口絞りSD、正の屈折力を有する第4レンズ4、負の屈折力を有する第5レンズ5、正の屈折力を有する第6レンズ6により形成されている。そして、第4レンズ4、第5レンズ5、及び第6レンズ6のうち少なくとも一つは、樹脂材料(プラスチック)により形成されたプラスチックレンズである。
As shown in FIG. 1, the second lens group (II) has an aperture stop SD having a predetermined aperture, a
ここでは、第1レンズ1〜第3レンズ3、開口絞りSD、第4レンズ〜第6レンズ、及び像面Pが、光軸Lに沿って物体側から順に配列される構成において、図1に示すように、それぞれの面をSi(i=1〜13)、それぞれの面Siの曲率半径をRi(i=1〜13)、d線に対する屈折率をNi(i=1〜6)及びアッベ数をνi(i=1〜6)、第1レンズ1〜像面Pまでのそれぞれの光軸L上における間隔(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜13)で表す。
また、第1レンズ群(I)の最も物体側の面(第1レンズ1の物体側の面)S1〜像面Pまでをレンズ系とし、このレンズ系の広角端、中間、望遠端における焦点距離をfw,fm,ft、第1レンズ群(I)の焦点距離をfG1、第2レンズ群(II)の焦点距離をfG2、第1レンズ1と第2レンンズ2の光軸L上の間隔をD2、第1レンズ群(I)に含まれるプラスチックレンズの焦点距離をfP1、第2レンズ群(II)に含まれるプラスチックレンズの焦点距離をfP2、第2レンズ群(II)において、正の屈折力を有するレンズのアッベ数をνs、負の屈折力を有するレンズのアッベ数をνfで表す。
Here, in the configuration in which the
Further, the lens system includes the most object side surface (object side surface of the first lens 1) S1 to the image plane P of the first lens group (I), and the focal points at the wide-angle end, the middle, and the telephoto end of this lens system. The distance is fw, fm, ft, the focal length of the first lens group (I) is fG1, the focal length of the second lens group (II) is fG2, and the distance on the optical axis L between the
第1レンズ1は、負の屈折力を有するガラスレンズ又はプラスチックレンズとして形成され、好ましくは、図1に示すように、物体側に凸面S1及び像面側に凹面S2を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。また、面S1,S2は、球面又は非球面、好ましくは球面に形成されている。
第2レンズ2は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして、好ましくはプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凸面S3及び像面側に凹面S4を向けた正又は負の比較的弱い屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。また、面S3,S4は、球面又は非球面に形成され、好ましくは非球面に形成され、さらに好ましくは周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなる非球面に形成されている。
第3レンズ3は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凸面S5及び像面側に凹面S6を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。また、面S5,S6は、球面又は非球面、好ましくは球面に形成されている。
上記第1レンズ1、第2レンズ2、及び第3レンズ3において、少なくとも1つはプラスチックレンズとして形成されている。
The
The
The
In the
第4レンズ4は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして、好ましくはプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凸面S8及び像面側に凸面S9を向けた正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。また、第4レンズ4は、好ましくは、物体側の凸面S8の曲率半径R8が像面側の凸面S9の曲率半径の絶対値│R9│よりも小さく(R8<│R9│)形成されている。また、面S8,S9は、球面又は非球面、好ましくは非球面に形成されている。
第5レンズ5は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして、好ましくはプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凹面S10及び像面側に凹面S11を向けた負の屈折力を有する両凹形状のレンズである。また、第5レンズ5は、好ましくは、物体側の凹面S10の曲率半径の絶対値│R10│が像面側の凹面S11の曲率半径R11よりも大きく(│R10│>R11)形成されている。また、面S10,S11は、球面又は非球面に形成され、好ましくは非球面に形成され、さらに好ましくは周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなる非球面に形成されている。
第6レンズ6は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凸面S12及び像面側に凸面S13を向けた正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。また、面S12,S13は、球面又は非球面に形成されている。
上記第4レンズ4、第5レンズ5、及び第6レンズ6において、少なくとも1つはプラスチックレンズとして形成されている。
The
The
The
At least one of the
また、上記構成に加えて、第1レンズ群(I)の焦点距離fG1、第2レンズ群(II)の焦点距離fG2、第1レンズ1と第2レンズ2の光軸L上における空気間隔D2、レンズ系の広角端での焦点距離fw、第1レンズ群(I)に含まれるプラスチックレンズの焦点距離fP1、第2レンズ群(II)に含まれるプラスチックレンズの焦点距離fP2が、下記条件式(1),(2),(3)、
(1)0.9≦|fG1|/fG2≦1.5
(2)0.2≦D2/fw≦0.4
(3)0.1≦|1/fP1+1/fP2|×fw≦1.0
を満足するように形成されている。
In addition to the above configuration, the focal length fG1 of the first lens group (I), the focal length fG2 of the second lens group (II), and the air distance D2 on the optical axis L of the
(1) 0.9 ≦ | fG1 | /fG2≦1.5
(2) 0.2 ≦ D2 / fw ≦ 0.4
(3) 0.1 ≦ | 1 /
It is formed to satisfy.
条件式(1)は、各レンズ群(I),(II)のパワー配置に関して規定したものである。すなわち、|fG1|/fG2の値が上限値を超えると、レンズの各面のパワーを強くする必要があり、各面の収差補正の負担が大きくなり、各レンズの偏芯誤差感度が高まり、又、ズーム比を十分確保することが困難になり、一方、|fG1|/fG2の値が下限値を超えると、同じレンズ枚数では画角が狭くなり、又、ズーム比を十分確保することが困難になる。
したがって、|fG1|/fG2の値が条件式(1)を満たすように形成することにより、レンズ系全長が最大で36mm程度以下となって小型化を達成でき、広角端での全画角(2ω)が60°程度で、3倍程度のズーム比(変倍比)を確保することができる。
Conditional expression (1) defines the power arrangement of the lens groups (I) and (II). That is, if the value of | fG1 | / fG2 exceeds the upper limit value, it is necessary to increase the power of each surface of the lens, the burden of aberration correction on each surface increases, and the eccentric error sensitivity of each lens increases. Also, it becomes difficult to ensure a sufficient zoom ratio. On the other hand, if the value of | fG1 | / fG2 exceeds the lower limit, the angle of view becomes narrow with the same number of lenses, and a sufficient zoom ratio can be secured. It becomes difficult.
