JP2010164606A - Zoom lens and imaging apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a zoom lens and an image pickup apparatus using the same.
近年では、銀塩フィルムカメラに代わり、CCDやCMOSのような固体撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが主流となっている。更にそれは業務用高機能タイプからコンパクトな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。本発明においては、特にコンパクトな普及タイプのカテゴリーに注目している。 In recent years, digital cameras that shoot a subject using a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS instead of a silver salt film camera have become mainstream. Furthermore, it has come to have a number of categories in a wide range from high-functional types for business use to compact popular types. In the present invention, attention is focused on a category of a compact popular type.
このような普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく持ち運びが便利な、厚み方向のサイズが薄型であるタイプのデジタルカメラが好まれるようになっており、撮影レンズ系にも、より一層の小型化が要望されている。また多様な撮影シーンに対応できるように、高い変倍比と、広角端での画角を確保したズームレンズが求められている。 Users of such popular digital cameras have a desire to enjoy shooting in a wide range of scenes anytime and anywhere. For this reason, digital cameras with a small size in the thickness direction are favored because they are easy to carry in small products, especially clothes and bag pockets. Therefore, further downsizing is demanded. There is also a need for a zoom lens that ensures a high zoom ratio and a wide angle of view so that it can be used in a variety of shooting scenes.
比較的高変倍比を維持しやすいズームレンズとして、物体側より正屈折力の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群、正屈折力の第4レンズ群を備え、各レンズ群の間の各間隔の長さを変化させることでズーミングをおこなうタイプのズームレンズが以下の特許文献により知られている。 As a zoom lens that can maintain a relatively high zoom ratio, from the object side, a first lens unit having a positive refractive power, a second lens unit having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power. A zoom lens that includes a lens group and performs zooming by changing the length of each interval between the lens groups is known from the following patent documents.
しかしながら、文献1、2に記載されている発明はズームレンズをカメラ本体に収納した際の薄型化には適しているものの、いずれも広角端での対角方向の画角が65°程度に止るものである。
However, although the inventions described in
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易いズームレンズの提供を目的とするものである。また、製造コストも抑えやすいズームレンズの提供を目的とするものである。さらに、そのようなズームレンズを備えた撮像装置の提供を目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and is intended to provide a zoom lens that is advantageous for downsizing, widening the angle of view, ensuring a zoom ratio, and easily maintaining the image quality of a captured image. It is what. It is another object of the present invention to provide a zoom lens that can easily reduce the manufacturing cost. Furthermore, it aims at providing the imaging device provided with such a zoom lens.
上記課題を解決するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正屈折力をもつ第1レンズ群と、負屈折力をもつ第2レンズ群と、正屈折力をもつ第3レンズ群と、正屈折力をもつ第4レンズ群と、を有し、前記第2レンズ群よりも像側且つ前記第3レンズ群中の最も像側のレンズ面よりも物体側に配置された明るさ絞りを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は広がり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は狭まり、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔は変動する。 In order to solve the above problems, the zoom lens of the present invention has a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power in order from the object side to the image side. A third lens group and a fourth lens group having positive refracting power, and disposed closer to the image side than the second lens group and closer to the object side than the lens surface closest to the image side in the third lens group; In the zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group is widened and the distance between the second lens group and the third lens group is provided. And the distance between the third lens group and the fourth lens group varies.
このような、正・負・正・正のレンズ群配置を含むタイプのズームレンズは、変倍比の確保に有利である。また、射出に瞳を像面から離しやすく、電子撮像素子を用いた場合に良好な画像の確保に有利となる。 Such a type of zoom lens including a positive / negative / positive / positive lens group arrangement is advantageous in securing a zoom ratio. In addition, it is easy to separate the pupil from the image plane for exit, which is advantageous in securing a good image when an electronic image sensor is used.
また、明るさ絞りを上述の位置に配置することで、第3レンズ群の小径化に有利としている。第3レンズ群へ入射する光線の高さが小さいと収差補正上も有利となる。 In addition, arranging the aperture stop at the above-described position is advantageous for reducing the diameter of the third lens group. If the height of the light beam incident on the third lens group is small, it is advantageous for aberration correction.
そして、本発明のズームレンズでは、さらに、第1レンズ群を負レンズと正レンズの2枚のレンズからなる構成としている。それによって、第1レンズ群の厚さ方向や径方向の小型化に有利としつつ、それぞれのレンズ同士が収差をキャンセルしあうことで第1レンズ群での諸収差の補正に有利とし、広画角化、高変倍比化した際の収差変動を抑えやすくしている。 In the zoom lens according to the present invention, the first lens group further includes a negative lens and a positive lens. This is advantageous in reducing the thickness of the first lens group in the thickness direction and the radial direction, and is advantageous in correcting various aberrations in the first lens group by canceling aberrations between the lenses. It makes it easy to suppress aberration fluctuations when the angle is increased and the zoom ratio is increased.
そして、第2レンズ群は、物体側に凸面をもち像側に凹面をもつ負メニスカスレンズ成分を最も物体側に有している。加えて、第3レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの2枚のレンズで構成する。なお、レンズ成分は、光軸上にて空気と接する屈折面が物体側屈折面と像側屈折面の2つのみレンズ体と定義する。 The second lens group has a negative meniscus lens component having a convex surface on the object side and a concave surface on the image side on the most object side. In addition, the third lens group includes two lenses of a positive lens and a negative lens in order from the object side. The lens component is defined as a lens body having only two refracting surfaces in contact with air on the optical axis, that is, an object-side refracting surface and an image-side refracting surface.
沈胴時の小型のためにはレンズ枚数の低減が効果的である。本発明のズームレンズにおいては、第3レンズ群を上述の構成とすることで、第3レンズ群の小型化に有利とし、第3レンズ群の主点を第2レンズ群側よりにして、変倍比の確保に有利としている。 Reduction of the number of lenses is effective for the compact size when retracted. In the zoom lens of the present invention, the third lens group having the above-described configuration is advantageous in reducing the size of the third lens group, and the main point of the third lens group is located on the second lens group side so that the third lens group can be changed. It is advantageous for securing the double ratio.
そして、第2レンズ群に十分な負の屈折力の確保しつつ、広画角化にともなう軸外収差の発生を抑えるために、第2レンズ群中のレンズ成分のうち最も物体側のレンズ成分を上述の負メニスカスレンズ成分としている。それにより、広画角化した際に、広角端付近にてこの負レンズ成分に入射する軸外光線の入射角を抑えやすくなり、軸外収差の低減に有利となる。 Then, in order to suppress the occurrence of off-axis aberration accompanying the wide angle of view while ensuring sufficient negative refractive power in the second lens group, the lens component closest to the object among the lens components in the second lens group Is the negative meniscus lens component described above. As a result, when the angle of view is increased, the incident angle of off-axis rays incident on the negative lens component near the wide-angle end can be easily suppressed, which is advantageous in reducing off-axis aberrations.
そして、第4レンズ群を1つの正レンズ成分で構成することで、沈胴時の小型化にいっそう有利となる。 Then, the fourth lens group is composed of one positive lens component, which is more advantageous for downsizing at the time of retracting.
上述の発明にて、さらに、以下の構成、条件式のいずれか1つもしくは複数を同時に満足することがより好ましい。 In the above-described invention, it is more preferable that any one or more of the following configurations and conditional expressions are simultaneously satisfied.
第1レンズ群は、広角端よりも望遠端にて 物体側に位置することが好ましい。 The first lens group is preferably positioned closer to the object side at the telephoto end than at the wide angle end.
それにより、第2レンズ群による変倍機能を確保しやすくなる。 Thereby, it becomes easy to ensure the zooming function by the second lens group.
第1レンズ群中の負レンズが第1レンズ群中の正レンズよりも物体側に位置し、第1レンズ群中の負レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもち、第1レンズ群中の正レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも大きい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもつことが好ましい。 The negative lens in the first lens group is located closer to the object side than the positive lens in the first lens group, and the negative lens in the first lens group is a paraxial smaller than the absolute value of the paraxial radius of curvature of the object side surface. The positive lens in the first lens group has an image side surface having an absolute value of the paraxial radius of curvature greater than the absolute value of the paraxial radius of curvature of the object side surface. preferable.
第1レンズ群の光軸上での厚みを抑えつつ、収差低減を行うことに有利となる。さらには、第1レンズ群中の負レンズと正レンズが、ともに物体側に凸面を持つメニスカスレンズであることがより好ましい。 It is advantageous to reduce aberrations while suppressing the thickness of the first lens group on the optical axis. Furthermore, it is more preferable that both the negative lens and the positive lens in the first lens group are meniscus lenses having a convex surface on the object side.
広角端付近における第1レンズ群中の各レンズ面での軸外光線の入射角を低減でき広画角化時の収差低減に有利となる。 The incident angle of off-axis rays on each lens surface in the first lens group in the vicinity of the wide-angle end can be reduced, which is advantageous in reducing aberrations when widening the angle of view.
正レンズと負レンズとの相対的な偏心を低減するために、この正レンズと負レンズとを接合させることがより好ましい。 In order to reduce the relative decentration between the positive lens and the negative lens, it is more preferable to join the positive lens and the negative lens.
第2レンズ群は、負メニスカスレンズ成分よりも像側に配置された正レンズと負レンズを有することが好ましい。 The second lens group preferably includes a positive lens and a negative lens arranged on the image side with respect to the negative meniscus lens component.
第2レンズ群の収差を低減しつつ負の屈折力を十分に確保しやすくなり、広画角化に有利となる。加えて、第2レンズ群の屈折力を確保することで、第3レンズ群の変倍負担を抑えやすくなり、変倍時の収差変動の低減に有利となる。 It becomes easy to sufficiently secure the negative refractive power while reducing the aberration of the second lens group, which is advantageous for widening the angle of view. In addition, by securing the refractive power of the second lens group, it becomes easy to suppress the variable magnification burden of the third lens group, which is advantageous in reducing aberration fluctuations during variable magnification.
