JP2009020324A - Three-group zoom lens and imaging apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は小型のズームレンズ、及びそれを用いたコンパクトなデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a small zoom lens and an imaging apparatus such as a compact digital camera using the same.
従来、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置においては高画質、高変倍、鏡枠の薄型化が要求されている。例えば、特開2004−333572号公報にて、負の屈折力の第1レンズ群と正の屈折力の第2レンズ群と負屈折力の第3レンズ群とからなるズームレンズが知られている。このズームレンズは変倍比が4倍程度という高変倍比確保しながら比較的良好な光学性能を有している。 Conventionally, an imaging apparatus such as a digital camera or a video camera is required to have high image quality, high zoom ratio, and a thin lens frame. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-333572 discloses a zoom lens including a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a negative refractive power. . This zoom lens has relatively good optical performance while securing a high zoom ratio of about 4 times.
しかしながら、このズームレンズは、第3レンズ群の光軸上の厚みが厚いために、ズームレンズを沈胴収納した際の薄型化に不利なものである。また、最近では、特開2006−351972号に開示されているように撮像素子の撮像領域内の周辺部分への光線の入射角を大きくしても良好な撮像が行える撮像素子が知られている。 However, this zoom lens is disadvantageous in reducing the thickness when the zoom lens is retracted because the thickness of the third lens group on the optical axis is large. Recently, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-351972, there is known an image pickup device that can perform good image pickup even when the incident angle of a light beam to the peripheral portion in the image pickup region of the image pickup device is increased. .
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変倍比を確保し且つ小型軽量化にも有利であり光学性能も確保しやすいズームレンズ、及びそれを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above, and provides a zoom lens that secures a zoom ratio, is advantageous for reduction in size and weight, and easily secures optical performance, and an imaging apparatus including the zoom lens. It is intended.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、負の屈折力の第3レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に際して第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が狭まり、且つ、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が変化し、第2レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動し、第3レンズ群は広角端に対して望遠端にて物体側に位置するように移動する3群ズームレンズを基本構成としている。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention, in order from the object side, includes a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a negative refractive power. And a third lens group, the distance between the first lens group and the second lens group is narrowed during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and the distance between the second lens group and the third lens group is changed. The second lens group moves to the object side upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and the third lens group moves so as to be positioned on the object side at the telephoto end with respect to the wide-angle end. Is the basic configuration.
このように、第1レンズ群の屈折力を負とすることにより、画角の確保や径方向の小型化、構成するレンズ群の数を減らすことに有利となる。レンズ群の数が少なくなることによってレンズの枚数も少なくすることにも有利となる。結果として鏡枠の薄型化とコストの削減につながる。 Thus, by making the refractive power of the first lens group negative, it is advantageous to ensure the angle of view, reduce the radial direction, and reduce the number of lens groups to be configured. Reducing the number of lens groups is advantageous for reducing the number of lenses. As a result, the lens frame is reduced in thickness and costs are reduced.
そして、正屈折力の第2レンズ群が第1レンズ群との距離を変えることでバリエーターの役割を果たし、広角端から望遠端に変倍する際に、物体側から像側へ移動し、増倍を行う。
また、第3レンズ群に負の屈折力を持たせることで、広角端に対して望遠端にて物体側へ移動することによって増倍作用を担う。
The second lens unit having positive refractive power acts as a variator by changing the distance from the first lens unit. When zooming from the wide angle end to the telephoto end, the second lens unit moves from the object side to the image side, and increases. Do it twice.
Further, by giving the third lens group negative refracting power, it moves toward the object side at the telephoto end with respect to the wide angle end, thereby taking a multiplication action.
第2レンズ群と第3レンズ群の二つのレンズ群で広角端から望遠端に変倍する際に増倍を行うことによって、各々の群の増倍の効果を少ない移動量で分担することが可能となる。この結果、画質を良好に保ったまま、レンズ全長を小型化することが可能となる。 By performing magnification when zooming from the wide-angle end to the telephoto end with the two lens groups of the second lens group and the third lens group, the effect of multiplication of each group can be shared with a small amount of movement. It becomes possible. As a result, it is possible to reduce the total lens length while maintaining good image quality.
最終群である第3レンズ群が負の屈折力であるため、ズームレンズ全体のパワー配置の対称性が良好となり、第1レンズ群の負の屈折力とのバランスがとれる。このため、必要以上にディストーションや像面湾曲などの収差を発生させることなく、軸上、軸外の収差のバランスのとれたズームレンズの提供が可能となる。 Since the third lens group, which is the final group, has a negative refractive power, the symmetry of the power arrangement of the entire zoom lens is good, and the negative refractive power of the first lens group is balanced. For this reason, it is possible to provide a zoom lens that balances on-axis and off-axis aberrations without generating aberrations such as distortion and curvature of field more than necessary.
さらに本発明は、第1レンズ群の像面側且つ第2レンズ群の最も像側のレンズ面よりも物体側に、第2レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有する。 Furthermore, the present invention includes an aperture stop that moves integrally with the second lens group on the object side of the image plane side of the first lens group and on the most image side of the second lens group.
このように構成することで、第1レンズ群に入射する軸外光線の高さを抑え、径方向のサイズを小さくできる。また、第2レンズ群の径方向のサイズも小さくでき、第2レンズ群の正の屈折力の確保と小型化に有利となる。また、射出瞳が撮像素子に近づきすぎることを防止できる。また、明るさ絞りが第2レンズ群と一体で移動することにより駆動機構を簡単にでき、構成の簡略化にも有利となる。 With this configuration, the height of the off-axis light beam incident on the first lens group can be suppressed, and the radial size can be reduced. In addition, the size of the second lens group in the radial direction can be reduced, which is advantageous for securing the positive refractive power and miniaturization of the second lens group. In addition, it is possible to prevent the exit pupil from being too close to the image sensor. In addition, since the aperture stop moves integrally with the second lens group, the driving mechanism can be simplified, which is advantageous for simplification of the configuration.
さらに本発明は、以下の条件式を満足する構成としている。
ft/fw>3.6 ・・・(1)
dG3/fw<1.0 ・・・(2)
ただし、
fwは3群ズームレンズの広角端での焦点距離、
ftは3群ズームレンズの望遠端での焦点距離、
dG3は第3レンズ群の光軸上の厚さ、
である。
Furthermore, this invention is set as the structure which satisfies the following conditional expressions.
f t / f w > 3.6 (1)
d G3 / f w <1.0 (2)
However,
f w is the focal length at the wide-angle end of the three-group zoom lens,
f t is the focal length at the telephoto end of the three-group zoom lens,
d G3 is the thickness of the third lens unit on the optical axis,
It is.
条件式(1)は変倍比を特定するものである。条件式(1)の下限を下回らないようにして変倍比を確保することが好ましい。
条件式(2)は第3レンズ群の光軸上の厚さを特定するものである。条件式(2)の上限を上回らないようにして、第3レンズ群の薄型化を行うことが好ましい。
Conditional expression (1) specifies the zoom ratio. It is preferable to ensure the zoom ratio so as not to fall below the lower limit of conditional expression (1).
Conditional expression (2) specifies the thickness of the third lens group on the optical axis. It is preferable to reduce the thickness of the third lens group so as not to exceed the upper limit of conditional expression (2).
さらに、前述の3群ズームレンズが、以下の構成のいずれかを満たすようにすることが好ましい。
以下の条件式を満足することが好ましい。
3<Dw/fw<8 ・・・(3)
0.3<Dt/ft<1.8 ・・・(4)
ただし、
Dwは広角端での光軸上での3群ズームレンズ全長、
Dtは望遠端での光軸上での3群ズームレンズ全長、
であり、
全長は3群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で表したバックフォーカスを足したものとする。
Furthermore, it is preferable that the above-described three-group zoom lens satisfies any of the following configurations.
It is preferable that the following conditional expression is satisfied.
3 <D w / f w <8 (3)
0.3 <D t / ft <1.8 (4)
However,
D w is the total length of the three-group zoom lens on the optical axis at the wide-angle end,
D t is the total length of the three-group zoom lens on the optical axis at the telephoto end,
And
The total length is assumed to be the thickness on the optical axis from the entrance surface of the lens closest to the object side to the exit surface of the lens closest to the image side of the three-group zoom lens plus the back focus expressed in terms of air.
条件式(3)および(4)は、3群ズームレンズの好ましい全長を特定するものである。条件式(3)、(4)の上限を上回らないようにすることで、使用時の薄型化に有利となる。また条件式(3)、(4)の下限を下回らないようにすることで、各々のレンズ群の屈折力を抑えやすくなり、軸上および軸外の収差を低減しやすくなる。 Conditional expressions (3) and (4) specify a preferable overall length of the three-group zoom lens. By making the upper limit of conditional expressions (3) and (4) not exceeded, it is advantageous for thinning during use. Further, by making sure that the lower limit of conditional expressions (3) and (4) is not exceeded, it becomes easy to suppress the refractive power of each lens group, and to reduce on-axis and off-axis aberrations.