Therefore, by forming so that the value of | fG1 | / fG2 satisfies the conditional expression (1), the maximum length of the lens system can be reduced to about 36 mm or less, and a reduction in size can be achieved. 2ω) is about 60 °, and a zoom ratio (magnification ratio) of about 3 times can be secured.
条件式(2)は、第1レンズ群(I)におけるレンズ間隔と広角端での焦点距離との関係を規定したものである。D2/fwの値が上限値を超えると、第1レンズ群(I)のパワーが小さくなり過ぎて、像面湾曲の補正が困難になり、又、射出角度が大きくなって像側テレセントリック性が悪くなり、一方、D2/fwの値が下限値を超えると、第1レンズ群(I)のパワーが大きくなり過ぎて、像面湾曲の補正が困難になる。
したがって、D2/fwの値が条件式(2)を満たすように形成することにより、像側テレセントリック性を確保しつつ、像面湾曲を良好に補正することができる。
Conditional expression (2) defines the relationship between the lens interval and the focal length at the wide-angle end in the first lens group (I). If the value of D2 / fw exceeds the upper limit value, the power of the first lens group (I) becomes too small, making it difficult to correct curvature of field, and the exit angle becomes large so that the image side telecentricity is reduced. On the other hand, if the value of D2 / fw exceeds the lower limit, the power of the first lens group (I) becomes too large, and it becomes difficult to correct field curvature.
Therefore, by forming so that the value of D2 / fw satisfies the conditional expression (2), it is possible to satisfactorily correct the field curvature while ensuring the image side telecentricity.
条件式(3)は、各レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離に関して規定したものである。一般に、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて、温度変化時の屈折率変化が大きく、その変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動も大きくなる。そこで、条件式(3)を満たすように、それぞれのレンズ群(I),(II)において、少なくとも一つのプラスチックレンズを含めることで、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動を最小限に抑えることができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。 Conditional expression (3) defines the focal length of the plastic lens included in each lens group. In general, a plastic lens has a larger change in refractive index when a temperature changes than a glass lens, and a change in focal length and back focus caused by the change also increases. Therefore, by including at least one plastic lens in each of the lens groups (I) and (II) so as to satisfy the conditional expression (3), the focal length and the back focus caused by the refractive index change at the time of temperature change are reduced. Variations can be minimized and a zoom lens with high optical performance can be obtained.
上記構成を満たすズームレンズによれば、負,正の2群ズームタイプとし、かつ、条件式(1),(2)を満たすことで、諸収差を良好に補正しつつ、広角端での全画角(2ω)が60°程度で、3倍程度のズーム比を確保でき、レンズ全長の短縮化、小型化等を達成することができ、又、条件式(3)を満たすようにそれぞれのレンズ群(I),(II)において少なくとも一つのプラスチックレンズを含めることで、低コスト化、軽量化等を達成しつつ、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動を最小限に抑えることができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
また、開口絞りSDを第2レンズ群(II)と一体的に移動させることで、広角端から望遠端までの第1レンズ群(I)及び第2レンズ群(II)内の光路差を小さくすることができ、小型化、沈胴時の薄型化を達成することができる。
According to the zoom lens satisfying the above-described configuration, the negative and positive two-group zoom type is satisfied, and the conditional expressions (1) and (2) are satisfied. The angle of view (2ω) is about 60 °, a zoom ratio of about 3 times can be secured, the overall length of the lens can be shortened, the size of the lens can be reduced, etc., and each conditional expression (3) can be satisfied. By including at least one plastic lens in the lens groups (I) and (II), the focal length and back focus fluctuation caused by the refractive index change at the time of temperature change are minimized while achieving low cost and light weight. A zoom lens with high optical performance can be obtained.
Further, by moving the aperture stop SD integrally with the second lens group (II), the optical path difference in the first lens group (I) and the second lens group (II) from the wide-angle end to the telephoto end is reduced. Therefore, it is possible to achieve downsizing and thinning when retracted.
上記構成において、第2レンズ群(II)は、好ましくは、正の屈折力を有するプラスチックレンズと、負の屈折力を有するプラスチックレンズを含む、すなわち、第4レンズ4及び第6レンズ6の少なくとも一方はプラスチックレンズとして形成され、第5レンズ5はプラスチックレンズとして形成される。
これによれば、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動をさらに最小限に抑えることができ、より高い光学性能をもつズームレンズを得ることができる。また、プラスチックレンズを多用することで、大幅なコスト低減及び軽量化を達成することができる。
In the above configuration, the second lens group (II) preferably includes a plastic lens having a positive refractive power and a plastic lens having a negative refractive power, that is, at least one of the
According to this, the focal length and the back focus fluctuation caused by the refractive index change at the time of temperature change can be further minimized, and a zoom lens having higher optical performance can be obtained. Further, by using many plastic lenses, it is possible to achieve significant cost reduction and weight reduction.
上記構成において、第2レンズ群(II)における、正の屈折力を有するレンズ(すなわち、第4レンズ4又は第6レンズ6)のアッベ数νs、負の屈折力を有するレンズ(すなわち、第5レンズ5)のアッベ数νfが、好ましくは、下記の条件式(4)、
(4)|νs−νf|≧10
を満足するように形成される。
条件式(4)を満たすことで、高解像化に大きな影響を及ぼす色収差を良好に補正することができる。特に、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べてアッベ数の選定の自由度が低いため、この条件式(4)を満たすようにプラスチックレンズのアッベ数を選定することで、色収差を良好に補正することができる。
In the above configuration, in the second lens group (II), an Abbe number νs of a lens having a positive refractive power (that is, the
(4) | νs−νf | ≧ 10
It is formed so as to satisfy.