小型化のためには、第2レンズ群が負メニスカスレンズ成分と前述の負レンズ及び正レンズとからなる構成とすることがより好ましい。 In order to reduce the size, it is more preferable that the second lens group includes a negative meniscus lens component and the above-described negative lens and positive lens.
また、第2レンズ群は、負メニスカスレンズ成分と、その負メニスカスレンズ成分よりも像側に配置され且つ正屈折力を有する後側レンズ群とからなり、後側レンズ群は前述の正レンズと負レンズとを有することがより好ましい。 The second lens group includes a negative meniscus lens component and a rear lens group disposed on the image side of the negative meniscus lens component and having a positive refractive power. The rear lens group includes the positive lens described above. It is more preferable to have a negative lens.
第2レンズ群の主点を物体側よりにでき、第2レンズ群の径方向の小型化に有利となる。つまり、広画角化した際のサイズの低減に有利となる。 The principal point of the second lens group can be located on the object side, which is advantageous for reducing the size of the second lens group in the radial direction. That is, it is advantageous for reducing the size when the angle of view is widened.
加えて、広角端付近にて、第1レンズ群と第2レンズ群の合成系が、正屈折力(第1レンズ群)、負屈折力(負メニスカスレンズ成分)、正屈折力(後側レンズ群)の対称的な配置となる。一方の望遠端付近にて、第2レンズ群と第3レンズ群の合成系が、負屈折力(負メニスカスレンズ成分)、正屈折力(後側レンズ群)、正屈折力(第3レンズ群中の正レンズ)、負屈折力(第3レンズ群中の負レンズ)の対称的な配置となる。 In addition, in the vicinity of the wide-angle end, the combined system of the first lens group and the second lens group has a positive refractive power (first lens group), a negative refractive power (negative meniscus lens component), and a positive refractive power (rear lens). Group). Near one telephoto end, the combined system of the second lens group and the third lens group has a negative refractive power (negative meniscus lens component), a positive refractive power (rear lens group), and a positive refractive power (third lens group). Middle positive lens) and negative refractive power (negative lens in the third lens group).
このように、広角端付近、望遠端付近ともに、収差補正上都合のよい対称的な屈折力配置となる。 In this way, both the vicinity of the wide-angle end and the vicinity of the telephoto end have a symmetrical refractive power arrangement that is convenient for aberration correction.
広角端付近では第1レンズ群と第2レンズ群の合成系内で、ペッツバール和、コマ収差、倍率の色収差を互いに打ち消し合い、画角の確保と性能の確保に有利となる。また、望遠端付近では、第2レンズ群と第3レンズ群の合成系内で、ペッツバール和、コマ収差、倍率の色収差を互いに打ち消し合い、高変倍比化した際の光学性能の確保に有利となる。 In the vicinity of the wide-angle end, Petzval sum, coma aberration, and chromatic aberration of magnification cancel each other out in the synthesizing system of the first lens group and the second lens group, which is advantageous for securing the angle of view and securing the performance. In the vicinity of the telephoto end, the Petzval sum, coma aberration, and chromatic aberration of magnification cancel each other out in the synthesizing system of the second lens group and the third lens group, and it is advantageous for securing optical performance when a high zoom ratio is achieved. It becomes.
また、第2レンズ群は、負メニスカスレンズ成分の像側に配置された非球面を有する負レンズを有することが好ましい。 The second lens group preferably includes a negative lens having an aspheric surface disposed on the image side of the negative meniscus lens component.
この負レンズのレンズ面に非球面を用いることで、軸上収差と軸外収差のバランスをとりつつ、第2レンズ群の厚さを抑えやすくなり、広画角化や変倍比の確保に有利となる。 By using an aspherical surface for the negative lens, it is easy to control the thickness of the second lens group while balancing on-axis aberrations and off-axis aberrations, ensuring a wide angle of view and a zoom ratio. It will be advantageous.
また、第2レンズ群中の前記負レンズは非球面プラスチックレンズであることが好ましい。 The negative lens in the second lens group is preferably an aspheric plastic lens.
第2レンズ群中に2つめの負レンズを配置することで、負メニスカスレンズ成分と共に、軸上収差と軸外収差のバランスをとりつつ第2レンズ群の負の屈折力の確保に有利となる。 Arranging the second negative lens in the second lens group is advantageous in securing the negative refractive power of the second lens group while balancing the on-axis aberration and off-axis aberration together with the negative meniscus lens component. .
さらに、後群中の負レンズが非球面をもつことで、第2レンズ群の厚さを抑えつつ広角端付近での軸外収差の補正にいっそう有利となる。非球面レンズの材料をプラスチックとすることで、非球面レンズの製造が容易となる。 Furthermore, since the negative lens in the rear group has an aspherical surface, it is more advantageous for correcting off-axis aberrations near the wide-angle end while suppressing the thickness of the second lens group. By making the material of the aspherical lens plastic, the aspherical lens can be easily manufactured.
第3レンズ群は、広角端よりも望遠端にて 物体側に位置することが好ましい。 The third lens group is preferably positioned closer to the object side at the telephoto end than at the wide angle end.
それにより、第3レンズ群による変倍機能を確保しやすくなる。 Thereby, it becomes easy to ensure the zooming function by the third lens group.
このとき、明るさ絞りが第3レンズ群と一体で移動することが好ましい。 At this time, it is preferable that the aperture stop moves integrally with the third lens group.
明るさ絞りが広角端よりも望遠端にて物体側に移動することで、第3レンズ群の移動範囲を確保しやすくなる。また、広角端、望遠端ともに明るさ絞りが第3レンズ群の近くとなるので、第3レンズ群の小径化や薄型化に有利となる。 Since the aperture stop moves to the object side at the telephoto end rather than the wide-angle end, it becomes easy to ensure the movement range of the third lens group. In addition, since the aperture stop is close to the third lens group at both the wide-angle end and the telephoto end, it is advantageous for reducing the diameter and thickness of the third lens group.
第3レンズ群中の正レンズは両凸形状であり、負レンズは物体側面が凸面で像側面が凹面のメニスカス形状であることが好ましい。 The positive lens in the third lens group is preferably a biconvex shape, and the negative lens is preferably a meniscus shape having a convex object side surface and a concave image side surface.
第3レンズ群の主点を物体側に位置させやすくなり、望遠端にて第3レンズ群の主点を負屈折力の第2レンズ群に近づけやすくなり、変倍比を確保することに有利となる。また、正レンズの両面の凸面と負成分レンズの物体側面の凸面が光軸に沿って連続して位置することで、第2レンズ群から発散される軸上光束を収斂し第3レンズ群の径方向の小型化にいっそう有利となる。そして、負レンズの凹面にて、第3レンズ群の各凸面で発生した収差をキャンセルさせたり、軸外光束を光軸から離れる方向に屈折させて第4レンズ群へ入射する光線高を確保してズームレンズの像側へのテレセントリック性を良好とする機能を持たせやすくなる。 It is easy to position the principal point of the third lens group on the object side, and it is easy to bring the principal point of the third lens group closer to the second lens group having negative refractive power at the telephoto end, which is advantageous in securing a zoom ratio. It becomes. In addition, the convex surfaces on both sides of the positive lens and the convex surface on the object side surface of the negative component lens are continuously located along the optical axis, thereby converging the axial luminous flux diverging from the second lens group and converging the third lens group. This is even more advantageous for radial downsizing. Then, with the concave surface of the negative lens, the aberration generated on each convex surface of the third lens group is canceled, or the off-axis light beam is refracted in the direction away from the optical axis to secure the height of light incident on the fourth lens group. Thus, it becomes easy to provide a function of improving the telecentricity to the image side of the zoom lens.
第3レンズ群中の正レンズの物体側面と像側面が共に非球面であることが好ましい。 It is preferable that both the object side surface and the image side surface of the positive lens in the third lens group are aspherical surfaces.
球面収差とコマ収差の補正に有利となり、第3レンズ群中のレンズ枚数を2枚としても光学性能の確保に有利となる。 It is advantageous for correcting spherical aberration and coma, and even if the number of lenses in the third lens group is two, it is advantageous for securing optical performance.
第3レンズ群中の負レンズの像側面が非球面であることが好ましい。 The image side surface of the negative lens in the third lens group is preferably an aspherical surface.
第3レンズ群中の最も像側面を非球面とすることで軸外収差を良好にすることができる。 By making the most image side surface in the third lens group an aspherical surface, the off-axis aberration can be improved.
第4レンズ群が物体側に移動して、遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うことが好ましい。 It is preferable that the fourth lens group moves toward the object side to perform focusing from a long distance object to a short distance object.
第4レンズ群は、軽量化しやすく且つピント感度を小さくしやすいので、このレンズ群をフォーカシング時に移動させることでフォーカシング精度の確保ができ、好ましい。 Since the fourth lens group is easy to reduce in weight and easily reduce the focus sensitivity, it is preferable that the focusing accuracy can be ensured by moving the lens group during focusing.
また、第4レンズ群は、主に射出瞳を調整する機能をもたせる程度でよいので、正の屈折力を低減できる。そのため、第4レンズ群を正レンズ1枚の構成とすることで、小型、低コスト化に有利となる。 Further, since the fourth lens group only needs to have a function of mainly adjusting the exit pupil, the positive refractive power can be reduced. For this reason, the fourth lens group having a single positive lens is advantageous in reducing the size and cost.
このとき、この正レンズを非球面を持つメニスカスレンズとすることで、軸外収差の補正に有利となる。特に、第4レンズ群が最も像側のレンズ群である場合に効果的である。 At this time, this positive lens is a meniscus lens having an aspherical surface, which is advantageous for correcting off-axis aberrations. This is particularly effective when the fourth lens group is the most image side lens group.
また、ズームレンズ中に含まれるレンズ群が第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群の4つのみとすることで、小型化に有利となる。 In addition, since there are only four lens groups, the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group, included in the zoom lens, it is advantageous for downsizing.