また、広角端から望遠端への変倍の際に、第2レンズ群と第3レンズ群が以下の条件を満足して移動することが好ましい。
0.3<ΔG3/ΔG2<1.2 ・・・(5)
ただし、
ΔG2は第2レンズ群の広角端での位置に対する望遠端での位置の変化量、
ΔG3は第3レンズ群の広角端での位置に対する望遠端での位置の変化量、
であり、物体側への変化を正符号とする。
In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, it is preferable that the second lens group and the third lens group move while satisfying the following conditions.
0.3 <ΔG 3 / ΔG 2 <1.2 (5)
However,
ΔG 2 is the amount of change in position at the telephoto end with respect to the position at the wide-angle end of the second lens group,
ΔG 3 is the amount of change in the position of the third lens group at the telephoto end with respect to the position at the wide-angle end,
The change to the object side is a positive sign.
条件式(5)は第2レンズ群と第3レンズ群の移動量の好ましい比を表したものである。条件式(5)の上限を上回らず、下限を下回らないようにすることで、第2レンズ群と第3レンズ群の変倍の際の移動量の偏りを低減し、ズームレンズの小型化に有利となる。 Conditional expression (5) represents a preferable ratio of the moving amounts of the second lens group and the third lens group. By avoiding exceeding the upper limit of conditional expression (5) and not lowering the lower limit, the bias of the moving amount at the time of zooming of the second lens group and the third lens group is reduced, and the zoom lens is reduced in size. It will be advantageous.
また、第1レンズ群は最も物体側に以下の条件を満足する負レンズを有することが好ましい。
0.0<(rL11+rL12)/(rL11−rL12)<3.0 ・・・(6)
ただし、
rL11は第1レンズ群の最も物体側の負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
rL12は第1レンズ群の最も物体側の負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
In addition, it is preferable that the first lens group has a negative lens that satisfies the following conditions on the most object side.
0.0 <(r L11 + r L12 ) / (r L11 −r L12 ) <3.0 (6)
However,
r L11 is the paraxial curvature radius of the object side surface of the negative lens closest to the object side in the first lens group,
r L12 is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens closest to the object side in the first lens group,
It is.
条件式(6)は3群ズームレンズの第1レンズ群の最も物体側のレンズの形状に関するものである。条件式(6)の下限を下回らないようにすることで、第1レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率を抑え、軸外の収差を抑えやすくなる。
また、条件式(6)の上限を上回らないようにすることで、負レンズの主点に対して負レンズが物体側に出すぎることを防止でき、小型化に有利となる。
Conditional expression (6) relates to the shape of the lens closest to the object side in the first lens group of the three-group zoom lens. By making sure that the lower limit of conditional expression (6) is not exceeded, the curvature of the lens surface closest to the object side in the first lens group is suppressed, and off-axis aberrations are easily suppressed.
In addition, by making sure that the upper limit of conditional expression (6) is not exceeded, it is possible to prevent the negative lens from being excessively exposed to the object side with respect to the principal point of the negative lens, which is advantageous for downsizing.
また、3群ズームレンズのレンズの総枚数をNと表すとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
5≦N≦8 ・・・(7)
条件式(7)の上限を上回らないようにすることで、コスト低減や沈胴収納時の小型化に有利となる。
条件式(7)の下限を下回らないようにすることで、光学性能と変倍比の確保の両立を行いやすくなる。
Further, when the total number of lenses of the three-group zoom lens is expressed as N, it is preferable that the following conditional expression is satisfied.
5 ≦ N ≦ 8 (7)
By not exceeding the upper limit of the conditional expression (7), it is advantageous for cost reduction and downsizing when retracting.
By making sure that the lower limit of conditional expression (7) is not exceeded, it becomes easy to achieve both optical performance and a zoom ratio.
また、第2レンズ群は正レンズと負レンズをもつ接合レンズを備え、その負レンズはその正レンズよりもアッベ数が小さいことが好ましい。
望遠端で特に発生しやすい軸上の色収差を補正するためには上述の構成として色消しの機能を第2レンズ群に持たせることが好ましい。
The second lens group preferably includes a cemented lens having a positive lens and a negative lens, and the negative lens preferably has an Abbe number smaller than that of the positive lens.
In order to correct the axial chromatic aberration that is particularly likely to occur at the telephoto end, it is preferable that the second lens group has an achromatic function as the above-described configuration.
また、第3レンズ群中に含まれるレンズの総数は1であることが好ましい。第3レンズ群を1枚のレンズで構成することによって、沈胴時の厚さを薄くできるとともにコストを抑えることが可能である。 The total number of lenses included in the third lens group is preferably 1. By configuring the third lens group with a single lens, it is possible to reduce the thickness when retracted and to reduce the cost.
また、第2レンズ群中の最も物体側のレンズ面及び最も像側のレンズ面がいずれも非球面であることが好ましい。
第2レンズ群の最も物体側と最も像側のレンズ面を非球面にすることによって、広角端から望遠端までの全状態での球面収差を良好に補正することに有利となる。
Further, it is preferable that both the most object side lens surface and the most image side lens surface in the second lens group are aspherical surfaces.
It is advantageous to satisfactorily correct spherical aberration in all states from the wide-angle end to the telephoto end by making the lens surfaces closest to the object side and most image side of the second lens group aspherical.
また、上述何れかのズームレンズを撮像装置の結像レンズとして用いることができる。つまり、3群ズームレンズと、3群ズームレンズの像側に配置され、3群ズームレンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子を備える撮像装置であって、3群ズームレンズが上述の何れかの3群ズームレンズである撮像装置とすることが好ましい。これにより、装置の小型化に有利となる。 In addition, any one of the zoom lenses described above can be used as an imaging lens of the imaging apparatus. In other words, the imaging apparatus includes an imaging device that is disposed on the image side of the third group zoom lens and an image element that is disposed on the image side of the third group zoom lens and converts an optical image formed by the third group zoom lens into an electrical signal. Preferably, the imaging device is any one of the above-described three-group zoom lenses. This is advantageous for downsizing of the apparatus.
さらに、3群ズームレンズによるディストーションを含んだ電気信号を画像処理によりディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することが好ましい。3群ズームレンズのディストーションを許容することで、3群ズームレンズのレンズ枚数低減や小型化に一層有利となる。 Furthermore, it is preferable to have an image conversion unit that converts an electrical signal including distortion by the three-group zoom lens into an image signal in which distortion is corrected by image processing. Allowing the distortion of the third group zoom lens is further advantageous for reducing the number of lenses and reducing the size of the third group zoom lens.
また、3群ズームレンズが広角端の状態にて撮像素子の有効撮像領域の最大像高に向かって3群ズームレンズから射出する主光線と光軸との成す角が以下の条件を満足することが好ましい。 In addition, the angle formed by the principal ray and the optical axis emitted from the third group zoom lens toward the maximum image height of the effective image pickup area of the image sensor when the third group zoom lens is at the wide-angle end satisfies the following condition. Is preferred.
−40°<EX(w)<−11° ・・・(8)
ただし、
EX(w)は、3群ズームレンズが広角端の状態にて前記撮像素子の有効撮像領域の最大像高に向かって3群ズームレンズから射出する主光線の光軸に対する成す角である。
条件式(8)を満たすような射出角の大きさを許容する撮像素子を用いることによって、第3レンズ群に強い負の屈折力をもたせることが可能となる。
−40 ° <EX (w) <− 11 ° (8)
However,
EX (w) is an angle formed with respect to the optical axis of the principal ray emitted from the third group zoom lens toward the maximum image height of the effective image pickup area of the image sensor when the third group zoom lens is at the wide-angle end.
By using an image sensor that allows the exit angle to satisfy the conditional expression (8), the third lens group can have a strong negative refractive power.
条件式(8)の上限を上回らないようにすることで、第3レンズ群に十分な負の屈折力を持たせやすくなり、3群ズームレンズ全長の小型化や光学性能の向上に有利となり好ましい。
また、条件式(8)の下限を下回らないようにすることで、射出角が大きくなりすぎることを抑え、周辺光量の確保に有利となり好ましい。
By making sure that the upper limit of conditional expression (8) is not exceeded, it is easy to give the third lens group sufficient negative refractive power, which is advantageous in reducing the overall length of the third group zoom lens and improving the optical performance. .
Further, it is preferable to prevent the lowering of the lower limit of the conditional expression (8) from suppressing the emission angle from becoming too large, which is advantageous for securing the peripheral light amount.
上述の各条件式は、3群ズームレンズがフォーカシング機能を持つ場合は、もっとも遠距離に合焦した状態での構成とする。 Each conditional expression described above is configured so that the farthest distance is in focus when the third zoom lens has a focusing function.
フォーカシングは第3レンズ群を移動させて行うことが駆動の負担を低減しやすく好ましい。もちろん、ズームレンズ全体を繰り出すフォーカシング方式や、第1レンズ群を繰り出すフォーカシング方式であってもよい。 Focusing is preferably performed by moving the third lens group because the driving load can be easily reduced. Of course, a focusing method for extending the entire zoom lens or a focusing method for extending the first lens group may be used.