By satisfying conditional expression (4), it is possible to satisfactorily correct chromatic aberration that has a large effect on high resolution. In particular, the plastic lens has a lower degree of freedom in selecting the Abbe number than the glass lens. Therefore, by selecting the Abbe number of the plastic lens so as to satisfy the conditional expression (4), chromatic aberration can be corrected well. Can do.
上記構成において、第1レンズ群(I)及び第2レンズ群(II)は、好ましくは、それぞれ少なくとも1つの非球面を含む、すなわち、第1レンズ1、第2レンズ2、及び第3レンズ3の物体側及び像面側の6面のうち、少なくとも1つの面が非球面に形成され、第4レンズ4、第5レンズ5、及び第6レンズ6の物体側及び像面側の6面のうち、少なくとも1つの面が非球面に形成される。
これによれば、球面収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正することができる。すなわち、開口絞りSDの近くにあるレンズでは、球面収差等の軸上収差が発生し易く、開口絞りSDから離れた位置にあるレンズでは、非点収差、歪曲収差等の軸外収差が発生し易い。そこで、第1レンズ群(I)及び第2レンズ群(II)にそれぞれ少なくとも1つの非球面をもたせることで、諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
ここで、非球面を有するレンズは、好ましくは、プラスチックレンズとして形成される。これによれば、ガラスレンズの場合に比べて、非球面を容易に形成することができ、低コスト化、軽量化を達成することができる。
In the above configuration, the first lens group (I) and the second lens group (II) preferably each include at least one aspheric surface, that is, the
According to this, various aberrations such as spherical aberration, astigmatism and distortion can be favorably corrected. That is, on the lens near the aperture stop SD, axial aberration such as spherical aberration is likely to occur, and on the lens located away from the aperture stop SD, off-axis aberration such as astigmatism and distortion occurs. easy. Therefore, by providing each of the first lens group (I) and the second lens group (II) with at least one aspheric surface, various aberrations can be corrected well, and a zoom lens with high optical performance can be obtained.
Here, the lens having an aspheric surface is preferably formed as a plastic lens. According to this, compared with the case of a glass lens, an aspherical surface can be formed easily, and cost reduction and weight reduction can be achieved.
上記構成において、好ましくは、第1レンズ群(I)に含まれる正の屈折力を有するレンズ(第2レンズ2又は第3レンズ3)、及び第2レンズ群(II)の正の屈折力を有するレンズ(第4レンズ4又は第6レンズ6)及び負の屈折力を有するレンズ(第5レンズ5)が、それぞれ、周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成された非球面を有するように形成される。
これによれば、第1レンズ群(I)の正又は負のレンズと、第2レンズ群(II)の正及び負のレンズにおいて、周辺部の屈折力が弱くなる非球面を設けることで、球面収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
特に、第1レンズ群(I)では物体側に近い負の屈折力を有するレンズ(第1レンズ1又は第2レンズ2)に、又、第2レンズ群(II)では開口絞りSDの近くにある正の屈折力を有するレンズ(第4レンズ4)に、それぞれ非球面を設けることで、球面収差、非点収差、歪曲収差等を良好に補正でき、近年の高密度な撮像素子に対応する薄型で光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
In the above configuration, preferably, the positive refractive power of the lens having the positive refractive power (
According to this, in the positive or negative lens of the first lens group (I) and the positive and negative lenses of the second lens group (II), by providing an aspheric surface where the refractive power of the peripheral portion becomes weak, Various aberrations such as spherical aberration, astigmatism and distortion can be corrected well, and a zoom lens with high optical performance can be obtained.
In particular, the first lens group (I) has a negative refractive power close to the object side (the
ここで、非球面を表す式は、次式で規定される。
Z=Cy2/[1+(1−εC2y2)1/2]+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10
ただし、Z:光軸Lからの高さがyの非球面上の点の非球面頂点の接平面からの距離、y:光軸からの高さ、C:非球面の頂点における曲率(=1/R)、ε:円錐係数、D,E,F,G:非球面係数である。
Here, the expression representing the aspheric surface is defined by the following expression.
Z = Cy 2 / [1+ (1-εC 2 y 2 ) 1/2 ] + Dy 4 + Ey 6 + Fy 8 + Gy 10
Where Z: distance from the tangent plane of the aspherical vertex of the point on the aspherical surface whose height from the optical axis L is y, y: height from the optical axis, C: curvature at the vertex of the aspherical surface (= 1) / R), ε: cone coefficient, D, E, F, G: aspheric coefficient.
上記構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例1として以下に示す。 An example with specific numerical values of the zoom lens having the above configuration is shown as Example 1 below.