もしくは、第4レンズ群の像側に配置され、且つ、曲面の屈折面を持つ第5レンズ群を有するようにしてもよい。像面湾曲の補正もしくはテレセントリック性の確保に有利となる。 Alternatively, a fifth lens group that is disposed on the image side of the fourth lens group and has a curved refracting surface may be provided. This is advantageous for correcting curvature of field or ensuring telecentricity.
さらに、第5レンズ群は広角端から望遠端への変倍の際に固定とすると、メカ構成を簡易にしやすくなる。 Furthermore, if the fifth lens group is fixed at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the mechanical configuration can be easily simplified.
さらに、ズームレンズ中に含まれるレンズ群が第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群の5つのみとすると小型化に有利となる。 Further, if there are only five lens groups included in the zoom lens, the first lens group, the second lens group, the third lens group, the fourth lens group, and the fifth lens group, it is advantageous for miniaturization.
上述の各発明のズームレンズにて、より好ましい数値条件を以下に示す。 In the zoom lens of each invention described above, more preferable numerical conditions are shown below.
第1レンズ群は、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。
−3<(R1f+R1r)/(R1f−R1r)<−1 ・・・(1)
ただし、
R1fは、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
R1rは、前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。
It is preferable that the first lens group satisfies the following conditional expression (1).
−3 <(R 1f + R 1r ) / (R 1f −R 1r ) <− 1 (1)
However,
R 1f is the paraxial radius of curvature of the lens surface closest to the object side of the first lens group,
R 1r is the paraxial radius of curvature of the lens surface closest to the image side of the first lens group,
It is.
条件式(1)は、第1レンズ群の好ましい形状を特定するものである。条件式(1)の下限を下回らず、上限を上回らないようにすることで、広画角化に伴う像面湾曲のオーバーもしくはアンダーを抑えやすくなる。加えて、望遠端での倍率の色収差の補正に有利となる。 Conditional expression (1) specifies a preferable shape of the first lens group. By making sure that the lower limit of conditional expression (1) is not exceeded and the upper limit is not exceeded, it becomes easy to suppress over or under curvature of field due to widening of the angle of view. In addition, it is advantageous for correcting chromatic aberration of magnification at the telephoto end.
第2レンズ群中の負メニスカスレンズ成分は、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
1<(R2nf+R2nr)/(R2nf−R2nr)<1.4 ・・・(2)
ただし、
R2nfは、第2レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
R2nrは、第2レンズ群中の負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
The negative meniscus lens component in the second lens group preferably satisfies the following conditional expression (2).
1 <(R 2nf + R 2nr ) / (R 2nf −R 2nr ) <1.4 (2)
However,
R 2nf is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the negative meniscus lens component in the second lens group,
R 2nr is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative meniscus lens component in the second lens group,
It is.
条件式(2)は、第2レンズ群の最も物体側の負メニスカスレンズ成分の好ましい形状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、物体側面を凸面とすることで、広角端付近にてこの負メニスカスレンズ成分に入射する軸外光束の入射角度を抑えやすくなり、広角側での収差補正に有利となる。条件式(2)の下限を下回らないようにして、負メニスカスレンズ成分の像側面の曲率を抑えることで、望遠端付近における球面収差の補正に有利となる。 Conditional expression (2) specifies a preferable shape of the negative meniscus lens component closest to the object side in the second lens group. By making the object side surface convex so as not to exceed the upper limit of conditional expression (2), it becomes easier to suppress the incident angle of the off-axis light beam incident on the negative meniscus lens component near the wide-angle end. This is advantageous for correcting aberrations. By suppressing the curvature of the image side surface of the negative meniscus lens component so as not to fall below the lower limit of conditional expression (2), it is advantageous for correcting spherical aberration in the vicinity of the telephoto end.
第1レンズ群と、第2レンズ群中の負メニスカスレンズ成分とは、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
−0.3<f2n/f1<−0.15 ・・・(3)
ただし、
f2nは、第2レンズ群中の負メニスカスレンズの焦点距離、
f1は、第1レンズ群の焦点距離、
である。
The first lens group and the negative meniscus lens component in the second lens group preferably satisfy the following conditional expression (3).
−0.3 <f 2n / f 1 <−0.15 (3)
However,
f 2n is the focal length of the negative meniscus lens in the second lens group,
f 1 is the focal length of the first lens group,
It is.
条件式(3)は、第1レンズ群と第2レンズ群中の負メニスカスレンズ成分との好ましい屈折力の比を特定するものである。条件式(3)の下限を下回らないようにすることで、第1レンズ群と負メニスカスレンズとの合成系の負屈折力を十分に確保でき、小型化と画角の確保の両立に有利となる。条件式(3)の上限を上回らないようにして第1レンズ群の正屈折力を確保することで、像面湾曲の補正に有利となる。 Conditional expression (3) specifies a preferable refractive power ratio between the negative meniscus lens component in the first lens group and the second lens group. By making sure that the lower limit of conditional expression (3) is not exceeded, it is possible to sufficiently secure the negative refracting power of the composite system of the first lens group and the negative meniscus lens, which is advantageous for both miniaturization and ensuring the angle of view. Become. Ensuring the positive refracting power of the first lens group without exceeding the upper limit of conditional expression (3) is advantageous for correcting curvature of field.
第3レンズ群中の負レンズは、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
1<(R3nf+R3nr)/(R3nf−R3nr)<6 ・・・(4)
ただし、
R3nfは、第3レンズ群中の負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
R3nrは、第3レンズ群中の負レンズの像側面の近軸曲率半径
である。
It is preferable that the negative lens in the third lens group satisfies the following conditional expression (4).
1 <(R 3nf + R 3nr ) / (R 3nf −R 3nr ) <6 (4)
However,
R 3nf is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the negative lens in the third lens group,
R 3nr is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens in the third lens group.
条件式(4)は、第3レンズ群中の負レンズの好ましい形状を特定するものである。条件式(4)の下限を下回らないようにして、負レンズ群の物体側面を正の屈折力とすることで、第3レンズ群の主点を物体よりにする効果、第3レンズ群の正屈折力を分担する効果を確保でき、小型化や高変倍比化に有利となる。また、像側面の負の屈折力を確保して第3レンズ群における収差をキャンセルさせやすくなる。また、条件式(4)の上限を上回らないようにして、負レンズの像側面の負屈折力が強くなりすぎるのを避けることで、コマ収差や非点収差を抑えやすくなる。 Conditional expression (4) specifies a preferable shape of the negative lens in the third lens group. By making the object side surface of the negative lens group positive refracting power so as not to fall below the lower limit of conditional expression (4), the effect of making the principal point of the third lens group closer to the object, the positive of the third lens group The effect of sharing refractive power can be secured, which is advantageous for downsizing and high zoom ratio. In addition, it is easy to cancel the aberration in the third lens group by securing the negative refractive power of the image side surface. In addition, coma and astigmatism can be easily suppressed by avoiding exceeding the upper limit of conditional expression (4) and avoiding the negative refracting power on the image side surface of the negative lens from becoming too strong.
第3レンズ群中の負レンズは、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
15<ν3n<35 ・・・(5)
ただし、ν3nは、第3レンズ群中の負レンズのアッベ数
である。
It is preferable that the negative lens in the third lens group satisfies the following conditional expression (5).
15 <ν 3n <35 (5)
Where ν 3n is the Abbe number of the negative lens in the third lens group.
条件式(5)は、第3レンズ群中の負レンズの材料の好ましいアッベ数を特定するものである。条件式(5)の下限を下回らないようにすることで、負レンズの材料の異常分散性の増大を抑え、色収差の補正機能の過剰を抑えやすくなる。また、条件式(5)の上限を上回らないようにして、負レンズの分散を確保することで、第3レンズ群内での色収差の補正に有利となる。 Conditional expression (5) specifies a preferred Abbe number of the material of the negative lens in the third lens group. By making sure that the lower limit of conditional expression (5) is not exceeded, an increase in anomalous dispersion of the negative lens material can be suppressed, and an excessive correction function of chromatic aberration can be easily suppressed. Further, securing the dispersion of the negative lens so as not to exceed the upper limit of the conditional expression (5) is advantageous for correcting chromatic aberration in the third lens group.
第3レンズ群中の正レンズと負レンズは、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
5<ν3p−ν3n<70 ・・・(6)
ただし、
ν3pは、第3レンズ群中の正レンズのアッベ数、
ν3nは、第3レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
The positive lens and the negative lens in the third lens group preferably satisfy the following conditional expression (6).
5 <ν 3p −ν 3n <70 (6)
However,
ν 3p is the Abbe number of the positive lens in the third lens group,
ν 3n is the Abbe number of the negative lens in the third lens group,
It is.
条件式(6)は、第3レンズ群中の正レンズと負レンズの好ましいアッベ数の差を特定するものである。条件式(6)の下限を下回らないようにして、2つのレンズのアッベ数差を確保することで、第3レンズ群での色収差の発生を抑えやすくなり、全変倍域での色収差の発生を抑えやすくなる。また、条件式(6)の上限を上回らないようにすることで、使用するレンズ材料の低コスト化やレンズ加工の容易さを確保しやすくなる。 Conditional expression (6) specifies a preferred Abbe number difference between the positive lens and the negative lens in the third lens group. By ensuring that the Abbe number difference between the two lenses does not fall below the lower limit of conditional expression (6), it becomes easier to suppress the occurrence of chromatic aberration in the third lens group, and the occurrence of chromatic aberration in the entire zoom range. It becomes easy to suppress. Further, by making sure that the upper limit of conditional expression (6) is not exceeded, it becomes easy to ensure the cost reduction of lens materials used and the ease of lens processing.
ズームレンズが以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
4<ft/fw ・・・(7)
ただし、
fwは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
ftは、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離
である。
It is preferable that the zoom lens satisfies the following conditional expression (7).
4 <ft / fw (7)
However,
fw is the focal length of the entire zoom lens system at the wide-angle end,
ft is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end.