条件式(1)について、
下限値を3.7更には3.8とすることが好ましい。
上限値を設けて8.0、更には、5.5を上回らないようにすることが好ましい。
これにより、小型化や光学性能の維持に有利となる。
条件式(2)について、
下限値を設けて0.05、更には0.1を下回らないようにすることが好ましい。
これにより、レンズの強度を維持しやすくなる。
上限値を0.5、更には0.3とすることが好ましい。
条件式(3)について、
下限値を4、更には5とすることが好ましい。
上限値を7、更には6.5とすることが好ましい。
条件式(4)について、
下限値を0.6、更には1.0とすることが好ましい。
上限値を1.7、更には1.6とすることが好ましい。
条件式(5)について、
下限値を0.6、更には0.9とすることが好ましい。
上限値を1.1、更には1.05とすることが好ましい。
条件式(6)について、
下限値を0.3、更には0.5とすることが好ましい。
上限値を1.5、更には1.0とすることが好ましい。
条件式(8)について、
下限値を−30.0°、更には−25.0°とすることが好ましい。
上限値を−12.0°、更には、−15.0°とすることが好ましい。
For conditional expression (1),
It is preferable to set the lower limit to 3.7 or even 3.8.
It is preferable to set an upper limit value so that it does not exceed 8.0, or 5.5.
This is advantageous for downsizing and maintaining optical performance.
For conditional expression (2),
It is preferable to set a lower limit value so that it does not fall below 0.05, or even 0.1.
This makes it easy to maintain the strength of the lens.
It is preferable to set the upper limit value to 0.5, more preferably 0.3.
Conditional expression (3)
It is preferable to set the lower limit to 4, more preferably 5.
It is preferable to set the upper limit to 7, more preferably 6.5.
For conditional expression (4),
The lower limit is preferably 0.6, and more preferably 1.0.
The upper limit is preferably 1.7, and more preferably 1.6.
For conditional expression (5),
The lower limit is preferably 0.6, and more preferably 0.9.
The upper limit value is preferably 1.1, and more preferably 1.05.
For conditional expression (6),
The lower limit is preferably 0.3, and more preferably 0.5.
The upper limit value is preferably 1.5, and more preferably 1.0.
Conditional expression (8)
The lower limit is preferably −30.0 °, more preferably −25.0 °.
The upper limit value is preferably -12.0 °, more preferably -15.0 °.
上述の各発明は、任意に複数を同時に満足することがより好ましい。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。また、上述の各構成は、任意に組み合わせて構わない。 It is more preferable that each of the above-described inventions satisfies a plurality at the same time. For each conditional expression, only the upper limit value or lower limit value of the numerical range of the more limited conditional expression may be limited. Further, the above-described configurations may be arbitrarily combined.
変倍比を確保し且つ小型軽量化にも有利であり光学性能も確保しやすいズームレンズ、及びそれを備えた撮像装置を提供することが可能となる。 It is possible to provide a zoom lens that secures a zoom ratio, is advantageous in reducing the size and weight, and easily secures optical performance, and an image pickup apparatus including the zoom lens.
以下に、本発明に係るズームレンズ、撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a zoom lens and an imaging apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
いずれも4倍程度の高変倍比を達成し、38°以上の広角端半画角を確保し、光学性能も良好な負、正、負タイプの3群ズームレンズとなっている。また、広角端付近にて負屈折力の第3レンズ群で軸外光束を光軸から離れる方向に屈折させ、径方向、光軸方向のサイズも小さいズームレンズとなっている。
実施例1乃至5は全ズーム状態にて有効撮像領域は矩形で一定である。
Each of them is a negative, positive, and negative three-group zoom lens that achieves a high zoom ratio of about 4 times, secures a wide-angle end half angle of view of 38 ° or more, and has good optical performance. In addition, the third lens unit having a negative refractive power near the wide-angle end refracts the off-axis light beam in the direction away from the optical axis, and the zoom lens has a small size in the radial direction and the optical axis direction.
In the first to fifth embodiments, the effective imaging area is rectangular and constant in the full zoom state.
以下、本発明のズームレンズの実施例1〜5について説明する。実施例1〜5の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)のレンズ断面図をそれぞれ図1〜図5に示す。図1〜図5中、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、明るさ絞りはS、第3レンズ群はG3、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はF、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はC、像面はIで示してある。なお、カバーガラスCの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスCにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。 Examples 1 to 5 of the zoom lens according to the present invention will be described below. FIGS. 1 to 5 show lens cross-sectional views of the wide-angle end (a), the intermediate focal length state (b), and the telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity in Examples 1 to 5, respectively. 1 to 5, the first lens group is G1, the second lens group is G2, the aperture stop is S, the third lens group is G3, and a low-pass filter with a wavelength range limiting coat that limits infrared light is applied. The parallel plate to be configured is indicated by F, the parallel plate of the cover glass of the electronic image sensor is indicated by C, and the image plane is indicated by I. In addition, you may give the multilayer film for a wavelength range restriction | limiting to the surface of the cover glass C. FIG. Further, the cover glass C may have a low-pass filter action.
また、各実施例において、明るさ絞りSは第2レンズ群G2と一体で移動する。数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はmm、角度の単位は°(度)である。フォーカシングはいずれの実施例も最も像側のレンズ群の移動により行う。つまり、フォーカシングは第3レンズ群G3の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作を第3レンズ群G3を像側に移動させて行う。さらに、ズームデータは広角端(WE)、中間焦点状態(ST)、望遠端(TE)での値である。 In each embodiment, the aperture stop S moves integrally with the second lens group G2. All of the numerical data is data in a state where an object at infinity is focused. The unit of length of each numerical value is mm, and the unit of angle is ° (degree). In any of the embodiments, focusing is performed by moving the lens group closest to the image side. That is, focusing is performed by moving the third lens group G3, and focusing operation from a long distance object point to a short distance object point is performed by moving the third lens group G3 to the image side. Further, the zoom data is values at the wide-angle end (WE), the intermediate focus state (ST), and the telephoto end (TE).
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。 As shown in FIG. 1, the zoom lens of Example 1 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a second lens group G2 having a positive refractive power, A third lens group G3 having a negative refractive power is disposed.
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は像側に移動後物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側にのみ移動する。 At the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side. The second lens group G2 moves only to the object side. The third lens group G3 moves only to the object side.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる。第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a biconcave negative lens and a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side. The second lens group G2 includes a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a cemented lens of a biconvex positive lens. The third lens group G3 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the image side.
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの両面と、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側の面と、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの物体側の面との5面に用いている。 The aspheric surfaces include both surfaces of the biconcave negative lens of the first lens group G1, the object side surface of the positive meniscus lens of the second lens group G2, the image side surface of the biconvex positive lens, and the third lens group G3. The negative meniscus lens is used on five surfaces, the object side surface.
実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。 As shown in FIG. 2, the zoom lens of Example 2 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a second lens group G2 having a positive refractive power, A third lens group G3 having a negative refractive power is disposed.
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は像側に移動後物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側にのみ移動する。 At the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side. The second lens group G2 moves only to the object side. The third lens group G3 moves only to the object side.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなる。第2レンズ群G2は、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズと、両凸正レンズとからなる。第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a biconcave negative lens and a biconvex positive lens. The second lens group G2 includes a cemented lens of a biconvex positive lens and a biconcave negative lens, and a biconvex positive lens. The third lens group G3 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the image side.
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの像側の面と、第2レンズ群G2の物体側の両凸正レンズの物体側の面と、像側の両凸正レンズの像側の面との3面に用いている。 The aspheric surfaces are the image side surface of the biconcave negative lens of the first lens group G1, the object side surface of the object side biconvex positive lens of the second lens group G2, and the image of the image side biconvex positive lens. It is used on three sides with the side surface.
実施例3のズームレンズは、図3に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。 As shown in FIG. 3, the zoom lens of Example 3 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a second lens group G2 having a positive refractive power, A third lens group G3 having a negative refractive power is disposed.
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は像側に移動後物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側にのみ移動する。 At the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side. The second lens group G2 moves only to the object side. The third lens group G3 moves only to the object side.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる。第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a biconcave negative lens and a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side. The second lens group G2 includes a cemented lens including a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a biconvex positive lens. The third lens group G3 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the image side.
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの両面と、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側の面と、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの物体側の面との5面に用いている。 The aspheric surfaces include both surfaces of the biconcave negative lens of the first lens group G1, the object side surface of the positive meniscus lens of the second lens group G2, the image side surface of the biconvex positive lens, and the third lens group G3. The negative meniscus lens is used on five surfaces, the object side surface.
実施例4のズームレンズは、図4に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。 As shown in FIG. 4, the zoom lens of Example 4 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a second lens group G2 having a positive refractive power, A third lens group G3 having a negative refractive power is disposed.
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は像側に移動後物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側にのみ移動する。 At the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side. The second lens group G2 moves only to the object side. The third lens group G3 moves only to the object side.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる。第2レンズ群G2は、両凸正レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズからなる。第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a biconcave negative lens and a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side. The second lens group G2 includes a cemented lens of a biconvex positive lens and a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the image side. The third lens group G3 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the image side.