実施例1におけるレンズ構成は図1及び図2に示す通りであり、条件式(1)〜(4)の数値データ、第レンズ1〜第6レンズ6の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
尚、実施例1においては、第2レンズ2、第4レンズ4、及び第5レンズ5がプラスチックレンズとして形成され、第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第5レンズ5の両面S10,S11が非球面に形成されている。
The lens configuration in Example 1 is as shown in FIGS. 1 and 2, and numerical data of conditional expressions (1) to (4), main specifications of the
In Example 1, the
<条件式の値>
(1)|fG1|/fG2=|−11.91|/10.29=1.16 → 0.9≦1.16≦1.5
(2)D2/fw=2.00/6.37=0.31 → 0.2≦0.31≦0.4
(3)|1/fP1+1/fP2|×fw=|1/999.77+1/33.98|×6.37=0.19 → 0.1≦0.19≦1.0
(4)|νs−νf|=|56.3−30.3|=26.0 → 26.0≧10
<Value of conditional expression>
(1) | fG1 | / fG2 = | −11.91 | /10.29=1.16→0.9≦1.16≦1.5
(2) D2 / fw = 2.00 / 6.37 = 0.31 → 0.2 ≦ 0.31 ≦ 0.4
(3) | 1 /
(4) | νs−νf | = | 56.3-30.3 | = 26.0 → 26.0 ≧ 10
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=6.37mm(広角端)〜12.53mm(中間)〜18.47mm(望遠端)、ズーム比(変倍比)=2.90、Fナンバー(FNo.)=3.30(広角端)〜4.40(中間)〜5.53(望遠端)、画角(ω)=30.65°(広角端)〜16.71°(中間)〜11.55°(望遠端)、射出瞳位置=−15.87mm(広角端)〜−21.30mm(中間)〜−26.39mm(望遠端)、レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第6レンズ6の後面S13までの距離)=23.76mm(広角端)〜14.31mm(中間)〜11.17mm(望遠端)、レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=36.00mm(広角端)〜31.98mm(中間)〜33.93mm(望遠端)、バックフォーカス(第6レンズ6の後面S13〜像面Pまでの空気換算距離)=12.24mm(広角端)〜17.67mm(中間)〜22.76mm(望遠端)、第1レンズ群(I)の焦点距離=−11.91mm、第2レンズ群(II)の焦点距離=10.29mm
<Specification specifications>
Object distance = ∞ (wide angle end) to ∞ (middle) to ∞ (telephoto end), focal length of lens system (fw, fm, ft) = 6.37 mm (wide angle end) to 12.53 mm (middle) to 18. 47 mm (telephoto end), zoom ratio (magnification ratio) = 2.90, F number (FNo.) = 3.30 (wide angle end) to 4.40 (middle) to 5.53 (telephoto end), angle of view (Ω) = 30.65 ° (wide angle end) to 16.71 ° (middle) to 11.55 ° (telephoto end), exit pupil position = −15.87 mm (wide angle end) to −21.30 mm (middle) -26.39 mm (telephoto end), total lens length (distance from the front surface S1 of the
<曲率半径>
R1=22.350mm、R2=4.639mm、R3=36.114mm(非球面)、R4=38.412mm(非球面)、R5=12.689mm、R6=26.179mm、R7=∞(開口絞り)、R8=4.096mm(非球面)、R9=−27.137mm(非球面)、R10=−87.958mm(非球面)、R11=3.909mm(非球面)、R12=9.300mm、R13=−15.717mm
<Curvature radius>
R1 = 22.350 mm, R2 = 4.639 mm, R3 = 36.114 mm (aspheric surface), R4 = 38.412 mm (aspheric surface), R5 = 12.689 mm, R6 = 26.179 mm, R7 = ∞ (aperture stop) ), R8 = 4.096 mm (aspherical surface), R9 = −27.137 mm (aspherical surface), R10 = −87.958 mm (aspherical surface), R11 = 3.909 mm (aspherical surface), R12 = 9.300 mm, R13 = -15.717mm
<光軸上の間隔>
D1=1.00mm、D2=2.00mm、D3=1.00mm、D4=0.15mm、D5=1.50mm、D6=可変、D7=0.00mm、D8=2.42mm、D9=0.10mm、D10=0.60mm、D11=0.48mm、D12=1.30mm、D13=可変
<Spacing on the optical axis>
D1 = 1.00 mm, D2 = 2.00 mm, D3 = 1.00 mm, D4 = 0.15 mm, D5 = 1.50 mm, D6 = variable, D7 = 0.00 mm, D8 = 2.42 mm, D9 = 0. 10 mm, D10 = 0.60 mm, D11 = 0.48 mm, D12 = 1.30 mm, D13 = variable
<屈折率(Nd)>
N1=1.772500、N2=1.525120、N3=1.846660、N4=1.525120、N5=1.583810、N6=1.571350
<アッベ数(νd)>
ν1=49.6、ν2=56.3、ν3=23.8、ν4=56.3、ν5=30.3、ν6=53.0
<Refractive index (Nd)>
N1 = 1.772500, N2 = 1.525120, N3 = 1.846660, N4 = 1.525120, N5 = 1.583810, N6 = 1.571350
<Abbe number (νd)>
ν1 = 49.6, ν2 = 56.3, ν3 = 23.8, ν4 = 56.3, ν5 = 30.3, ν6 = 53.0
<ズーム間隔(D6,D13)>
D6=13.23mm(広角端)〜3.76mm(中間)〜0.61mm(望遠端)、
D13=12.24mm(広角端)〜17.67mm(中間)〜22.76mm(望遠端)
<Zoom interval (D6, D13)>
D6 = 13.23 mm (wide angle end) to 3.76 mm (middle) to 0.61 mm (telephoto end),
D13 = 12.24 mm (wide-angle end) to 17.67 mm (intermediate) to 22.76 mm (telephoto end)
<非球面係数の数値データ>
<S3>
ε=0.000000、D=−5.186680×10−4、E=1.462302×10−4、F=−7.366840×10−6、G=1.223165×10−7
<S4>
ε=0.000000、D=−1.174260×10−3、E=1.077326×10−4、F=−6.372640×10−6、G=2.641300×10−8
<S8>
ε=−3.004447、D=4.585869×10−3、E=−2.044620×10−4、F=1.762349×10−5、G=−1.031310×10−6
<S9>
ε=−0.956484、D=2.512762×10−4、E=−1.537330×10−5、F=−3.813590×10−6、G=−9.793460×10−7
<S10>
ε=0.000000、D=−2.862330×10−4、E=2.680847×10−6、F=−5.147390×10−7、G=−1.009770×10−6
<S11>
ε=0.005639、D=−1.418780×10−4、E=−4.538710×10−7、F=4.045888×10−7、G=−1.574780×10−7
<Numerical data of aspheric coefficient>
<S3>
ε = 0.000000, D = −5.186680 × 10 −4 , E = 1.462302 × 10 −4 , F = −7.336640 × 10 −6 , G = 1.223165 × 10 −7
<S4>
ε = 0.0000, D = −1.174260 × 10 −3 , E = 1.077326 × 10 −4 , F = −6.3372640 × 10 −6 , G = 2.641300 × 10 −8
<S8>
ε = −3.0004447, D = 4.585869 × 10 −3 , E = −2.044620 × 10 −4 , F = 1.7634949 × 10 −5 , G = −1.031310 × 10 −6
<S9>
ε = −0.956484, D = 2.512762 × 10 −4 , E = −1.537330 × 10 −5 , F = −3.813590 × 10 −6 , G = −9.793460 × 10 −7
<S10>
ε = 0.000000, D = −2.862330 × 10 −4 , E = 2.680847 × 10 −6 , F = −5.1747390 × 10 −7 , G = −1.009770 × 10 −6
<S11>
ε = 0.005639, D = −1.418780 × 10 −4 , E = −4.538710 × 10 −7 , F = 4.045888 × 10 −7 , G = −1.5747780 × 10 −7
上記実施例1において、広角端、中間位置、望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差)は、それぞれ図3、図4、図5に示す結果となる。尚、図3ないし図5中の非点収差において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
この実施例1によれば、ズーム比が2.90、レンズ系全長が最大で36.00mm、広角端でのFナンバーが3.30で、諸収差が良好に補正された光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
In the first embodiment, various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, lateral chromatic aberration) at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end are the results shown in FIGS. 3, 4, and 5, respectively. In the astigmatism in FIGS. 3 to 5, S represents an aberration on the sagittal plane, and M represents an aberration on the meridional plane.