条件式(7)はズームレンズ全系の好ましいズーム比を特定するものである。条件式(7)の下限を下回らないようにして、変倍比を確保することで、種々の撮影シーンに対応でき好ましい。 Conditional expression (7) specifies a preferable zoom ratio of the entire zoom lens system. It is preferable that the zoom ratio is ensured so as not to fall below the lower limit of the conditional expression (7), so that various shooting scenes can be handled.
また、本発明に係る撮像装置は、ズームレンズと、その像側に配置された撮像面をもち且つズームレンズにより形成された撮像面上の光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、ズームレンズを上述のいずれかのズームレンズとするものである。 In addition, an imaging apparatus according to the present invention includes a zoom lens, and an imaging element that has an imaging surface disposed on the image side and converts an optical image on the imaging surface formed by the zoom lens into an electrical signal. In the imaging apparatus, the zoom lens is any one of the zoom lenses described above.
これにより、コンパクトでありながらズーム比や画角の確保、光学性能の確保に有利なズームレンズを備えた撮像装置を提供できる。 Thereby, it is possible to provide an imaging apparatus including a zoom lens that is compact but advantageous in securing a zoom ratio, a field angle, and securing optical performance.
また、撮像素子にて撮像して得られた画像データを加工して形状を変化させた画像データとして出力する信号処理回路を備え、そのズームレンズが、広角端且つ最も遠距離に合焦した状態にて、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
0.7<y07/(fw・tanω07w)<0.99 ・・・(8)
ただし、
fwは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離であり、
撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をy10としたとき、
y07=0.7×y10で定義され、
有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、y10はとり得る値の最大値とし、
ω07wは、広角端における撮像面上の中心から像高がy07となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角
である。
It also has a signal processing circuit that processes the image data obtained by imaging with the imaging device and outputs it as image data whose shape has been changed, and the zoom lens is in the wide-angle end and in the most distant state Therefore, it is preferable that the following conditional expression (8) is satisfied.
0.7 <y 07 / (f w · tanω 07w) <0.99 ··· (8)
However,
fw is the focal length of the entire zoom lens system at the wide-angle end,
When the distance to the farthest point from the center in the effective image pickup plane of the image pickup device and a y 10,
y 07 = 0.7 × y 10
If effective image pickup area changes at the telephoto end from the wide-angle end, y 10 is the maximum value of the possible values,
ω 07w is an angle formed between the incident light beam and the optical axis in the object space of the principal ray incident on the image position where the image height is y 07 from the center on the imaging surface at the wide angle end.
本発明のようなズームレンズの場合、非点収差補正と樽型歪曲補正とがトレードオフの関係になりやすい点に着目して、歪曲収差の発生をある程度許容して、本発明のズームレンズを用いる撮像装置に含まれる画像処理機能によって画像形状の歪みを補正することができる。この件について、以下詳述する。 In the case of a zoom lens like the present invention, paying attention to the point that astigmatism correction and barrel distortion correction tend to have a trade-off relationship, the distortion aberration is allowed to some extent, and the zoom lens of the present invention is Image shape distortion can be corrected by an image processing function included in the imaging apparatus to be used. This will be described in detail below.
ここで、無限遠物体を仮に歪曲収差がない光学系で結像したとする。この場合、結像した像に歪曲がないので、
f=y/tanω (A)
が成立する。
ただし、yは像点の光軸からの高さ、fは結像系の焦点距離、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である。
Here, it is assumed that an infinite object is imaged by an optical system having no distortion. In this case, since the image formed has no distortion,
f = y / tan ω (A)
Is established.
Where y is the height of the image point from the optical axis, f is the focal length of the imaging system, and ω is the angle with respect to the optical axis in the object direction corresponding to the image point connected from the center on the imaging surface to the y position. is there.
一方、光学系に広角端近傍の状態のときのみ樽型歪曲収差を許容した場合は、
f>y/tanω (B)
となる。つまり、ωとyとを一定の値とするならば、広角端の焦点距離fは長くてよいこととなり、その分、収差(特に、非点収差)を抑えた設計を行いやすくなる。
On the other hand, if the barrel distortion is allowed only when the optical system is near the wide-angle end,
f> y / tan ω (B)
It becomes. In other words, if ω and y are constant values, the focal length f at the wide-angle end may be long, and accordingly, it becomes easier to design with reduced aberrations (particularly astigmatism).
そこで、本発明の撮像装置では、撮像素子にて得られた画像データを、画像処理により加工している。この加工では、樽型の歪曲収差を補正するように、画像データ(画像の形状)を変化させる。このようにすれば、最終的に得られた画像データは、物体とほぼ相似の形状を持つ画像データとなる。よって、この画像データに基づいて、物体の画像をCRTやプリンターに出力すればよい。 Therefore, in the imaging apparatus of the present invention, image data obtained by the imaging element is processed by image processing. In this processing, the image data (image shape) is changed so as to correct the barrel distortion. In this way, the finally obtained image data is image data having a shape substantially similar to the object. Therefore, an object image may be output to a CRT or printer based on the image data.
このような画像データの補正を行う場合、広角端における有効撮像領域は樽型となる。そして樽型の有効撮像領域の画像データをほぼ矩形の画像データに変更する。 When such image data correction is performed, the effective imaging area at the wide-angle end has a barrel shape. Then, the image data of the barrel-shaped effective imaging area is changed to substantially rectangular image data.
条件式(8)は、広角端における樽型歪曲の度合いを規定したものである。条件式(8)を満足することで、無理なく非点収差の補正が可能となる。なお、樽型に歪んだ像は撮像素子にて光電変換されて、樽型に歪んだ画像データとなる。しかしながら、樽型に歪んだ画像データは、電子撮像装置の信号処理系である画像処理手段にて、電気的に、像の形状変化に相当する加工が施される。このようにすれば、最終的に画像処理手段から出力された画像データを表示装置にて再生したとしても、歪曲が補正されて被写体形状にほぼ相似した画像が得られる。 Conditional expression (8) defines the degree of barrel distortion at the wide-angle end. By satisfying conditional expression (8), astigmatism can be corrected without difficulty. Note that an image distorted in a barrel shape is photoelectrically converted by an image sensor to become image data distorted in a barrel shape. However, the image data distorted into a barrel shape is electrically processed by an image processing means which is a signal processing system of the electronic imaging apparatus, corresponding to a change in the shape of the image. In this way, even if the image data finally output from the image processing means is reproduced on the display device, the distortion is corrected and an image substantially similar to the subject shape is obtained.
ここで、条件式(8)の下限を下回らないようにズームレンズによる歪曲収差の発生を抑えることで、ズームレンズの歪曲収差による画像歪みを信号処理回路で補正した場合に修正後の画像の周辺部の放射方向への引き伸ばし率を抑え、画像周辺部の鮮鋭度の劣化を抑えやすくなる。 Here, by suppressing the occurrence of distortion by the zoom lens so as not to fall below the lower limit of the conditional expression (8), when the image distortion due to the distortion of the zoom lens is corrected by the signal processing circuit, the periphery of the corrected image Therefore, it is easy to suppress the deterioration of the sharpness of the peripheral portion of the image.
また、条件式(8)の上限を上回らないようにしてズームレンズの歪曲収差を許容することで、ズームレンズの非点収差の補正に有利となり、ズームレンズの薄型化に有利となる。 Also, by allowing distortion of the zoom lens so as not to exceed the upper limit of the conditional expression (8), it is advantageous for correcting astigmatism of the zoom lens, which is advantageous for making the zoom lens thinner.
なお、歪曲収差を完全に補正するように広角端での有効撮像領域を定めてもよいが、パースペクティブの影響や周辺の画像劣化を考慮して−3%前後、もしくは−5%前後など、適度に樽型の歪曲収差を残して画像データの変更を行ってもよい。 Note that the effective imaging area at the wide-angle end may be determined so as to completely correct the distortion, but considering the influence of the perspective and the peripheral image deterioration, it is appropriate to be around -3% or around -5%. Alternatively, the image data may be changed while leaving barrel distortion.
また、各色信号(例えばR(赤)、G(緑)、B(青))ごとに歪曲収差の補正量を調整すれば、倍率の色収差の補正も可能となる。 Further, if the correction amount of distortion aberration is adjusted for each color signal (for example, R (red), G (green), B (blue)), the chromatic aberration of magnification can be corrected.
上述のズームレンズがフォーカシング機能を有する場合、上述の各構成は、最も遠距離の物体に合焦した状態での値とする。 When the above-described zoom lens has a focusing function, each of the above-described configurations is a value in a state where the object at the farthest distance is in focus.
また、上述の各発明の複数を任意に同時に満足することが好ましい。 Moreover, it is preferable that a plurality of the above-described inventions are simultaneously satisfied arbitrarily.
また、上述の各条件を以下のように変更すると、その効果をより確実にでき好ましい。 Moreover, it is preferable to change each of the above-described conditions as follows, since the effect can be more reliably ensured.
条件式(1)の下限値を−2、更には−1.7とすることがより好ましい。また、条件式(1)の上限値を−1.1、−1.2更には−1.3とすることがより好ましい。 It is more preferable to set the lower limit of conditional expression (1) to −2, more preferably −1.7. Moreover, it is more preferable that the upper limit value of the conditional expression (1) is −1.1, −1.2, and further −1.3.
条件式(2)の下限値を1.05、更には1.1とすることがより好ましい。また、条件式(2)の上限値を1.3、更には1.2とすることがより好ましい。 More preferably, the lower limit value of conditional expression (2) should be 1.05, more preferably 1.1. Moreover, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (2) to 1.3, more preferably 1.2.
条件式(3)の下限値を−0.25、更には−0.22とすることがより好ましい。また、条件式(3)の上限値を−0.15、更には−0.17とすることがより好ましい。 More preferably, the lower limit value of conditional expression (3) is −0.25, more preferably −0.22. Moreover, it is more preferable that the upper limit value of conditional expression (3) is −0.15, more preferably −0.17.
条件式(4)の下限値を1.5、更には2とすることがより好ましい。また、条件式(4)の上限値を5.5、更には5とすることがより好ましい。 More preferably, the lower limit value of conditional expression (4) is 1.5, more preferably 2. Moreover, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (4) to 5.5, and more preferably 5.