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの像側の面と、第2レンズ群G2の両凸正レンズの物体側の面と、負メニスカスレンズの像側の面と、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの物体側の面との4面に用いている。 The aspheric surfaces are the image side surface of the biconcave negative lens of the first lens group G1, the object side surface of the biconvex positive lens of the second lens group G2, the image side surface of the negative meniscus lens, and a third surface. It is used for the four surfaces of the negative meniscus lens of the lens group G3, which is the object side surface.
実施例5のズームレンズは、図5に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。 As shown in FIG. 5, the zoom lens of Example 5 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power, an aperture stop S, a second lens group G2 having a positive refractive power, A third lens group G3 having a negative refractive power is disposed.
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は像側に移動後物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側にのみ移動する。 At the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves to the object side after moving to the image side. The second lens group G2 moves only to the object side. The third lens group G3 moves only to the object side.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる。第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる。第3レンズ群G3は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a biconcave negative lens and a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side. The second lens group G2 includes a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. Consists of. The third lens group G3 includes a biconcave negative lens and a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side.
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの両面と、第2レンズ群G2の物体側の正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側の面と、第3レンズ群G3の両凹負レンズの物体側の面との5面に用いている。 The aspherical surface includes both surfaces of the biconcave negative lens of the first lens group G1, the object side surface of the positive meniscus lens on the object side of the second lens group G2, the image side surface of the biconvex positive lens, and a third surface. It is used for five surfaces including the object side surface of the biconcave negative lens of the lens group G3.
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、fは全系焦点距離、BFはバックフォーカス、f1、f2…は各レンズ群の焦点距離、IHは像高、FNOはFナンバー、ωは半画角、WEは広角端、STは中間焦点距離状態、TEは望遠端、r1、r2…は各レンズ面の曲率半径、d1、d2…は各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各レンズのd線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。BF(バックフォーカス)は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。 Below, the numerical data of each said Example are shown. Symbols are the above, f is the focal length of the entire system, BF is the back focus, f1, f2... Are the focal lengths of the lens groups, IH is the image height, FNO is the F number, ω is the half field angle, and WE is the wide angle. ST, intermediate focal length state, TE telephoto end, r1, r2..., Radius of curvature of each lens surface, d1, d2..., Spacing between lens surfaces, nd1, nd2. The ratio, νd1, νd2,... Is the Abbe number of each lens. The total lens length described later is obtained by adding back focus to the distance from the lens front surface to the lens final surface. BF (back focus) represents the distance from the last lens surface to the paraxial image plane in terms of air.
なお、非球面形状は、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。 The aspherical shape is represented by the following formula, where x is an optical axis with the light traveling direction being positive, and y is a direction orthogonal to the optical axis.
x=(y2 /r)/[1+{1−(K+1)(y/r)2 }1/2 ]
+A4 y4 +A6 y6 +A8 y8 +A10y10+A12y12
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4 、A6 、A8 、A10、A12はそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。また、非球面係数において、「e−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
x = (y 2 / r) / [1+ {1- (K + 1) (y / r) 2 } 1/2 ]
+ A 4 y 4 + A 6 y 6 + A 8 y 8 + A 10 y 10 + A 12 y 12
Where r is the paraxial radius of curvature, K is the conic coefficient, and A 4 , A 6 , A 8 , A 10 , and A 12 are the fourth, sixth, eighth, tenth, and twelfth aspheric coefficients, respectively. . In the aspheric coefficient, “e−n” (n is an integer) indicates “10 −n ”.
実施例1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* -113.961 0.70 1.88300 40.76
2* 5.940 1.65
3 10.858 1.73 1.84666 23.78
4 50.171 可変
5(絞り) ∞ 0.00
6* 4.509 2.40 1.51633 64.14
7 10.100 0.54 1.90366 31.32
8 3.983 2.15 1.62263 58.16
9* -24.449 可変
10* -3.808 1.00 1.49700 81.54
11 -5.865 可変
12 ∞ 0.50 1.53996 59.45
13 ∞ 0.50
14 ∞ 0.49 1.51633 64.14
15 ∞ 0.58
像面(受光面)
非球面データ
第1面
K=0.000,A4=-5.53177e-04,A6=3.25017e-05,A8=-8.64611e-07,A10=8.14308e-09
第2面
K=0.000,A4=-1.03578e-03,A6=2.37354e-05,A8=-4.40077e-07,A10=-2.03801e-08
第6面
K=-0.246,A4=-1.98445e-04,A6=-1.40006e-05,A8=1.28259e-06
第9面
K=13.738,A4=1.07699e-03,A6=1.12355e-05,A8=1.16855e-06,A10=6.46670e-07
第10面
K=-0.461,A4=-7.07395e-04,A6=-5.05995e-05,A8=-6.19626e-07,A10=-1.06047e-07
群焦点距離
f1=-12.40 f2=9.28 f3=-26.06
各種データ
WE ST TE
像高IH 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.87 3.95 6.00
画角2ω 76.60 37.70 19.69
BF 3.03 7.13 15.30
全長 36.66 30.71 33.96
d4 16.69 6.44 1.50
d9 6.77 6.98 6.99
d11 1.30 5.39 13.58
Example 1
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 * -113.961 0.70 1.88300 40.76
2 * 5.940 1.65
3 10.858 1.73 1.84666 23.78
4 50.171 Variable
5 (Aperture) ∞ 0.00
6 * 4.509 2.40 1.51633 64.14
7 10.100 0.54 1.90366 31.32
8 3.983 2.15 1.62263 58.16
9 * -24.449 variable
10 * -3.808 1.00 1.49700 81.54
11 -5.865 Variable
12 ∞ 0.50 1.53996 59.45
13 ∞ 0.50
14 ∞ 0.49 1.51633 64.14
15 ∞ 0.58
Image surface (light receiving surface)
Aspheric data
First surface K = 0.000, A4 = -5.53177e-04, A6 = 3.25017e-05, A8 = -8.64611e-07, A10 = 8.14308e-09
Second surface K = 0.000, A4 = -1.03578e-03, A6 = 2.37354e-05, A8 = -4.40077e-07, A10 = -2.03801e-08
6th surface K = -0.246, A4 = -1.98445e-04, A6 = -1.40006e-05, A8 = 1.28259e-06
9th surface K = 13.738, A4 = 1.07699e-03, A6 = 1.12355e-05, A8 = 1.16855e-06, A10 = 6.46670e-07
10th surface K = -0.461, A4 = -7.07395e-04, A6 = -5.05995e-05, A8 = -6.19626e-07, A10 = -1.06047e-07
Group focal length
f1 = -12.40 f2 = 9.28 f3 = -26.06
Various data
WE ST TE
Image height IH 3.84 3.84 3.84
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.87 3.95 6.00
Angle of view 2ω 76.60 37.70 19.69
BF 3.03 7.13 15.30
Total length 36.66 30.71 33.96
d4 16.69 6.44 1.50
d9 6.77 6.98 6.99
d11 1.30 5.39 13.58
実施例2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -23.597 0.70 1.88300 40.76
2* 6.226 1.43
3 12.104 1.52 1.84666 23.78
4 -450.803 可変
5(絞り) ∞ 0.00
6* 5.814 2.40 1.61772 49.81
7 -10.102 0.50 2.00069 25.46
8 28.851 0.25
9 8.468 2.15 1.51742 52.43
10* -12.126 可変
11 -3.573 1.00 1.61800 63.33
12 -6.653 可変
13 ∞ 0.84 1.53996 59.45
14 ∞ 0.26
15 ∞ 0.49 1.51633 64.14
16 ∞ 0.58
像面(受光面)
非球面データ
第2面
K=0.000,A4=-6.75522e-04,A6=1.79460e-05,A8=-1.93173e-06,A10=4.14591e-08
第6面
K=-0.452,A4=-2.82467e-05,A6=1.96831e-05,A8=2.08520e-07
第10面
K=0.000,A4=1.06303e-03,A6=3.27588e-05,A8=-2.57123e-06,A10=2.03117e-07
群焦点距離
f1=-11.15 f2=8.05 f3=-14.26
各種データ
WE ST TE
像高IH 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.71 3.85 6.00
画角2ω 76.82 37.55 19.64
BF 3.01 7.11 14.95
全長 31.12 27.42 31.44
d4 12.16 4.30 0.49
d10 6.01 6.06 6.06
d12 1.30 5.40 13.24
Example 2
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 -23.597 0.70 1.88300 40.76
2 * 6.226 1.43
3 12.104 1.52 1.84666 23.78
4 -450.803 Variable
5 (Aperture) ∞ 0.00
6 * 5.814 2.40 1.61772 49.81
7 -10.102 0.50 2.00069 25.46
8 28.851 0.25
9 8.468 2.15 1.51742 52.43
10 * -12.126 variable
11 -3.573 1.00 1.61800 63.33
12 -6.653 Variable
13 ∞ 0.84 1.53996 59.45
14 ∞ 0.26
15 ∞ 0.49 1.51633 64.14
16 ∞ 0.58