According to the first embodiment, the zoom ratio is 2.90, the total length of the lens system is 36.00 mm at the maximum, the F-number at the wide-angle end is 3.30, and various aberrations are well corrected, and the optical performance is high. A small zoom lens can be obtained.
実施例2におけるレンズ構成は図6及び図7に示す通りであり、条件式(1)〜(4)の数値データ、第レンズ1〜第6レンズ6の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
尚、実施例2においては、第2レンズ2、第4レンズ4、第5レンズ5、及び第6レンズ6がプラスチックレンズとして形成され、第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第5レンズ5の両面S10,S11、第6レンズ6の両面S12,S13が非球面に形成されている。
The lens configuration in Example 2 is as shown in FIG. 6 and FIG. 7. Numerical data of conditional expressions (1) to (4), main specifications of the
In Example 2, the
<条件式の値>
(1)|fG1|/fG2=|−11.73|/10.23=1.15 → 0.9≦1.15≦1.5
(2)D2/fw=2.00/6.39=0.31 → 0.2≦0.31≦0.4
(3)|1/fP1+1/fP2|×fw=|1/999.68+1/32.03|×6.39=0.21 → 0.1≦0.21≦1.0
(4)|νs−νf|=56.3−30.3=26.0 → 26.0≧10
<Value of conditional expression>
(1) | fG1 | / fG2 = | −11.73 | /10.23=1.15→0.9≦1.15≦1.5
(2) D2 / fw = 2.00 / 6.39 = 0.31 → 0.2 ≦ 0.31 ≦ 0.4
(3) | 1 /
(4) | νs−νf | = 56.3-30.3 = 26.0 → 26.0 ≧ 10
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=6.39mm(広角端)〜12.72mm(中間)〜18.49mm(望遠端)、ズーム比(変倍比)=2.90、Fナンバー(FNo.)=3.31(広角端)〜4.51(中間)〜5.60(望遠端)、画角(ω)=30.58°(広角端)〜16.47°(中間)〜11.54°(望遠端)、射出瞳位置=−26.10mm(広角端)〜−21.43mm(中間)〜−26.04mm(望遠端)、レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第6レンズ6の後面S13までの距離)=23.44mm(広角端)〜14.09mm(中間)〜11.13mm(望遠端)、レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=35.67mm(広角端)〜31.95mm(中間)〜33.97mm(望遠端)、バックフォーカス(第6レンズ6の後面S13〜像面Pまでの空気換算距離)=12.23mm(広角端)〜17.86mm(中間)〜22.84mm(望遠端)、第1レンズ群(I)の焦点距離=−11.73mm、第2レンズ群(II)の焦点距離=10.23mm
<Specification specifications>
Object distance = ∞ (wide angle end) to ∞ (middle) to ∞ (telephoto end), focal length of lens system (fw, fm, ft) = 6.39 mm (wide angle end) to 12.72 mm (middle) to 18. 49 mm (telephoto end), zoom ratio (magnification ratio) = 2.90, F number (FNo.) = 3.31 (wide angle end) to 4.51 (middle) to 5.60 (telephoto end), angle of view (Ω) = 30.58 ° (wide angle end) to 16.47 ° (middle) to 11.54 ° (telephoto end), exit pupil position = −26.10 mm (wide angle end) to −21.43 mm (middle) -26.04 mm (telephoto end), total lens length (distance from the front surface S1 of the
<曲率半径>
R1=22.713mm、R2=4.583mm、R3=37.069mm(非球面)、R4=39.515mm(非球面)、R5=12.881mm、R6=27.704mm、R7=∞(開口絞り)、R8=4.101mm(非球面)、R9=−27.357mm(非球面)、R10=−99.973mm(非球面)、R11=3.962mm(非球面)、R12=8.268mm(非球面)、R13=−16.265mm(非球面)
<Curvature radius>
R1 = 22.713mm, R2 = 4.583mm, R3 = 37.069mm (aspherical), R4 = 39.515mm (aspherical), R5 = 12.881mm, R6 = 27.704mm, R7 = ∞ (aperture stop) ), R8 = 4.101 mm (aspheric surface), R9 = −27.357 mm (aspheric surface), R10 = −99.973 mm (aspheric surface), R11 = 3.962 mm (aspheric surface), R12 = 8.268 mm ( Aspherical), R13 = −16.265 mm (aspherical)
<光軸上の間隔>
D1=1.00mm、D2=2.00mm、D3=1.00mm、D4=0.15mm、D5=1.50mm、D6=可変、D7=0.00mm、D8=2.42mm、D9=0.10mm、D10=0.60mm、D11=0.44mm、D12=1.30mm、D13=可変
<Spacing on the optical axis>
D1 = 1.00 mm, D2 = 2.00 mm, D3 = 1.00 mm, D4 = 0.15 mm, D5 = 1.50 mm, D6 = variable, D7 = 0.00 mm, D8 = 2.42 mm, D9 = 0. 10 mm, D10 = 0.60 mm, D11 = 0.44 mm, D12 = 1.30 mm, D13 = variable
<屈折率(Nd)>