条件式(5)の下限値を15.5、更には16とすることがより好ましい。また、条件式(5)の上限値を30、更には25とすることがより好ましい。 It is more preferable to set the lower limit of conditional expression (5) to 15.5, more preferably 16. Moreover, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (5) to 30 and further to 25.
条件式(6)の下限値を15、40、更には55とすることがより好ましい。また、条件式(6)の上限値を68、更には66とすることがより好ましい。 More preferably, the lower limit value of conditional expression (6) is set to 15, 40, and 55. In addition, it is more preferable that the upper limit value of conditional expression (6) is 68, more preferably 66.
条件式(7)の下限値を5、更には6とするとより好ましい。また、条件式(7)の上限値を設け、10以上にならないようにすることで、全長の小型化や収差の変動が抑えられ好ましい。 It is more preferable that the lower limit value of conditional expression (7) is set to 5 and further 6. In addition, it is preferable to set an upper limit value of conditional expression (7) so that it does not exceed 10 because the overall length can be reduced and fluctuations in aberration can be suppressed.
条件式(8)の下限値を0.7、更には0.75とすることがより好ましい。また、条件式(8)の上限値を0.98、0.95更には0.92とすることがより好ましい。 It is more preferable to set the lower limit of conditional expression (8) to 0.7, more preferably 0.75. More preferably, the upper limit value of conditional expression (8) is 0.98, 0.95, or 0.92.
本発明によれば、小型化と広画角化、変倍比の確保に有利であり、撮影画像の画質も良好に維持し易いズームレンズを提供できる。また、製造コストも抑えやすいズームレンズを提供できる。さらに、そのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a zoom lens that is advantageous in reducing the size, widening the angle of view, and securing a zoom ratio, and that can easily maintain the image quality of a captured image. In addition, it is possible to provide a zoom lens that can easily reduce the manufacturing cost. Furthermore, an imaging apparatus provided with such a zoom lens can be provided.
以下に示す本発明に基づくいずれの実施形態も、上述の各構成要件が関連しあうことで、7倍程度のズーム比の確保し、広画角でありながら、構成レンズ枚数が少なく、沈胴時のコンパクト化にも有利であり、且つ光学性能も確保しやすいズームレンズとなっている。 In any of the embodiments based on the present invention described below, the above-described constituent elements are related to each other, so that a zoom ratio of about 7 times is ensured and the number of constituent lenses is small while being wide angle of view. This zoom lens is advantageous in reducing the size of the zoom lens and is easy to ensure optical performance.
以下、本発明のズームレンズの実施例1〜実施例5について説明する。実施例1〜実施例5の(a)無限遠物点合焦時の広角端、(b)中間状態、(c)望遠端でのレンズ断面図をそれぞれ図1〜図5に示す。 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 Example 1 to Example 5 at (a) a wide angle end when focusing on an object point at infinity, (b) an intermediate state, and (c) a telephoto end, respectively.
各図中、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、第4レンズ群はG4、IRカットコート付き光学的ローパスフィルターはF、電子撮像素子であるCCDのカバーガラスはC、CCDの像面はIで示してある。なお、IRカットコートについては、例えば光学的ローパスフィルターFに直接コートを施こしてもよく、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置してもよい。 In each figure, the first lens group is G1, the second lens group is G2, the brightness stop is S, the third lens group is G3, the fourth lens group is G4, the optical low-pass filter with IR cut coat is F, and the electron The cover glass of the CCD that is the image sensor is indicated by C, and the image surface of the CCD is indicated by I. As for the IR cut coat, for example, the optical low pass filter F may be coated directly, or an infrared cut absorption filter may be arranged separately.
各実施例何れも第4レンズ群G4を繰り出して遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行う。 In each embodiment, the fourth lens group G4 is extended to perform focusing from a long distance object to a short distance object.
また、明るさ絞りSは、開口サイズが固定であり、第3レンズ群G3の物体側面である凸面が明るさ絞りSの開口部に挿入される。 The aperture stop S has a fixed aperture size, and a convex surface that is the object side surface of the third lens group G3 is inserted into the aperture of the aperture stop S.
さらに、撮影時の露光量調整は、第3レンズ群G3の像側直後に第3レンズ群G3と一体で移動する光量調整フィルター(不図示)の光路中への挿入、離脱及びメカシャッター(不図示)を用いて行う。 Further, the exposure amount adjustment at the time of photographing is performed by inserting or removing the light amount adjustment filter (not shown) that moves together with the third lens group G3 immediately after the image side of the third lens group G3 into the optical path, and mechanical shutter (not used). (Shown).
また、プラスチックレンズは、実施例1、2では第4レンズ群G4に用いられ、実施例3、4では第2レンズ群G2中の両凹レンズと第4レンズ群G4に用いられ、実施例5では第4レンズ群G4と第5レンズ群G5に用いられる。 The plastic lens is used for the fourth lens group G4 in the first and second embodiments, and is used for the biconcave lens and the fourth lens group G4 in the second lens group G2 in the third and fourth embodiments. Used for the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5.
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、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の第2レンズ群G2、明るさ絞りS、正屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。 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 positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a first lens unit having a positive refractive power. 3 lens group G3 and 4th lens group G4 of positive refractive power are comprised.
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。 The movement state when zooming from the wide-angle end to the telephoto end is shown below.
第1レンズ群G1は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。 The first lens group G1 moves toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end.
第2レンズ群G2は、広角端から中間状態まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The second lens group G2 moves from the wide-angle end to the intermediate state and moves toward the image side while increasing the distance from the first lens group G1 and narrowing the distance from the third lens group G3, and from the intermediate state to the telephoto end. The distance from the first lens group G1 is increased, and the distance from the third lens group G3 is decreased, and the object is moved to the object side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
第3レンズ群G3と明るさ絞りSは、広角端から望遠端まで、第2レンズ群G2との間隔を狭め、第4レンズ群G4との間隔を広げながら、物体側へ移動する。 The third lens group G3 and the aperture stop S move toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end while narrowing the distance from the second lens group G2 and increasing the distance from the fourth lens group G4.
第4レンズ群G4は、広角端から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The fourth lens group G4 moves from the wide-angle end to the intermediate state, moves toward the object side while widening the distance from the third lens group G3 and widening the distance from the image plane I, and moves from the intermediate state to the telephoto end. The distance to the lens group G3 is increased, and the distance to the image plane I is reduced, and the image side is moved to the image side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、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り、第3レンズ群G3は、明るさ絞りSと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the second lens group G2 has a convex surface facing the object side. , A negative meniscus lens having a convex surface, a biconcave negative lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. The third lens group G3 includes an aperture stop S, a biconvex positive lens, and an object side. The fourth lens group G4 includes one positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side.
非球面は、第2レンズ群G2の両凹負レンズの両面、第3レンズ群G3の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の正メニスカスレンズの物体側の面の6面に用いている。 The aspherical surfaces are both surfaces of the biconcave negative lens of the second lens group G2, both surfaces of the biconvex positive lens of the third lens group G3, the image side surface of the negative meniscus lens, and the object of the positive meniscus lens of the fourth lens group G4. It is used for 6 sides.
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、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の第2レンズ群G2、明るさ絞りS、正屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。 As shown in FIG. 2, the zoom lens according to the second embodiment includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a first lens unit having a positive refractive power. 3 lens group G3 and 4th lens group G4 of positive refractive power are comprised.
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。 The movement state when zooming from the wide-angle end to the telephoto end is shown below.
第1レンズ群G1は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。 The first lens group G1 moves toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end.
第2レンズ群G2は、広角端から中間状態まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The second lens group G2 moves from the wide-angle end to the intermediate state and moves toward the image side while increasing the distance from the first lens group G1 and narrowing the distance from the third lens group G3, and from the intermediate state to the telephoto end. The distance from the first lens group G1 is increased, and the distance from the third lens group G3 is decreased, and the object is moved to the object side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
第3レンズ群G3と明るさ絞りSは、広角端から望遠端まで、第2レンズ群G2との間隔を狭め、第4レンズ群G4との間隔を広げながら、物体側へ移動する。 The third lens group G3 and the aperture stop S move toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end while narrowing the distance from the second lens group G2 and increasing the distance from the fourth lens group G4.
第4レンズ群G4は、広角端から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The fourth lens group G4 moves from the wide-angle end to the intermediate state, moves toward the object side while widening the distance from the third lens group G3 and widening the distance from the image plane I, and moves from the intermediate state to the telephoto end. The distance to the lens group G3 is increased, and the distance to the image plane I is reduced, and the image side is moved to the image side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第3レンズ群G3は、明るさ絞りSと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the second lens group G2 has a convex surface facing the object side. A negative meniscus lens having a convex surface facing the image side, a negative meniscus lens having a convex surface facing the image side, and a negative meniscus lens having a convex surface facing the image side. The third lens group G3 includes an aperture stop S and a biconvex positive lens. The fourth lens group G4 is composed of one positive meniscus lens having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side.
非球面は、第2レンズ群G2の像側の負メニスカスレンズの像側の面、第3レンズ群G3の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の正メニスカスレンズの像側の面の5面に用いている。 The aspherical surfaces are the image side surface of the negative meniscus lens on the image side of the second lens group G2, both surfaces of the biconvex positive lens of the third lens group G3, the image side surface of the negative meniscus lens, and the surface of the fourth lens group G4. It is used for five surfaces on the image side of the positive meniscus lens.
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、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の第2レンズ群G2、明るさ絞りS、正屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。 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 positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a first lens unit having a positive refractive power. 3 lens group G3 and 4th lens group G4 of positive refractive power are comprised.
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。 The movement state when zooming from the wide-angle end to the telephoto end is shown below.
第1レンズ群G1は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。 The first lens group G1 moves toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end.