Image surface (light receiving surface)
Aspheric data 2nd surface K = 0.000, A4 = -6.75522e-04, A6 = 1.79460e-05, A8 = -1.93173e-06, A10 = 4.14591e-08
6th surface K = -0.452, A4 = -2.82467e-05, A6 = 1.96831e-05, A8 = 2.08520e-07
10th surface K = 0.000, A4 = 1.06303e-03, A6 = 3.27588e-05, A8 = -2.57123e-06, A10 = 2.03117e-07
Group focal length
f1 = -11.15 f2 = 8.05 f3 = -14.26
Various data
WE ST TE
Image height IH 3.84 3.84 3.84
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.71 3.85 6.00
Angle of view 2ω 76.82 37.55 19.64
BF 3.01 7.11 14.95
Total length 31.12 27.42 31.44
d4 12.16 4.30 0.49
d10 6.01 6.06 6.06
d12 1.30 5.40 13.24
実施例3
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* -62.729 0.70 1.88300 40.76
2* 5.852 1.51
3 11.451 1.66 2.00069 25.46
4 56.559 可変
5(絞り) ∞ 0.00
6* 4.483 2.40 1.51633 64.14
7 11.667 0.62 1.90366 31.32
8 4.172 2.15 1.62263 58.16
9* -23.523 可変
10* -4.173 1.00 1.49700 81.54
11 -6.653 可変
12 ∞ 0.50 1.53996 59.45
13 ∞ 0.50
14 ∞ 0.49 1.51633 64.14
15 ∞ 0.58
像面(受光面)
非球面データ
第1面
K=0.000,A4=-5.96485e-04,A6=3.58482e-05,A8=-9.13819e-07,A10=7.87055e-09
第2面
K=0.000,A4=-1.17758e-03,A6=2.71790e-05,A8=-4.34015e-07,A10=-2.58636e-08
第6面
K=-0.271,A4=-1.55770e-04,A6=-1.24411e-05,A8=1.56677e-06
第9面
K=5.238,A4=1.15790e-03,A6=1.61626e-05,A8=1.90077e-06,A10=7.47798e-07
第10面
K=-0.261,A4=-2.50820e-04,A6=-2.61630e-05,A8=-1.29687e-06,A10=4.23771e-08
群焦点距離
f1=-12.65 f2=9.29 f3=-26.01
各種データ
WE ST TE
像高IH 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.89 3.95 6.00
画角2ω 76.57 37.67 19.67
BF 3.03 7.10 15.13
全長 36.66 30.49 33.49
d4 16.94 6.53 1.50
d9 6.65 6.82 6.82
d11 1.30 5.37 13.40
Example 3
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 * -62.729 0.70 1.88300 40.76
2 * 5.852 1.51
3 11.451 1.66 2.00069 25.46
4 56.559 Variable
5 (Aperture) ∞ 0.00
6 * 4.483 2.40 1.51633 64.14
7 11.667 0.62 1.90366 31.32
8 4.172 2.15 1.62263 58.16
9 * -23.523 variable
10 * -4.173 1.00 1.49700 81.54
11 -6.653 Variable
12 ∞ 0.50 1.53996 59.45
13 ∞ 0.50
14 ∞ 0.49 1.51633 64.14
15 ∞ 0.58
Image surface (light receiving surface)
Aspheric data
First side K = 0.000, A4 = -5.96485e-04, A6 = 3.58482e-05, A8 = -9.13819e-07, A10 = 7.87055e-09
Second surface K = 0.000, A4 = -1.17758e-03, A6 = 2.71790e-05, A8 = -4.34015e-07, A10 = -2.58636e-08
6th surface K = -0.271, A4 = -1.55770e-04, A6 = -1.24411e-05, A8 = 1.56677e-06
9th surface K = 5.238, A4 = 1.15790e-03, A6 = 1.61626e-05, A8 = 1.90077e-06, A10 = 7.47798e-07
10th surface K = -0.261, A4 = -2.50820e-04, A6 = -2.61630e-05, A8 = -1.29687e-06, A10 = 4.23771e-08
Group focal length
f1 = -12.65 f2 = 9.29 f3 = -26.01
Various data
WE ST TE
Image height IH 3.84 3.84 3.84
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.89 3.95 6.00
Angle of view 2ω 76.57 37.67 19.67
BF 3.03 7.10 15.13
Total length 36.66 30.49 33.49
d4 16.94 6.53 1.50
d9 6.65 6.82 6.82
d11 1.30 5.37 13.40
実施例4
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -44.119 0.70 1.88300 40.76
2* 6.743 2.11
3 13.925 1.48 2.00069 25.46
4 67.476 可変
5(絞り) ∞ 0.00
6* 3.809 3.42 1.49700 81.54
7 -13.130 1.14 2.00069 25.46
8* -19.141 0.10
9(フレア絞り)∞ 可変
10* -4.878 0.70 1.90366 31.32
11 -8.942 可変
12 ∞ 0.50 1.53996 59.45
13 ∞ 0.50
14 ∞ 0.49 1.51633 64.14
15 ∞ 0.58
像面(受光面)
非球面データ
第2面
K=0.000,A4=-3.98131e-04,A6=5.35977e-06,A8=-5.75098e-07,A10=6.89098e-09
第6面
K=-0.272,A4=-5.88555e-07,A6=5.16624e-06,A8=6.09708e-07
第8面
K=0.000,A4=4.38763e-04,A6=-3.60378e-05,A8=-1.51518e-06
第10面
K=2.233,A4=3.88532e-04,A6=-7.90831e-06,A8=-2.22240e-05,A10=2.80129e-06
群焦点距離
f1=-13.01 f2=7.29 f3=-12.93
各種データ
WE ST TE
像高 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.95 4.01 6.00
画角2ω 76.55 37.54 19.63
BF 2.74 6.51 13.56
全長 36.66 30.45 32.82
d4 17.07 5.95 0.49
d9 1.56 1.56 1.57
d11 6.64 11.02 19.21
Example 4
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 -44.119 0.70 1.88300 40.76
2 * 6.743 2.11
3 13.925 1.48 2.00069 25.46
4 67.476 Variable
5 (Aperture) ∞ 0.00
6 * 3.809 3.42 1.49700 81.54
7 -13.130 1.14 2.00069 25.46
8 * -19.141 0.10
9 (Flare aperture) ∞ Variable
10 * -4.878 0.70 1.90366 31.32
11 -8.942 Variable
12 ∞ 0.50 1.53996 59.45
13 ∞ 0.50
14 ∞ 0.49 1.51633 64.14
15 ∞ 0.58
Image surface (light receiving surface)
Aspheric data
Second surface K = 0.000, A4 = -3.98131e-04, A6 = 5.35977e-06, A8 = -5.75098e-07, A10 = 6.89098e-09
6th surface K = -0.272, A4 = -5.88555e-07, A6 = 5.16624e-06, A8 = 6.09708e-07
8th surface K = 0.000, A4 = 4.38763e-04, A6 = -3.60378e-05, A8 = -1.51518e-06
10th surface K = 2.233, A4 = 3.88532e-04, A6 = -7.90831e-06, A8 = -2.22240e-05, A10 = 2.80129e-06
Group focal length
f1 = -13.01 f2 = 7.29 f3 = -12.93
Various data
WE ST TE
Image height 3.84 3.84 3.84
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.95 4.01 6.00
Angle of view 2ω 76.55 37.54 19.63
BF 2.74 6.51 13.56
Total length 36.66 30.45 32.82
d4 17.07 5.95 0.49
d9 1.56 1.56 1.57
d11 6.64 11.02 19.21
実施例5
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* -111.266 0.70 1.88300 40.76
2* 5.909 1.26
3 10.112 1.96 1.84666 23.78
4 50.504 可変
5(絞り) ∞ 0.00
6* 4.481 2.40 1.51633 64.14
7 11.342 0.50 1.90366 31.32
8 4.207 2.15 1.62263 58.16
9* -252.084 0.14
10 9.356 1.25 1.49700 81.54
11 18.335 可変
12* -5.905 0.70 1.49700 81.54
13 30.761 0.37
14 9.095 1.00 1.51823 58.90
15 98.713 可変
16 ∞ 0.50 1.53996 59.45
17 ∞ 0.50
18 ∞ 0.49 1.51633 64.14
19 ∞ 0.58
像面(受光面)
非球面データ
第1面
K=0.000,A4=-6.02756e-04,A6=3.47805e-05,A8=-9.06023e-07,A10=8.53020e-09
第2面
K=0.000,A4=-1.05771e-03,A6=2.49321e-05,A8=-5.65594e-07,A10=-1.63882e-08
第6面
K=-0.246,A4=-1.27449e-04,A6=-7.86582e-06,A8=1.17400e-06
第9面
K=5390.316,A4=1.01581e-03,A6=3.65454e-05,A8=1.66136e-06,A10=7.32860e-07
第12面
K=0.385,A4=-1.03478e-03,A6=-3.03171e-06,A8=-1.20709e-05,A10=9.65850e-07
群焦点距離
f1=-12.77 f2=8.90 f3=-22.03
各種データ
WE ST TE
像高IH 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.91 3.98 6.00
画角2ω 76.35 38.01 19.75
BF 2.74 6.51 13.56
全長 36.66 30.45 32.82
d4 16.74 6.52 1.50
d11 4.75 4.98 5.32
d15 1.00 4.78 11.83
Example 5
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 * -111.266 0.70 1.88300 40.76
2 * 5.909 1.26
3 10.112 1.96 1.84666 23.78
4 50.504 Variable
5 (Aperture) ∞ 0.00
6 * 4.481 2.40 1.51633 64.14
7 11.342 0.50 1.90366 31.32
8 4.207 2.15 1.62263 58.16
9 * -252.084 0.14
10 9.356 1.25 1.49700 81.54
11 18.335 Variable
12 * -5.905 0.70 1.49700 81.54
13 30.761 0.37
14 9.095 1.00 1.51823 58.90
15 98.713 Variable
16 ∞ 0.50 1.53996 59.45
17 ∞ 0.50
18 ∞ 0.49 1.51633 64.14
19 ∞ 0.58
Image surface (light receiving surface)
Aspheric data
First side K = 0.000, A4 = -6.02756e-04, A6 = 3.47805e-05, A8 = -9.06023e-07, A10 = 8.53020e-09
Second surface K = 0.000, A4 = -1.05771e-03, A6 = 2.49321e-05, A8 = -5.65594e-07, A10 = -1.63882e-08
6th surface K = -0.246, A4 = -1.27449e-04, A6 = -7.86582e-06, A8 = 1.17400e-06
9th surface K = 5390.316, A4 = 1.01581e-03, A6 = 3.65454e-05, A8 = 1.66136e-06, A10 = 7.32860e-07
12th surface K = 0.385, A4 = -1.03478e-03, A6 = -3.03171e-06, A8 = -1.20709e-05, A10 = 9.65850e-07
Group focal length
f1 = -12.77 f2 = 8.90 f3 = -22.03
Various data
WE ST TE
Image height IH 3.84 3.84 3.84
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.91 3.98 6.00
Angle of view 2ω 76.35 38.01 19.75
BF 2.74 6.51 13.56
Total length 36.66 30.45 32.82
d4 16.74 6.52 1.50
d11 4.75 4.98 5.32
d15 1.00 4.78 11.83
実施例6乃至10は、それぞれ実施例1乃至5のズームレンズを用い、電気的に歪曲収差を補正する撮像装置に用いた例であり変倍時に有効撮像領域の形状が変化する。そのため、ズーム状態における像高や画角が対応する実施例と相違する。
広角端の半画角ωが34°以上のズームレンズを備えた撮像装置となっている。
実施例6乃至10では広角側で発生する樽型の歪曲収差を電気的に補正したうえで画像の記録や表示を行っている。
Examples 6 to 10 are examples in which the zoom lenses of Examples 1 to 5 are used, respectively, and are used in an imaging apparatus that electrically corrects distortion, and the shape of the effective imaging region changes during zooming. Therefore, it is different from the embodiment corresponding to the image height and the angle of view in the zoom state.