N1=1.772500、N2=1.525120、N3=1.846660、N4=1.525120、N5=1.583816、N6=1.525120
<アッベ数(νd)>
ν1=49.6、ν2=56.3、ν3=23.8、ν4=56.3、ν5=30.3、ν6=56.3
<Refractive index (Nd)>
N1 = 1.772500, N2 = 1.525120, N3 = 1.846660, N4 = 1.525120, N5 = 1.58816, N6 = 1.525120
<Abbe number (νd)>
ν1 = 49.6, ν2 = 56.3, ν3 = 23.8, ν4 = 56.3, ν5 = 30.3, ν6 = 56.3
<ズーム間隔(D6,D13)>
D6=12.93mm(広角端)〜3.57mm(中間)〜0.63mm(望遠端)、
D13=12.23mm(広角端)〜17.86mm(中間)〜22.84mm(望遠端)
<Zoom interval (D6, D13)>
D6 = 12.93 mm (wide angle end) to 3.57 mm (middle) to 0.63 mm (telephoto end),
D13 = 12.23 mm (wide-angle end) to 17.86 mm (intermediate) to 22.84 mm (telephoto end)
<非球面係数の数値データ>
<S3>
ε=0.000000、D=−4.707120×10−4、E=1.458679×10−4、F=−7.564290×10−6、G=1.526972×10−7
<S4>
ε=0.000000、D=−1.159790×10−3、E=1.055462×10−4、F=−6.405860×10−6、G=3.900760×10−8
<S8>
ε=−3.022216、D=4.599386×10−3、E=−2.050030×10−4、F=1.686159×10−5、G=−1.097940×10−6
<S9>
ε=5.889468、D=1.771182×10−4、E=−2.346760×10−5、F=−4.694980×10−6、G=−1.113540×10−6
<S10>
ε=0.000000、D=−2.359100×10−4、E=5.156900×10−6、F=−3.787820×10−7、G=−1.027030×10−6
<S11>
ε=0.014505、D=−1.120530×10−4、E=−8.484840×10−6、F=3.933409×10−6、G=8.583800×10−7
<S12>
ε=−0.100953、D=−2.198110×10−5、E=−5.539850×10−6、F=1.324705×10−6、G=−1.452810×10−7
<S13>
ε=−3.747379、D=1.313741×10−4、E=4.145669×10−5、F=4.214437×10−7、G=−5.053530×10−7
<Numerical data of aspheric coefficient>
<S3>
ε = 0.000000, D = -4.707120 × 10 −4 , E = 1.458679 × 10 −4 , F = −7.564290 × 10 −6 , G = 1.526972 × 10 −7
<S4>
ε = 0.000000, D = −1.159790 × 10 −3 , E = 1.055462 × 10 −4 , F = −6.405860 × 10 −6 , G = 3.9900760 × 10 −8
<S8>
ε = −3.022216, D = 4.599386 × 10 −3 , E = −2.050030 × 10 −4 , F = 1.686159 × 10 −5 , G = −1.097940 × 10 −6
<S9>
ε = 5.889468, D = 1.771182 × 10 −4 , E = −2.3346760 × 10 −5 , F = −4.669980 × 10 −6 , G = −1.113540 × 10 −6
<S10>
ε = 0.000000, D = −2.359100 × 10 −4 , E = 5.156900 × 10 −6 , F = −3.787820 × 10 −7 , G = −1.027030 × 10 −6
<S11>
ε = 0.014505, D = −1.120530 × 10 −4 , E = −8.484840 × 10 −6 , F = 3.933409 × 10 −6 , G = 8.583800 × 10 −7
<S12>
ε = −0.100953, D = −2.198110 × 10 −5 , E = −5.539850 × 10 −6 , F = 1.324705 × 10 −6 , G = −1.452810 × 10 −7
<S13>
ε = −3.7747379, D = 1.137374 × 10 −4 , E = 4.145669 × 10 −5 , F = 4.214437 × 10 −7 , G = −5.053530 × 10 −7
上記実施例2において、広角端、中間位置、望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差)は、それぞれ図8、図9、図10に示す結果となる。尚、図8ないし図10中の非点収差において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
この実施例2によれば、ズーム比が2.90、レンズ系全長が最大で35.67mm、広角端でのFナンバーが3.31で、諸収差が良好に補正された光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
In Example 2 above, various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, lateral chromatic aberration) at the wide-angle end, intermediate position, and telephoto end are the results shown in FIGS. 8, 9, and 10, respectively. In the astigmatism in FIGS. 8 to 10, S represents the aberration on the sagittal plane, and M represents the aberration on the meridional plane.
According to the second embodiment, the zoom ratio is 2.90, the total length of the lens system is 35.67 mm at the maximum, the F-number at the wide angle end is 3.31, and various aberrations are well corrected, and the optical performance is high. A small zoom lens can be obtained.