第2レンズ群G2は、広角端から中間状態まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The second lens group G2 moves from the wide-angle end to the intermediate state and moves toward the image side while increasing the distance from the first lens group G1 and narrowing the distance from the third lens group G3, and from the intermediate state to the telephoto end. The distance from the first lens group G1 is increased, and the distance from the third lens group G3 is decreased, and the object is moved to the object side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
第3レンズ群G3と明るさ絞りSは、広角端から望遠端まで、第2レンズ群G2との間隔を狭め、第4レンズ群G4との間隔を広げながら、物体側へ移動する。 The third lens group G3 and the aperture stop S move toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end while narrowing the distance from the second lens group G2 and widening the distance from the fourth lens group G4.
第4レンズ群G4は、広角端から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The fourth lens group G4 moves from the wide-angle end to the intermediate state, moves toward the object side while widening the distance from the third lens group G3 and widening the distance from the image plane I, and moves from the intermediate state to the telephoto end. The distance to the lens group G3 is increased, and the distance to the image plane I is reduced, and the image side is moved to the image side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、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り、第3レンズ群G3は、明るさ絞りSと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the second lens group G2 has a convex surface facing the object side. , A negative meniscus lens having a convex surface, a biconcave negative lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. The third lens group G3 includes an aperture stop S, a biconvex positive lens, and an object side. The fourth lens group G4 includes one positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side.
非球面は、第2レンズ群G2の両凹負レンズの像側の面、第3レンズ群G3の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の正メニスカスレンズの像側の面の5面に用いている。 The aspheric surfaces are the image side surface of the biconcave negative lens of the second lens group G2, the double side of the biconvex positive lens of the third lens group G3, the image side surface of the negative meniscus lens, and the positive meniscus of the fourth lens group G4. It is used for five surfaces on the image side of the lens.
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、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の第2レンズ群G2、明るさ絞りS、正屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。 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 positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a first lens unit having a positive refractive power. 3 lens group G3 and 4th lens group G4 of positive refractive power are comprised.
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。 The movement state when zooming from the wide-angle end to the telephoto end is shown below.
第1レンズ群G1は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。 The first lens group G1 moves toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end.
第2レンズ群G2は、広角端から中間状態まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The second lens group G2 moves from the wide-angle end to the intermediate state and moves toward the image side while increasing the distance from the first lens group G1 and narrowing the distance from the third lens group G3, and from the intermediate state to the telephoto end. The distance from the first lens group G1 is increased, and the distance from the third lens group G3 is decreased, and the object is moved to the object side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
第3レンズ群G3と明るさ絞りSは、広角端から望遠端まで、第2レンズ群G2との間隔を狭め、第4レンズ群G4との間隔を広げながら、物体側へ移動する。 The third lens group G3 and the aperture stop S move toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end while narrowing the distance from the second lens group G2 and increasing the distance from the fourth lens group G4.
第4レンズ群G4は、広角端から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The fourth lens group G4 moves from the wide-angle end to the intermediate state, moves toward the object side while widening the distance from the third lens group G3 and widening the distance from the image plane I, and moves from the intermediate state to the telephoto end. The distance to the lens group G3 is increased, and the distance to the image plane I is reduced, and the image side is moved to the image side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、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り、第3レンズ群G3は、明るさ絞りSと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the second lens group G2 has a convex surface facing the object side. , A negative meniscus lens having a convex surface, a biconcave negative lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. The third lens group G3 includes an aperture stop S, a biconvex positive lens, and an object side. The fourth lens group G4 includes one positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side.
非球面は、第2レンズ群G2の両凹負レンズの像側の面、第3レンズ群G3の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の正メニスカスレンズの像側の面の5面に用いている。
The aspheric surfaces are the image side surface of the biconcave negative lens of the second lens group G2, the double side of the biconvex positive lens of the third lens group G3, the image side surface of the negative meniscus lens, and the positive meniscus of the fourth lens group G4. It is used for five surfaces on the image side of the lens.
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、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の第2レンズ群G2、明るさ絞りS、正屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4、正屈折力の第5レンズ群G5から構成されている。 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 positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, an aperture stop S, and a first lens unit having a positive refractive power. The lens unit includes a three-lens group G3, a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power.
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。 The movement state when zooming from the wide-angle end to the telephoto end is shown below.
第1レンズ群G1は、広角端から望遠端まで物体側へ移動する。 The first lens group G1 moves toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end.
第2レンズ群G2は、広角端から中間状態まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を広げ、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら、物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The second lens group G2 moves from the wide-angle end to the intermediate state and moves toward the image side while increasing the distance from the first lens group G1 and narrowing the distance from the third lens group G3, and from the intermediate state to the telephoto end. The distance from the first lens group G1 is increased, and the distance from the third lens group G3 is decreased, and the object is moved to the object side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
第3レンズ群G3と明るさ絞りSは、広角端から望遠端まで、第2レンズ群G2との間隔を狭め、第4レンズ群G4との間隔を広げながら、物体側へ移動する。 The third lens group G3 and the aperture stop S move toward the object side from the wide-angle end to the telephoto end while narrowing the distance from the second lens group G2 and increasing the distance from the fourth lens group G4.
第4レンズ群G4は、広角端から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を広げながら、物体側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、像面Iとの間隔を狭めながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。 The fourth lens group G4 moves from the wide-angle end to the intermediate state, moves toward the object side while widening the distance from the third lens group G3 and widening the distance from the image plane I, and moves from the intermediate state to the telephoto end. The distance to the lens group G3 is increased, and the distance to the image plane I is reduced, and the image side is moved to the image side. At the telephoto end, it is positioned closer to the object side than the wide-angle end.
第4レンズ群G4は、固定されている。 The fourth lens group G4 is fixed.
物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、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り、第3レンズ群G3は、明るさ絞りSと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなり、第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなる。 In order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the second lens group G2 has a convex surface facing the object side. , A negative meniscus lens having a convex surface, a biconcave negative lens, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. The third lens group G3 includes an aperture stop S, a biconvex positive lens, and an object side. The fourth lens group G4 is composed of one biconvex positive lens, and the fifth lens group G5 is composed of one positive meniscus lens having a convex surface facing the image side.
非球面は、第2レンズ群G2の両凹負レンズの両面、第3レンズ群G3の両凸正レンズの両面、負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの物体側の面、第4レンズ群G4の正メニスカスレンズの物体側の面の7面に用いている。 The aspheric surfaces are the double-sided negative lens of the second lens group G2, the double-sided positive lens of the third lens group G3, the image side surface of the negative meniscus lens, and the double-convex positive lens of the fourth lens group G4. It is used for seven surfaces on the object side, the object side surface of the positive meniscus lens in the fourth lens group G4.
以下、各実施例におけるレンズの数値データを示す。 The numerical data of the lens in each example is shown below.
各実施例におけるレンズの数値データにおいては、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズの肉厚または間隔、ndは各レンズのd線における屈折率、νdは各レンズのd線におけるアッベ数、Kは円錐係数、A4、A6、A8、A10は非球面係数、E±Nは×10±Nをそれぞれ示している。全長は、レンズの入射面から射出面までの光軸上の距離にバックフォーカスBFを加えたものである。全長及びバックフォーカスBFは、空気換算長で示している。各実施形態での条件式対応値は無限遠物点に合焦した状態での値である。 In the numerical data of the lens in each embodiment, r is the radius of curvature of each lens surface, d is the thickness or spacing of each lens, nd is the refractive index at the d-line of each lens, and νd is the Abbe at the d-line of each lens. Number, K is a conical coefficient, A4, A6, A8, and A10 are aspheric coefficients, and E ± N is × 10 ± N. The total length is obtained by adding the back focus BF to the distance on the optical axis from the entrance surface to the exit surface of the lens. The full length and the back focus BF are shown as air equivalent lengths. The value corresponding to the conditional expression in each embodiment is a value in a state where an object point at infinity is in focus.
なお、各実施例は、ズームレンズ全系の焦点距離によらず、像高を一定にした場合の画角変化と、電気的に歪曲収差を補正した場合の画角変化、像高変化の値も記載している。広角端付近にて発生する樽型の歪曲収差(ディストーション)を電気的に補正するために、広角端での有効撮像領域を樽型にしているため、像高が中間状態と望遠端での像高よりも小さい値となっている。 In each embodiment, regardless of the focal length of the entire zoom lens system, the angle of view change when the image height is fixed, the angle of view change when the distortion aberration is electrically corrected, and the value of the image height change. Is also described. In order to electrically correct barrel distortion (distortion) that occurs near the wide-angle end, the effective imaging area at the wide-angle end is barrel-shaped, so the image height is intermediate and the image at the telephoto end. The value is smaller than high.
また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式で表される。 Each aspheric shape is expressed by the following expression using each aspheric coefficient in each embodiment.
Z=(Y2/r)/[1+{1−(1+K)・(Y/r)2}1/2]
+A4×Y4+A6×Y6+A8×Y8+A10×Y10
ただし、光軸方向の座標をZ、光軸と垂直な方向の座標をYとする。
Z = (Y 2 / r) / [1+ {1− (1 + K) · (Y / r) 2 } 1/2 ]
+ A4 × Y 4 + A6 × Y 6 + A8 × Y 8 + A10 × Y 10
However, the coordinate in the optical axis direction is Z, and the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis is Y.