The imaging apparatus includes a zoom lens having a half angle of view ω at the wide angle end of 34 ° or more.
In Examples 6 to 10, image recording and display are performed after electrically correcting barrel distortion generated on the wide-angle side.
本実施例のズームレンズは矩形の光電変換面上に広角端では樽型の歪曲収差が発生する。一方中間焦点距離状態付近や望遠端では歪曲収差の発生が抑えられる。
歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像領域は、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離状態や望遠端では矩形の形状となるようにしている。
そして、あらかじめ設定した有効撮像領域を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
広角端での最大像高IHwは、中間焦点距離状態の最大像高IHsや望遠端での最大像高IHtよりも小さくなるようにしている。
In the zoom lens of this embodiment, barrel distortion occurs at the wide-angle end on the rectangular photoelectric conversion surface. On the other hand, the occurrence of distortion is suppressed near the intermediate focal length state and at the telephoto end.
In order to electrically correct the distortion, the effective imaging area has a barrel shape at the wide angle end and a rectangular shape at the intermediate focal length state or the telephoto end.
Then, the effective imaging area set in advance is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
The maximum image height IH w at the wide-angle end is made smaller than the maximum image height IH s at the intermediate focal length state and the maximum image height IH t at the telephoto end.
本実施例6乃至10では、広角端にて光電変換面の短辺方向の長さが有効撮像領域の短辺方向の長さと同じになるようにし、画像処理後の歪曲収差が−3%程残るように有効撮像領域を定めている。もちろん、それよりも小さい樽型の領域を有効撮像領域として矩形に変換した画像を記録・再生するようにしてもよい。 In Examples 6 to 10, the length of the photoelectric conversion surface in the short side direction is the same as the length of the effective imaging region in the short side direction at the wide angle end, and the distortion after image processing is about −3%. The effective imaging area is determined so as to remain. Of course, an image obtained by converting a smaller barrel-shaped area into a rectangular shape as an effective imaging area may be recorded and reproduced.
実施例6のズームレンズは実施例1のズームレンズと同じ構成である。
実施例7のズームレンズは実施例2のズームレンズと同じ構成である。
実施例8のズームレンズは実施例3のズームレンズと同じ構成である。
実施例9のズームレンズは実施例4のズームレンズと同じ構成である。
実施例10のズームレンズは実施例5のズームレンズと同じ構成である。
The zoom lens of Example 6 has the same configuration as the zoom lens of Example 1.
The zoom lens of Example 7 has the same configuration as the zoom lens of Example 2.
The zoom lens of Example 8 has the same configuration as the zoom lens of Example 3.
The zoom lens of Example 9 has the same configuration as the zoom lens of Example 4.
The zoom lens of Example 10 has the same configuration as the zoom lens of Example 5.
実施例6における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
WE ST TE
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.87 3.95 6.00
画角2ω 68.64 37.70 19.69
像高IH 3.46 3.84 3.84
Data on the image height and the total angle of view in Example 6 are shown below.
Various data
WE ST TE
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.87 3.95 6.00
Angle of view 2ω 68.64 37.70 19.69
Image height IH 3.46 3.84 3.84
実施例7における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
WE ST TE
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.71 3.85 6.00
画角2ω 68.63 37.55 19.64
像高IH 3.45 3.84 3.84
Data of the image height and the total angle of view in Example 7 are shown below.
Various data
WE ST TE
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.71 3.85 6.00
Angle of view 2ω 68.63 37.55 19.64
Image height IH 3.45 3.84 3.84
実施例8における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
WE ST TE
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.89 3.95 6.00
画角2ω 68.63 37.67 19.67
像高IH 3.46 3.84 3.84
Data on the image height and the total angle of view in Example 8 are shown below.
Various data
WE ST TE
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.89 3.95 6.00
Angle of view 2ω 68.63 37.67 19.67
Image height IH 3.46 3.84 3.84
実施例9における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
WE ST TE
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.95 4.01 6.00
画角2ω 68.63 37.54 19.63
像高IH 3.45 3.84 3.84
Data on the image height and the total angle of view in Example 9 are shown below.
Various data
WE ST TE
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.95 4.01 6.00
Angle of view 2ω 68.63 37.54 19.63
Image height IH 3.45 3.84 3.84
実施例10における像高、全画角のデータを以下に示す。
各種データ
WE ST TE
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.91 3.98 6.00
画角2ω 68.64 38.01 19.75
像高IH 3.46 3.84 3.84
Data of image height and full angle of view in Example 10 are shown below.
Various data
WE ST TE
Focal length 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.91 3.98 6.00
Angle of view 2ω 68.64 38.01 19.75
Image height IH 3.46 3.84 3.84
以上の実施例1〜5の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図6〜図10に示す。これらの収差図において、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。各図中、“ω”は半画角を示す。 Aberration diagrams at the time of focusing on an object point at infinity in Examples 1 to 5 are shown in FIGS. In these aberration diagrams, (a) shows the wide-angle end, (b) shows the intermediate focal length state, and (c) shows spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration at the telephoto end. In each figure, “ω” indicates a half angle of view.
次に、各実施例における条件式(1)〜(8)の値を掲げる。
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
(1)ft/fw 3.83 3.83 3.83 3.83 3.83
(2)dG3/fw 0.17 0.17 0.17 0.12 0.36
(3)Dw/fw 6.32 5.37 6.32 6.32 6.32
(4)Dt/ft 1.53 1.42 1.51 1.47 1.48
(5)ΔG3/ΔG2 0.98 1.00 0.99 1.00 0.95
(6)(rL11+rL12)/(rL11-rL12) 0.90 0.58 0.83 0.73 0.90
(7)N 6 6 6 5 8
(8)EX(w) -17.96 -20.85 -18.27 -17.34 -17.31
実施例6 実施例7 実施例8 実施例9 実施例10
(1)ft/fw 3.83 3.83 3.83 3.83 3.83
(2)dG3/fw 0.17 0.17 0.17 0.12 0.36
(3)Dw/fw 6.32 5.37 6.32 6.32 6.32
(4)Dt/ft 1.53 1.42 1.51 1.47 1.48
(5)ΔG3/ΔG2 0.98 1.00 0.99 1.00 0.95
(6)(rL11+rL12)/(rL11-rL12) 0.90 0.58 0.83 0.73 0.90
(7)N 6 6 6 5 8
(8)EX(w) -16.29 -18.89 -16.55 -15.65 -16.30
Next, the values of conditional expressions (1) to (8) in each example will be listed.
Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5
(1) f t / f w 3.83 3.83 3.83 3.83 3.83
(2) d G3 / f w 0.17 0.17 0.17 0.12 0.36
(3) D w / f w 6.32 5.37 6.32 6.32 6.32
(4) D t / f t 1.53 1.42 1.51 1.47 1.48
(5) ΔG 3 / ΔG 2 0.98 1.00 0.99 1.00 0.95
(6) (r L11 + r L12 ) / (r L11 -r L12 ) 0.90 0.58 0.83 0.73 0.90
(7) N 6 6 6 5 8
(8) EX (w) -17.96 -20.85 -18.27 -17.34 -17.31
Example 6 Example 7 Example 8 Example 9 Example 10
(1) f t / f w 3.83 3.83 3.83 3.83 3.83
(2) d G3 / f w 0.17 0.17 0.17 0.12 0.36
(3) D w / f w 6.32 5.37 6.32 6.32 6.32
(4) D t / f t 1.53 1.42 1.51 1.47 1.48
(5) ΔG 3 / ΔG 2 0.98 1.00 0.99 1.00 0.95
(6) (r L11 + r L12 ) / (r L11 -r L12 ) 0.90 0.58 0.83 0.73 0.90
(7) N 6 6 6 5 8
(8) EX (w) -16.29 -18.89 -16.55 -15.65 -16.30
(歪曲収差の補正)
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
(Correction of distortion)
By the way, when the zoom lens of the present invention is used, image distortion is digitally corrected electrically. The basic concept for digitally correcting image distortion will be described below.
例えば、図11に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円周上(像高)での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正する。 For example, as shown in FIG. 11, the magnification on the circumference (image height) of the radius R inscribed in the long side of the effective imaging surface around the intersection of the optical axis and the imaging surface is fixed, and this circumference is The standard for correction. Then, correction is performed by moving each point on the circumference (image height) of any other radius r (ω) in a substantially radial direction and concentrically so as to have the radius r ′ (ω). To do.
例えば、図11において、半径Rの円の内側に位置する任意の半径r1(ω)の円周上の点P1は、円の中心に向けて補正すべき半径r1'(ω)円周上の点P2に移動させる。また、半径Rの円の外側に位置する任意の半径r2(ω)の円周上の点Q1は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径r2'(ω)円周上の点Q2に移動させる。 For example, in FIG. 11, a point P 1 on the circumference of an arbitrary radius r 1 (ω) located inside the circle of radius R is a radius r 1 ′ (ω) circle to be corrected toward the center of the circle. Move to point P 2 on the circumference. A point Q 1 on the circumference of an arbitrary radius r 2 (ω) located outside the circle of radius R is a radius r 2 ′ (ω) circumference to be corrected in a direction away from the center of the circle. It is moved to the point Q 2 of the above.
ここで、r'(ω)は次のように表わすことができる。
r'(ω)=α・f・tanω (0≦α≦1)
ただし、
ωは被写体半画角、fは結像光学系(本発明では、ズームレンズ)の焦点距離である。
Here, r ′ (ω) can be expressed as follows.
r ′ (ω) = α · f · tan ω (0 ≦ α ≦ 1)
However,
ω is the subject half angle of view, and f is the focal length of the imaging optical system (in the present invention, the zoom lens).
ここで、前記半径Rの円上(像高)に対応する理想像高をYとすると、
α=R/Y=R/(f・tanω)
となる。
Here, if the ideal image height corresponding to the circle (image height) of the radius R is Y,
α = R / Y = R / (f · tan ω)
It becomes.
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円の円周上(像高)の倍率を固定して、それ以外の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。 The optical system is ideally rotationally symmetric with respect to the optical axis, that is, distortion is also generated rotationally symmetric with respect to the optical axis. Therefore, as described above, when the optically generated distortion aberration is electrically corrected, the radius inscribed in the long side of the effective imaging surface around the intersection of the optical axis and the imaging surface on the reproduced image. The magnification on the circumference of the circle of R (image height) is fixed, and the other points on the circumference of the circle (image height) of radius r (ω) are moved in a substantially radial direction to obtain a radius r ′ ( If correction can be performed by moving the concentric circles so that ω), it is considered advantageous in terms of data amount and calculation amount.
ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で(サンプリングのため)連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Rの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。 However, the optical image is no longer a continuous amount (due to sampling) when captured by the electronic image sensor. Therefore, strictly speaking, the circle with the radius R drawn on the optical image is not an accurate circle unless the pixels on the electronic image sensor are arranged radially.
つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素(Xi,Yj)毎に、移動先の座標(Xi',Yj' )を決める方法を用いるのがよい。なお、座標(Xi',Yj')に(Xi,Yj)の2点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標(Xi',Yj')の値を用いて補間すればよい。 That is, in the shape correction of the image data represented for each discrete coordinate point, there is no circle that can fix the magnification. Therefore, it is preferable to use a method of determining the coordinates (Xi ′, Yj ′) of the movement destination for each pixel (Xi, Yj). When two or more points (Xi, Yj) have moved to the coordinates (Xi ′, Yj ′), the average value of the values possessed by each pixel is taken. If there is no moving point, interpolation may be performed using the values of the coordinates (Xi ′, Yj ′) of some surrounding pixels.
このような方法は、特にズームレンズが有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Rの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。 Such a method is particularly distorted with respect to the optical axis due to a manufacturing error of an optical system or an electronic imaging element in an electronic imaging device included in a zoom lens, and the circle with the radius R drawn on the optical image is It is effective for correction when it becomes asymmetric. Further, it is effective for correction when a geometric distortion or the like occurs when a signal is reproduced as an image in an image sensor or various output devices.
本発明の電子撮像装置では、補正量r’(ω)−r(ω)を計算するために、r(ω)すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高rと理想像高r’/αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。 In the electronic imaging apparatus of the present invention, in order to calculate the correction amount r ′ (ω) −r (ω), r (ω), that is, the relationship between the half field angle and the image height, or the real image height r and the ideal image height. The relationship between r ′ / α may be recorded on a recording medium built in the electronic imaging apparatus.
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Rが、次の条件式を満足するのがよい。 Note that the radius R preferably satisfies the following conditional expression so that the image after distortion correction does not have an extremely short amount of light at both ends in the short side direction.
0≦R≦0.6Ls
ただし、Lsは有効撮像面の短辺の長さである。
0 ≦ R ≦ 0.6Ls
However, Ls is the length of the short side of the effective imaging surface.
好ましくは、前記半径Rは、次の条件式を満足するのがよい。
0.3Ls≦R≦0.6Ls
さらには、半径Rは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径R=0の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画像数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
Preferably, the radius R satisfies the following conditional expression.
0.3Ls≤R≤0.6Ls
Furthermore, it is most advantageous to make the radius R coincide with the radius of the inscribed circle in the short side direction of the substantially effective imaging surface. In the case of correction in which the magnification is fixed in the vicinity of the radius R = 0, that is, in the vicinity of the axis, there is a slight disadvantage in terms of the actual number of images, but the effect of reducing the size is ensured even if the angle is widened. it can.
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略、
r’(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。
The focal length section that needs to be corrected is divided into several focal zones. And approximately near the telephoto end in the divided focal zone,
r ′ (ω) = α · f · tan ω
You may correct | amend with the same correction amount as the case where the correction result which satisfies is obtained.
ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した1つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。 However, in that case, some barrel distortion remains at the wide-angle end in the divided focal zone. Further, if the number of divided zones is increased, it becomes unnecessary to store extraneous data necessary for correction on the recording medium, which is not preferable. Therefore, one or several coefficients related to each focal length in the divided focal zone are calculated in advance. This coefficient may be determined on the basis of simulation or actual measurement.
そして、前記分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
r’(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
And approximately near the telephoto end in the divided zone,
r ′ (ω) = α · f · tan ω
It is also possible to calculate a correction amount when a correction result satisfying the above is obtained, and uniformly multiply the correction amount for each focal distance to obtain a final correction amount.
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
f=y/tanω
が成立する。
ただし、yは像点の光軸からの高さ(像高)、fは結像系(本発明ではズームレンズ)の焦点距離、ωは撮像面上の中心からyの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度(被写体半画角)である。
By the way, if there is no distortion in the image obtained by imaging an object at infinity,
f = y / tan ω
Is established.
Where y is the height of the image point from the optical axis (image height), f is the focal length of the imaging system (in the present invention, the zoom lens), and ω is the image point connected from the center on the imaging surface to the y position. It is an angle (subject half field angle) with respect to the optical axis in the corresponding object direction.
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
f>y/tanω
となる。つまり、結像系の焦点距離fと、像高yとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
If the imaging system has barrel distortion,
f> y / tan ω
It becomes. That is, if the focal length f of the imaging system and the image height y are constant, the value of ω increases.