実施例3におけるレンズ構成は図11及び図12に示す通りであり、条件式(1)〜(4)の数値データ、第レンズ1〜第6レンズ6の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
尚、実施例3においては、第2レンズ2、第4レンズ4、及び第5レンズ5がプラスチックレンズとして形成され、第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第5レンズ5の両面S10,S11が非球面に形成されている。
The lens configuration in Example 3 is as shown in FIGS. 11 and 12, and numerical data of conditional expressions (1) to (4), main specifications of the
In Example 3, the
<条件式の値>
(1)|fG1|/fG2=|−10.78|/9.78=1.10 → 0.9≦1.10≦1.5
(2)D2/fw=2.35/6.44=0.36 → 0.2≦0.36≦0.4
(3)|1/fP1+1/fP2|×fw=|1/43.11+1/9.78|×6.44=0.81 → 0.1≦0.81≦1.0
(4)|νs−νf|=56.3−30.3=26.0 → 26.0≧10
<Value of conditional expression>
(1) | fG1 | / fG2 = | −10.78 | /9.78=1.10→0.9≦1.10≦1.5
(2) D2 / fw = 2.35 / 6.44 = 0.36 → 0.2 ≦ 0.36 ≦ 0.4
(3) | 1 /
(4) | νs−νf | = 56.3-30.3 = 26.0 → 26.0 ≧ 10
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=6.44mm(広角端)〜13.23mm(中間)〜18.48mm(望遠端)、ズーム比(変倍比)=2.87、Fナンバー(FNo.)=3.28(広角端)〜4.63(中間)〜5.75(望遠端)、画角(ω)=31.43°(広角端)〜16.49°(中間)〜12.02°(望遠端)、射出瞳位置=−15.44mm(広角端)〜−21.68mm(中間)〜−26.36mm(望遠端)、レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第6レンズ6の後面S13までの距離)=21.69mm(広角端)〜13.38mm(中間)〜11.02mm(望遠端)、レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=33.59mm(広角端)〜31.42mm(中間)〜33.84mm(望遠端)、バックフォーカス(第6レンズ6の後面S13〜像面Pまでの空気換算距離)=11.90mm(広角端)〜18.04mm(中間)〜22.82mm(望遠端)、第1レンズ群(I)の焦点距離=−10.78mm、第2レンズ群(II)の焦点距離=9.78mm
<Specification specifications>
Object distance = ∞ (wide angle end) to ∞ (middle) to ∞ (telephoto end), focal length of lens system (fw, fm, ft) = 6.44 mm (wide angle end) to 13.23 mm (middle) to 18. 48 mm (telephoto end), zoom ratio (magnification ratio) = 2.87, F number (FNo.) = 3.28 (wide angle end) to 4.63 (middle) to 5.75 (telephoto end), angle of view (Ω) = 31.43 ° (wide angle end) to 16.49 ° (middle) to 12.02 ° (telephoto end), exit pupil position = −15.44 mm (wide angle end) to −21.68 mm (middle) -26.36 mm (telephoto end), total lens length (distance from the front surface S1 of the
<曲率半径>
R1=12.542mm、R2=4.205mm、R3=64.158mm(非球面)、R4=16.644mm(非球面)、R5=14.590mm、R6=62.777mm、R7=∞(開口絞り)、R8=3.712mm(非球面)、R9=−16.585mm(非球面)、R10=−107.030mm(非球面)、R11=3.897mm(非球面)、R12=13.923mm、R13=−13.137mm
<Curvature radius>
R1 = 12.542 mm, R2 = 4.205 mm, R3 = 64.158 mm (aspherical), R4 = 16.644 mm (aspherical), R5 = 14.590 mm, R6 = 62.777 mm, R7 = ∞ (aperture stop) ), R8 = 3.712 mm (aspherical surface), R9 = −16.585 mm (aspherical surface), R10 = −107.030 mm (aspherical surface), R11 = 3.897 mm (aspherical surface), R12 = 13.923 mm, R13 = -13.137mm
<光軸上の間隔>
D1=1.00mm、D2=2.35mm、D3=1.00mm、D4=0.20mm、D5=1.20mm、D6=可変、D7=0.00mm、D8=2.00mm、D9=0.20mm、D10=0.61mm、D11=0.70mm、D12=1.10mm、D13=可変
<Spacing on the optical axis>
D1 = 1.00 mm, D2 = 2.35 mm, D3 = 1.00 mm, D4 = 0.20 mm, D5 = 1.20 mm, D6 = variable, D7 = 0.00 mm, D8 = 2.00 mm, D9 = 0. 20 mm, D10 = 0.61 mm, D11 = 0.70 mm, D12 = 1.10 mm, D13 = variable
<屈折率(Nd)>
N1=1.788000、N2=1.525120、N3=1.808090、N4=1.525120、N5=1.583816、N6=1.487490
<アッベ数(νd)>
ν1=47.4、ν2=56.3、ν3=22.8、ν4=56.3、ν5=30.3、ν6=70.2
<Refractive index (Nd)>
N1 = 1.788000, N2 = 1.525120, N3 = 1.880890, N4 = 1.525120, N5 = 1.58816, N6 = 1.487490
<Abbe number (νd)>
ν1 = 47.4, ν2 = 56.3, ν3 = 22.8, ν4 = 56.3, ν5 = 30.3, ν6 = 70.2
<ズーム間隔(D6,D13)>
D6=11.33mm(広角端)〜2.92mm(中間)〜0.66mm(望遠端)、
D13=11.90mm(広角端)〜18.04mm(中間)〜22.82mm(望遠端)
<Zoom interval (D6, D13)>
D6 = 11.33 mm (wide angle end) to 2.92 mm (middle) to 0.66 mm (telephoto end),
D13 = 11.90 mm (wide angle end) to 18.04 mm (middle) to 22.82 mm (telephoto end)
<非球面係数の数値データ>
<S3>
ε=0.000000、D=−1.523580×10−4、E=−8.277850×10−5、F=1.382730×10−5、G=−4.867080×10−7
<S4>
ε=8.042613、D=−1.274670×10−3、E=−9.258680×10−5、F=1.203515×10−5、G=−5.592820×10−7
<S8>
ε=−2.426653、D=5.301889×10−3、E=−7.329900×10−5、F=1.785280×10−5、G=2.347466×10−7
<S9>
ε=0.000000、D=7.109590×10−4、E=−2.875390×10−5、F=4.430397×10−5、G=−6.191380×10−6
<S10>
ε=0.000000、D=−3.086610×10−3、E=2.980100×10−4、F=−8.270250×10−6、G=−4.609120×10−6
<S11>
ε=−0.262314、D=−1.381880×10−3、E=6.923957×10−4、F=−8.316870×10−5、G=1.096331×10−5
<Numerical data of aspheric coefficient>
<S3>
ε = 0.000000, D = −1.523580 × 10 −4 , E = −8.2277850 × 10 −5 , F = 1.382730 × 10 −5 , G = −4.886780 × 10 −7
<S4>
ε = 8.042613, D = −1.274670 × 10 −3 , E = −9.258680 × 10 −5 , F = 1.203515 × 10 −5 , G = −5.592820 × 10 −7
<S8>
ε = −2.4266653, D = 5.301889 × 10 −3 , E = −7.3329900 × 10 −5 , F = 1.785280 × 10 −5 , G = 2.347466 × 10 −7
<S9>
ε = 0.000000, D = 7.109590 × 10 −4 , E = −2.8875390 × 10 −5 , F = 4.430397 × 10 −5 , G = −6.191380 × 10 −6
<S10>
ε = 0.000000, D = −3.086610 × 10 −3 , E = 2.980100 × 10 −4 , F = −8.270250 × 10 −6 , G = −4.6609120 × 10 −6
<S11>
ε = −0.262314, D = −1.381880 × 10 −3 , E = 6.9923957 × 10 −4 , F = −8.316870 × 10 −5 , G = 1.096331 × 10 −5
上記実施例3において、広角端、中間位置、望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差)は、それぞれ図13、図14、図15に示す結果となる。尚、図13ないし図15中の非点収差において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
この実施例3によれば、ズーム比が2.87、レンズ系全長が最大で35.59mm、広角端でのFナンバーが3.28で、諸収差が良好に補正された光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
In Example 3, various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration) at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end are the results shown in FIGS. 13, 14, and 15, respectively. In the astigmatism in FIGS. 13 to 15, S represents an aberration on the sagittal plane, and M represents an aberration on the meridional plane.