数値実施例1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 17.791 0.81 1.84666 23.78
2 12.005 3.08 1.77250 49.60
3 86.709 可変
4 66.506 0.75 1.88300 40.76
5 4.480 2.46
6(非球面) -31.306 0.65 1.58313 59.38
7(非球面) 13.781 0.10
8 12.506 1.29 1.92286 18.90
9 315.181 可変
10(絞り) ∞ -0.40
11(非球面) 4.358 2.44 1.49700 81.61
12(非球面) -12.005 0.10
13 7.191 1.31 2.10225 16.80
14(非球面) 4.388 可変
15(非球面) 9.676 1.58 1.52542 55.78
16 45.813 可変
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第6面
K=0.000,A4=-8.08347E-04,A6=3.75656E-05,A8=-8.70154E-07,A10=-2.10000E-08
第7面
K=0.000,A4=-1.28371E-03,A6=4.25827E-05,A8=-2.31366E-06
第11面
K=-0.740,A4=3.67824E-04,A6=-2.24188E-05,A8=1.19854E-06
第12面
K=-5.083,A4=1.16962E-03,A6=-2.27613E-04,A8=1.88604E-05
第14面
K=-3.443,A4=5.43899E-03,A6=1.19187E-04
第15面
K=0.361,A4=-1.48739E-04,A6=3.33684E-06,A8=-1.10231E-07,A10=-3.35750E-10
ズームデータ(像高 3.83で一定の場合)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.87 34.28
Fナンバー 3.11 4.03 6.05
画角 81.57 33.35 12.50
d3 0.30 6.25 11.70
d9 11.13 3.86 0.70
d14 5.45 6.59 18.30
d16 2.65 5.99 3.78
BF 4.19 7.54 5.35
レンズ全長 35.24 38.40 50.21
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.89
2 4 -6.08
3 11 8.95
4 15 23.00
ズームデータ(ディストーション電気補正時)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.87 34.28
Fナンバー 3.11 4.03 6.05
画角 75.77 33.35 12.50
像高 3.51 3.83 3.83
Numerical example 1
Unit mm
Surface data surface number r d nd νd
1 17.791 0.81 1.84666 23.78
2 12.005 3.08 1.77250 49.60
3 86.709 Variable
4 66.506 0.75 1.88300 40.76
5 4.480 2.46
6 (Aspherical surface) -31.306 0.65 1.58313 59.38
7 (Aspherical) 13.781 0.10
8 12.506 1.29 1.92286 18.90
9 315.181 Variable
10 (Aperture) ∞ -0.40
11 (Aspherical surface) 4.358 2.44 1.49700 81.61
12 (Aspherical surface) -12.005 0.10
13 7.191 1.31 2.10225 16.80
14 (Aspherical) 4.388 Variable
15 (Aspherical surface) 9.676 1.58 1.52542 55.78
16 45.813 Variable
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
Image plane ∞
Aspheric data 6th surface
K = 0.000, A4 = -8.08347E-04, A6 = 3.75656E-05, A8 = -8.70154E-07, A10 = -2.10000E-08
7th page
K = 0.000, A4 = -1.28371E-03, A6 = 4.25827E-05, A8 = -2.31366E-06
11th page
K = -0.740, A4 = 3.67824E-04, A6 = -2.24188E-05, A8 = 1.19854E-06
12th page
K = -5.083, A4 = 1.16962E-03, A6 = -2.27613E-04, A8 = 1.88604E-05
14th page
K = -3.443, A4 = 5.43899E-03, A6 = 1.19187E-04
15th page
K = 0.361, A4 = -1.48739E-04, A6 = 3.33684E-06, A8 = -1.10231E-07, A10 = -3.35750E-10
Zoom data (when the image height is constant at 3.83)
Wide angle Medium Telephoto focal length 5.07 12.87 34.28
F number 3.11 4.03 6.05
Angle of view 81.57 33.35 12.50
d3 0.30 6.25 11.70
d9 11.13 3.86 0.70
d14 5.45 6.59 18.30
d16 2.65 5.99 3.78
BF 4.19 7.54 5.35
Total lens length 35.24 38.40 50.21
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 29.89
2 4 -6.08
3 11 8.95
4 15 23.00
Zoom data (when distortion is corrected electrically)
Wide angle Medium Telephoto focal length 5.07 12.87 34.28
F number 3.11 4.03 6.05
Angle of view 75.77 33.35 12.50
Image height 3.51 3.83 3.83
数値実施例2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 18.084 0.81 1.84666 23.78
2 11.051 3.10 1.81600 46.62
3 75.670 可変
4 57.210 0.75 1.81600 46.62
5 4.021 2.19
6 -59.513 1.21 1.93067 19.09
7 -10.809 0.37
8 -7.550 0.70 1.58313 59.38
9(非球面) -84.807 可変
10(絞り) ∞ -0.30
11(非球面) 4.636 2.56 1.49700 81.61
12(非球面) -8.016 0.10
13 6.444 1.18 2.10225 16.80
14(非球面) 4.080 可変
15 9.893 1.60 1.52542 55.78
16(非球面) 52.976 可変
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=516.240,A4=-9.02519E-04,A6=-2.11145E-05
第11面
K=-3.042,A4=2.08503E-03,A6=-1.44832E-04
第12面
K=1.146,A4=9.60208E-04,A6=-9.14080E-05
第14面
K=-0.544,A4=1.26081E-03,A6=1.76501E-04,A8=5.49600E-07
第16面
K=0.000,A4=6.63364E-05,A6=-1.83062E-06
ズームデータ(像高 3.83で一定の場合)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.06 12.84 34.18
Fナンバー 3.08 4.02 6.04
画角 81.97 33.35 12.57
d3 0.30 6.18 11.70
d9 8.93 2.97 0.60
d14 5.30 5.92 18.08
d16 2.60 6.44 3.80
BF 4.11 7.97 5.33
レンズ全長 32.90 37.31 49.98
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.12
2 4 -5.36
3 11 8.11
4 15 22.86
ズームデータ(ディストーション電気補正時)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.06 12.84 34.18
Fナンバー 3.08 4.02 6.04
画角 75.98 33.35 12.57
像高 3.50 3.83 3.83
Numerical example 2
Unit mm
Surface data surface number r d nd νd
1 18.084 0.81 1.84666 23.78
2 11.051 3.10 1.81600 46.62
3 75.670 Variable
4 57.210 0.75 1.81600 46.62
5 4.021 2.19
6 -59.513 1.21 1.93067 19.09
7 -10.809 0.37
8 -7.550 0.70 1.58313 59.38
9 (Aspherical) -84.807 Variable
10 (Aperture) ∞ -0.30
11 (Aspherical) 4.636 2.56 1.49700 81.61
12 (Aspherical surface) -8.016 0.10
13 6.444 1.18 2.10225 16.80
14 (Aspherical) 4.080 Variable
15 9.893 1.60 1.52542 55.78
16 (Aspherical) 52.976 Variable
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
Image plane ∞
Aspheric data 9th surface
K = 516.240, A4 = -9.02519E-04, A6 = -2.11145E-05
11th page
K = -3.042, A4 = 2.08503E-03, A6 = -1.44832E-04
12th page
K = 1.146, A4 = 9.60208E-04, A6 = -9.14080E-05
14th page
K = -0.544, A4 = 1.26081E-03, A6 = 1.76501E-04, A8 = 5.49600E-07
16th page
K = 0.000, A4 = 6.63364E-05, A6 = -1.83062E-06
Zoom data (when the image height is constant at 3.83)
Wide angle Medium Telephoto focal length 5.06 12.84 34.18
F number 3.08 4.02 6.04
Angle of view 81.97 33.35 12.57
d3 0.30 6.18 11.70
d9 8.93 2.97 0.60
d14 5.30 5.92 18.08
d16 2.60 6.44 3.80
BF 4.11 7.97 5.33
Total lens length 32.90 37.31 49.98
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 29.12
2 4 -5.36
3 11 8.11
4 15 22.86
Zoom data (when distortion is corrected electrically)
Wide angle Medium Telephoto focal length 5.06 12.84 34.18
F number 3.08 4.02 6.04
Angle of view 75.98 33.35 12.57
Image height 3.50 3.83 3.83
数値実施例3
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 20.001 0.81 1.84666 23.78
2 12.364 3.07 1.81600 46.62
3 124.634 可変
4 94.246 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.36
6 -34.701 0.70 1.52542 55.78
7(非球面) 12.915 0.10
8 9.855 1.24 1.94595 17.98
9 31.445 可変
10(絞り) ∞ -0.30
11(非球面) 4.101 2.21 1.49700 81.61
12(非球面) -10.543 0.30
13 9.216 1.34 2.00170 19.30
14(非球面) 4.773 可変
15 9.600 1.59 1.52542 55.78
16(非球面) 44.033 可変
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第7面
K=0.095,A4=-4.32632E-04,A6=-2.55053E-06,A8=-1.11152E-06
第11面
K=-1.078,A4=1.00474E-03,A6=-5.56504E-05
第12面
K=0.000,A4=1.45394E-03,A6=-2.47470E-04,A8=1.52715E-05
第14面
K=-1.142,A4=2.30205E-03,A6=3.35770E-04
第16面
K=0.000,A4=1.16219E-04,A6=-5.73103E-06,A8=1.27697E-07
ズームデータ(像高 3.83で一定の場合)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.08 12.86 34.21
Fナンバー 3.10 4.05 6.04
画角 81.47 33.09 12.53
d3 0.30 6.22 11.70
d9 10.48 3.72 0.70
d14 5.36 6.57 17.85
d16 2.47 5.82 3.93
BF 4.00 7.35 5.46
レンズ全長 34.30 38.02 49.87
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.49
2 4 -5.89
3 11 8.62
4 15 23.00
ズームデータ(ディストーション電気補正時)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.08 12.86 34.21
Fナンバー 3.10 4.05 6.04
画角 75.69 33.09 12.53
像高 3.51 3.83 3.83
Numerical Example 3
Unit mm
Surface data surface number r d nd νd
1 20.001 0.81 1.84666 23.78
2 12.364 3.07 1.81600 46.62
3 124.634 Variable
4 94.246 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.36
6 -34.701 0.70 1.52542 55.78
7 (Aspherical) 12.915 0.10
8 9.855 1.24 1.94595 17.98
9 31.445 Variable
10 (Aperture) ∞ -0.30
11 (Aspherical) 4.101 2.21 1.49700 81.61
12 (Aspherical surface) -10.543 0.30
13 9.216 1.34 2.00170 19.30
14 (Aspherical) 4.773 Variable
15 9.600 1.59 1.52542 55.78
16 (Aspherical) 44.033 Variable