(デジタルカメラ)
図12〜図14は、以上のようなズームレンズを撮影光学系141に組み込んだ本発明によるデジタルカメラの構成の概念図を示す。図12はデジタルカメラ140の外観を示す前方斜視図、図13は同後方正面図、図14はデジタルカメラ140の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図12と図14においては、撮影光学系141の非沈胴時を示している。デジタルカメラ140は、この例の場合、撮影用光路142を有する撮影光学系141、ファインダー用光路144を有するファインダー光学系143、シャッターボタン145、フラッシュ146、液晶表示モニター147、焦点距離変更ボタン161、設定変更スイッチ162等を含み、撮影光学系141の沈胴時には、カバー160をスライドすることにより、撮影光学系141とファインダー光学系143とフラッシュ146はそのカバー160で覆われる。そして、カバー160を開いてカメラ140を撮影状態に設定すると、撮影光学系141は図14の非沈胴状態になり、カメラ140の上部に配置されたシャッターボタン145を押圧すると、それに連動して撮影光学系141、例えば実施例1のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系141によって形成された物体像が、波長域制限コートを施したローパスフィルタFとカバーガラスCを介してCCD149の撮像面上に形成される。このCCD149で受光された物体像は、処理手段151を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター147に表示される。また、この処理手段151には記録手段152が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段152は処理手段151と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、CCD149に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
(Digital camera)
12 to 14 are conceptual diagrams of the configuration of the digital camera according to the present invention in which the zoom lens as described above is incorporated in the photographing
さらに、ファインダー用光路144上にはファインダー用対物光学系153が配置してある。ファインダー用対物光学系153は、複数のレンズ群(図の場合は3群)と2つのプリズムからなり、撮影光学系141のズームレンズに連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、このファインダー用対物光学系153によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム155の視野枠157上に形成される。この正立プリズム155の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系159が配置されている。なお、接眼光学系159の射出側にカバー部材150が配置されている。
Further, a finder objective
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が本発明により、沈胴時に厚みを極めて薄く、高変倍で全変倍域で結像性能を極めて安定的であるあるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。
The
(内部回路構成)
図15は、上記デジタルカメラ140の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部119等からなる。
(Internal circuit configuration)
FIG. 15 is a block diagram showing the internal circuitry of the main part of the
図15に示すように、デジタルカメラ140は、操作部112と、この操作部112に接続された制御部113と、この制御部113の制御信号出力ポートにバス114及び115を介して接続された撮像駆動回路116並びに一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121を備えている。
As shown in FIG. 15, the
上記の一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121は、バス122を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路116には、CCD149とCDS/ADC部124が接続されている。
The
操作部112は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。
The
制御部113は、例えばCPU等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部112を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ140全体を制御する回路である。
The
CCD149は、本発明による撮影光学系141を介して形成された物体像を受光する。CCD149は、撮像駆動回路116により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してCDS/ADC部124に出力する撮像素子である。
The
CDS/ADC部124は、CCD149から入力する電気信号を増幅しかつアナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時記憶メモリ117に出力する回路である。
The CDS /
一時記憶メモリ117は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部124から出力される上記RAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部118は、一時記憶メモリ117に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部119に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部113から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
The
記録媒体部119は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ117から転送されるRAWデータや画像処理部118で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
The
表示部120は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部121には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、そのROM部から読み出された画質パラメータの中から操作部112の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部121は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
The
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
In the
以上のように、本発明にかかる3群ズームレンズは、変倍比を確保し且つ小型軽量化にも有利であり光学性能も確保しやすいズームレンズに有用である。 As described above, the three-group zoom lens according to the present invention is useful for a zoom lens that secures a zoom ratio, is advantageous for reduction in size and weight, and easily secures optical performance.
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
S…明るさ絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
I…像面
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
140…デジタルカメラ
141…撮影光学系
142…撮影用光路
143…ファインダー光学系
144…ファインダー用光路
145…シャッターボタン
146…フラッシュ
147…液晶表示モニター
149…CCD
150…カバー部材
151…処理手段
152…記録手段
153…ファインダー用対物光学系
155…正立プリズム
157…視野枠
159…接眼光学系
160…カバー
161…焦点距離変更ボタン
162…設定変更スイッチ
G1 ... 1st lens group G2 ... 2nd lens group G3 ... 3rd lens group S ... Brightness stop F ... Low pass filter C ... Cover glass I ...
150:
Claims (11)
負の屈折力の第1レンズ群と、
正の屈折力の第2レンズ群と、
負の屈折力の第3レンズ群とを有し、
広角端から望遠端への変倍に際して前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が狭まり、且つ、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、
前記第2レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動し、
前記第3レンズ群は広角端に対して望遠端にて物体側に位置するように移動し、
前記第1レンズ群の像面側且つ第2レンズ群の最も像側のレンズ面よりも物体側に、前記第2レンズ群と一体で移動する明るさ絞りを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする3群ズームレンズ。
ft/fw>3.6 ・・・(1)
dG3/fw<1.0 ・・・(2)
ただし、
fwは前記3群ズームレンズの広角端での焦点距離、
ftは前記3群ズームレンズの望遠端での焦点距離、
dG3は前記第3レンズ群の光軸上の厚さ、
である。 From the object side,
A first lens unit having a negative refractive power;
A second lens unit having a positive refractive power;
A third lens unit having a negative refractive power,
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group is narrowed, and the distance between the second lens group and the third lens group is changed,
The second lens group moves to the object side upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end,
The third lens group moves so as to be located on the object side at the telephoto end with respect to the wide angle end,
An aperture stop that moves together with the second lens group on the object side of the image plane side of the first lens group and on the object side of the lens surface closest to the image side of the second lens group;
A three-group zoom lens satisfying the following conditional expression:
f t / f w > 3.6 (1)
d G3 / f w <1.0 (2)
However,
fw is the focal length at the wide-angle end of the three-group zoom lens,
ft is the focal length at the telephoto end of the three-group zoom lens,
d G3 is the thickness of the third lens group on the optical axis;
It is.
3<Dw/fw<8 ・・・(3)
0.3<Dt/ft<1.8 ・・・(4)
ただし、
Dwは広角端での光軸上でのズームレンズ全長、
Dtは望遠端での光軸上でのズームレンズ全長、
であり、
全長は前記3群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で表したバックフォーカスを足したものとする。 The three-unit zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
3 <D w / f w <8 (3)
0.3 < Dt / ft <1.8 (4)
However,
D w is the total length of the zoom lens on the optical axis at the wide-angle end,
D t is the total length of the zoom lens on the optical axis at the telephoto end,
And
The total length is the thickness on the optical axis from the entrance surface of the lens closest to the object side to the exit surface of the lens closest to the image side of the third group zoom lens plus the back focus expressed in terms of air.
0.3<ΔG3/ΔG2<1.2 ・・・(5)
ただし、
ΔG2は前記第2レンズ群の広角端での位置に対する望遠端での位置の変化量、
ΔG3は前記第3レンズ群の広角端での位置に対する望遠端での位置の変化量、
であり、物体側への変化を正符号とする。 3. The three-group zoom according to claim 1, wherein the second lens group and the third lens group move while satisfying the following conditions when zooming from the wide-angle end to the telephoto end. lens.
0.3 <ΔG 3 / ΔG 2 <1.2 (5)
However,
ΔG 2 is the amount of change in position at the telephoto end with respect to the position at the wide-angle end of the second lens group,
ΔG 3 is the amount of change in position at the telephoto end with respect to the position at the wide-angle end of the third lens group,
The change to the object side is a positive sign.
0.0<(rL11+rL12)/(rL11−rL12)<3.0 ・・・(6)
ただし、
rL11は前記第1レンズ群の最も物体側の前記負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
rL12は前記第1レンズ群の最も物体側の前記負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。 4. The three-unit zoom lens according to claim 1, wherein the first lens unit includes a negative lens that satisfies the following condition on the most object side. 5.
0.0 <(r L11 + r L12 ) / (r L11 −r L12 ) <3.0 (6)
However,
r L11 is a paraxial radius of curvature of the object side surface of the negative lens closest to the object side in the first lens group,
r L12 is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens closest to the object side in the first lens group,
It is.
5≦N≦8 ・・・(7) 5. The three-group zoom lens according to claim 1, wherein when the total number of lenses of the three-group zoom lens is expressed as N, the following conditional expression is satisfied: 5.
5 ≦ N ≦ 8 (7)
前記3群ズームレンズの像側に配置され、前記3群ズームレンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子を備える撮像装置であって、
前記3群ズームレンズが請求項1乃至8の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズであることを特徴とする撮像装置。 A three-group zoom lens;
An image pickup apparatus including an image pickup device that is disposed on an image side of the third group zoom lens and converts an optical image formed by the third group zoom lens into an electric signal,
The image pickup apparatus, wherein the third group zoom lens is the third group zoom lens according to at least one of claims 1 to 8.
−40°<EX(w)<−11° ・・・(8)
ただし、
EX(w)は、前記3群ズームレンズが広角端の状態にて前記撮像素子の有効撮像領域の最大像高に向かって前記3群ズームレンズから射出する主光線の光軸に対する成す角である。 The angle formed between the principal ray and the optical axis emitted from the third group zoom lens toward the maximum image height of the effective image pickup area of the image sensor when the third group zoom lens is at the wide-angle end satisfies the following condition. The imaging device according to claim 9 or 10, wherein
−40 ° <EX (w) <− 11 ° (8)
However,
EX (w) is an angle formed with respect to the optical axis of the principal ray emitted from the third group zoom lens toward the maximum image height of the effective image pickup area of the image sensor when the third group zoom lens is at the wide-angle end. .
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