According to the third embodiment, the zoom ratio is 2.87, the total length of the lens system is 35.59 mm at the maximum, the F-number at the wide-angle end is 3.28, and various aberrations are well corrected, and the optical performance is high. A small zoom lens can be obtained.
以上述べたように、本発明のズームレンズは、6群6枚という構成にて、パワー配置、非球面を施す位置を適宜設定し、プラスチックレンズを多用することにより、低コストで、小型で(レンズ全長の短い)、光学性能が高く(結像性能が高く)、3倍程度のズーム比(変倍比)を確保できるため、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラのズームレンズとして適用できるのは勿論のこと、小型化等が要望されるその他のレンズ光学系においても有用である。 As described above, the zoom lens according to the present invention has a configuration of 6 elements in 6 groups, appropriately sets the power arrangement and the position where the aspheric surface is applied, and uses a lot of plastic lenses, thereby reducing the cost and size ( (Short lens length), high optical performance (high imaging performance), and a zoom ratio (magnification ratio) of about 3 times can be secured, so it can be applied as a zoom lens for digital cameras and digital video cameras In addition, it is also useful in other lens optical systems that require a reduction in size.
I 第1レンズ群
II 第2レンズ群
1 第1レンズ
2 第2レンズ
3 第3レンズ
SD 開口絞り
4 第4レンズ
5 第5レンズ
6 第6レンズ
L 光軸
P 像面
fw 広角端での焦点距離
fG1 第1レンズ群の焦点距離
fG2 第2レンズ群の焦点距離
fP1 第1レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
fP2 第2レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
D2 第1レンズと第2レンズの光軸上での空気間隔
νs 第2レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのアッベ数
νf 第2レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズのアッベ数
I 1st lens group II
Claims (6)
前記第1レンズ群は、負の屈折力を有する第1レンズ、正又は負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズからなり、かつ、前記第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズのうち少なくとも一つはプラスチックレンズであり、
前記第2レンズ群は、正の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズからなり、かつ、前記第4レンズ、第5レンズ、及び第6レンズのうち少なくとも一つはプラスチックレンズであり、
下記条件式(1),(2),(3)、
(1)0.9≦|fG1|/fG2≦1.5
(2)0.2≦D2/fw≦0.4
(3)0.1≦|1/fP1+1/fP2|×fw≦1.0
但し、fG1:前記第1レンズ群の焦点距離、
fG2:前記第2レンズ群の焦点距離、
D2:前記第1レンズと前記第2レンズの光軸上における空気間隔、
fw:広角端での焦点距離、
fP1:前記第1レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
fP2:前記第2レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
を満足する、ことを特徴とするズームレンズ。 In order from the object side to the image plane side, a first lens group having a negative refractive power and a second lens group including an aperture stop having a predetermined aperture on the most object side and having a positive refractive power are provided. The first lens group moves to the image plane side, reverses from the middle and moves to the object side, and the second lens group monotonously moves to the object side to perform zooming from the wide angle end to the telephoto end, The first lens group is a zoom lens that performs image surface variation correction and focus adjustment operation,
The first lens group includes a first lens having negative refractive power, a second lens having positive or negative refractive power, and a third lens having positive refractive power, and the first lens, second lens At least one of the lens and the third lens is a plastic lens,
The second lens group includes a fourth lens having a positive refractive power, a fifth lens having a negative refractive power, a sixth lens having a positive refractive power, and the fourth lens, the fifth lens, And at least one of the sixth lenses is a plastic lens,
The following conditional expressions (1), (2), (3),
(1) 0.9 ≦ | fG1 | /fG2≦1.5
(2) 0.2 ≦ D2 / fw ≦ 0.4
(3) 0.1 ≦ | 1 / fP1 + 1 / fP2 | × fw ≦ 1.0
Where fG1: focal length of the first lens group,
fG2: focal length of the second lens group,
D2: an air space on the optical axis of the first lens and the second lens,
fw: focal length at the wide-angle end,
fP1: the focal length of the plastic lens included in the first lens group,
fP2: focal length of the plastic lens included in the second lens group,
A zoom lens characterized by satisfying
ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 The two lens groups include a plastic lens having a positive refractive power and a plastic lens having a negative refractive power.
The zoom lens according to claim 1.
下記の条件式(4)、
(4)|νs−νf|≧10
を満足する、ことを特徴とする請求項2記載のズームレンズ。 In the second lens group, when the Abbe number of a lens having a positive refractive power is νs and the Abbe number of a lens having a negative refractive power is νf,
Conditional expression (4) below,
(4) | νs−νf | ≧ 10
The zoom lens according to claim 2, wherein:
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれかに記載のズームレンズ。 Each of the first lens group and the second lens group includes at least one aspheric surface,
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is a zoom lens.
ことを特徴とする請求項4記載のズームレンズ。 The lens having the aspheric surface is a plastic lens.
The zoom lens according to claim 4.
ことを特徴とする請求項1ないし5いずれかに記載のズームレンズ。
The lens having positive or negative refractive power included in the first lens group, and the lens having positive refractive power and the lens having negative refractive power included in the second lens group respectively move toward the periphery. And has an aspheric surface formed so that its refractive power becomes weak,
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is a zoom lens.
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