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
Image plane ∞
Aspheric data 7th surface
K = 0.095, A4 = -4.32632E-04, A6 = -2.55053E-06, A8 = -1.11152E-06
11th page
K = -1.078, A4 = 1.00474E-03, A6 = -5.56504E-05
12th page
K = 0.000, A4 = 1.45394E-03, A6 = -2.47470E-04, A8 = 1.52715E-05
14th page
K = -1.142, A4 = 2.30205E-03, A6 = 3.35770E-04
16th page
K = 0.000, A4 = 1.16219E-04, A6 = -5.73103E-06, A8 = 1.27697E-07
Zoom data (when the image height is constant at 3.83)
Wide angle Medium telephoto focal length 5.08 12.86 34.21
F number 3.10 4.05 6.04
Angle of view 81.47 33.09 12.53
d3 0.30 6.22 11.70
d9 10.48 3.72 0.70
d14 5.36 6.57 17.85
d16 2.47 5.82 3.93
BF 4.00 7.35 5.46
Total lens length 34.30 38.02 49.87
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 29.49
2 4 -5.89
3 11 8.62
4 15 23.00
Zoom data (when distortion is corrected electrically)
Wide angle Medium telephoto focal length 5.08 12.86 34.21
F number 3.10 4.05 6.04
Angle of view 75.69 33.09 12.53
Image height 3.51 3.83 3.83
数値実施例4
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 19.436 0.81 1.84666 23.78
2 12.179 3.01 1.80400 46.57
3 120.343 可変
4 91.118 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.36
6 -22.299 0.70 1.52542 55.78
7(非球面) 16.643 0.10
8 11.204 1.24 1.94595 17.98
9 51.000 可変
10(絞り) ∞ -0.30
11(非球面) 4.082 2.12 1.49700 81.61
12(非球面) -9.935 0.30
13 11.164 1.43 1.92287 20.80
14(非球面) 4.922 可変
15 9.605 1.59 1.52542 55.78
16(非球面) 44.252 可変
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第7面
K=2.468,A4=-5.09398E-04,A6=1.08408E-07,A8=-1.20478E-06
第11面
K=-1.082,A4=1.03781E-03,A6=-5.80705E-05
第12面
K=0.000,A4=1.63732E-03,A6=-2.60167E-04,A8=1.54732E-05
第14面
K=-1.174,A4=2.25831E-03,A6=3.49404E-04
第16面
K=0.000,A4=1.14861E-04,A6=-5.05049E-06,A8=1.15219E-07
ズームデータ(像高 3.83で一定の場合)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.85 34.21
Fナンバー 3.12 4.06 6.04
画角 81.60 33.14 12.53
d3 0.30 6.21 11.68
d9 10.92 3.86 0.70
d14 5.36 6.60 17.86
d16 2.57 5.90 4.05
BF 4.10 7.43 5.58
レンズ全長 34.78 38.20 49.92
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.40
2 4 -6.00
3 11 8.83
4 15 22.99
ズームデータ(ディストーション電気補正時)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.85 34.21
Fナンバー 3.12 4.06 6.04
画角 75.87 33.14 12.53
像高 3.51 3.83 3.83
Numerical Example 4
Unit mm
Surface data surface number r d nd νd
1 19.436 0.81 1.84666 23.78
2 12.179 3.01 1.80400 46.57
3 120.343 Variable
4 91.118 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.36
6 -22.299 0.70 1.52542 55.78
7 (Aspherical) 16.643 0.10
8 11.204 1.24 1.94595 17.98
9 51.000 Variable
10 (Aperture) ∞ -0.30
11 (Aspherical) 4.082 2.12 1.49700 81.61
12 (Aspherical surface) -9.935 0.30
13 11.164 1.43 1.92287 20.80
14 (Aspherical) 4.922 Variable
15 9.605 1.59 1.52542 55.78
16 (Aspherical) 44.252 Variable
17 ∞ 0.30 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
Image plane ∞
Aspheric data 7th surface
K = 2.468, A4 = -5.09398E-04, A6 = 1.08408E-07, A8 = -1.20478E-06
11th page
K = -1.082, A4 = 1.03781E-03, A6 = -5.80705E-05
12th page
K = 0.000, A4 = 1.63732E-03, A6 = -2.60167E-04, A8 = 1.54732E-05
14th page
K = -1.174, A4 = 2.25831E-03, A6 = 3.49404E-04
16th page
K = 0.000, A4 = 1.14861E-04, A6 = -5.05049E-06, A8 = 1.15219E-07
Zoom data (when the image height is constant at 3.83)
Wide angle Medium telephoto focal length 5.07 12.85 34.21
F number 3.12 4.06 6.04
Angle of view 81.60 33.14 12.53
d3 0.30 6.21 11.68
d9 10.92 3.86 0.70
d14 5.36 6.60 17.86
d16 2.57 5.90 4.05
BF 4.10 7.43 5.58
Total lens length 34.78 38.20 49.92
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 29.40
2 4 -6.00
3 11 8.83
4 15 22.99
Zoom data (when distortion is corrected electrically)
Wide angle Medium Telephoto focal length 5.07 12.85 34.21
F number 3.12 4.06 6.04
Angle of view 75.87 33.14 12.53
Image height 3.51 3.83 3.83
数値実施例5
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 17.912 0.80 1.84666 23.78
2 12.037 2.98 1.77250 49.60
3 85.075 可変
4 52.269 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.41
6(非球面) -30.820 0.60 1.58313 59.38
7(非球面) 14.570 0.10
8 10.821 1.24 1.94595 17.98
9 42.997 可変
10(絞り) ∞ -0.30
11(非球面) 4.174 1.89 1.49700 81.61
12(非球面) -12.814 0.10
13 6.462 1.35 2.10225 16.80
14(非球面) 3.994 可変
15(非球面) 15.000 1.48 1.52542 55.78
16 -60.061 可変
17(非球面) 15.000 0.80 1.52542 55.78
18 -14.474 0.10
19 ∞ 0.30 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第6面
K=7.548,A4=-7.20453E-04,A6=4.60250E-06
第7面
K=-19.224,A4=-3.45511E-04,A6=-1.38155E-05
第11面
K=-0.986,A4=7.82686E-04,A6=-9.16230E-05
第12面
K=-4.094,A4=1.33854E-04,A6=-1.75238E-04,A8=1.11412E-05
第14面
K=-0.696,A4=2.85239E-03,A6=2.68798E-04
第15面
K=0.000,A4=4.22970E-05,A6=-4.51175E-06
第16面
K=0.000,A4=-5.73220E-04,A6=2.60520E-05
ズームデータ(像高 3.83で一定の場合)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.06 12.86 34.09
Fナンバー 3.14 4.03 6.04
画角 81.51 32.86 12.55
d3 0.25 6.34 11.70
d9 11.22 3.94 0.70
d14 5.53 6.01 16.90
d16 2.00 5.69 4.59
BF 1.59 1.63 1.63
レンズ全長 34.79 37.82 49.73
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 30.33
2 4 -5.99
3 11 8.60
4 15 23.00
5 17 515.19
ズームデータ(ディストーション電気補正時)
広角 中間 望遠
焦点距離 5.08 12.86 34.09
Fナンバー 3.14 4.03 6.04
画角 75.88 32.86 12.55
像高 3.52 3.83 3.83
Numerical Example 5
Unit mm
Surface data surface number r d nd νd
1 17.912 0.80 1.84666 23.78
2 12.037 2.98 1.77250 49.60
3 85.075 Variable
4 52.269 0.75 1.88300 40.76
5 4.500 2.41
6 (Aspherical surface) -30.820 0.60 1.58313 59.38
7 (Aspherical) 14.570 0.10
8 10.821 1.24 1.94595 17.98
9 42.997 Variable
10 (Aperture) ∞ -0.30
11 (Aspherical surface) 4.174 1.89 1.49700 81.61
12 (Aspherical surface) -12.814 0.10
13 6.462 1.35 2.10225 16.80
14 (Aspherical) 3.994 Variable
15 (Aspherical) 15.000 1.48 1.52542 55.78
16 -60.061 Variable
17 (Aspherical) 15.000 0.80 1.52542 55.78
18 -14.474 0.10
19 ∞ 0.30 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
Image plane ∞
Aspheric data 6th surface
K = 7.548, A4 = -7.20453E-04, A6 = 4.60250E-06
7th page
K = -19.224, A4 = -3.45511E-04, A6 = -1.38155E-05
11th page
K = -0.986, A4 = 7.82686E-04, A6 = -9.16230E-05
12th page
K = -4.094, A4 = 1.33854E-04, A6 = -1.75238E-04, A8 = 1.11412E-05
14th page
K = -0.696, A4 = 2.85239E-03, A6 = 2.68798E-04
15th page
K = 0.000, A4 = 4.22970E-05, A6 = -4.51175E-06
16th page
K = 0.000, A4 = -5.73220E-04, A6 = 2.60520E-05
Zoom data (when the image height is constant at 3.83)
Wide angle Medium telephoto focal length 5.06 12.86 34.09
F number 3.14 4.03 6.04
Angle of View 81.51 32.86 12.55
d3 0.25 6.34 11.70
d9 11.22 3.94 0.70
d14 5.53 6.01 16.90
d16 2.00 5.69 4.59
BF 1.59 1.63 1.63
Total lens length 34.79 37.82 49.73
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 30.33
2 4 -5.99
3 11 8.60
4 15 23.00
5 17 515.19
Zoom data (when distortion is corrected electrically)
Wide angle Medium telephoto focal length 5.08 12.86 34.09
F number 3.14 4.03 6.04
Angle of view 75.88 32.86 12.55
Image height 3.52 3.83 3.83
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)は中間状態、(c)は望遠端における球面収差SA、非点収差AS、歪曲収差DT、倍率色収差CCを示す。また、FNOはFナンバー、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) the intermediate state, and (c) spherical aberration SA, astigmatism AS, distortion DT, and lateral chromatic aberration CC at the telephoto end. FNO represents an F number, and ω represents a half angle of view.
次に、上記各実施例における条件値及び条件式(1)〜(7)並びにy07、fw、ω07wの値を示す。
Next, the condition values and the conditional expressions (1) to (7) and the values of y 07 , fw, and ω 07w in the above embodiments will be shown.
条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
(1) -1.516 -1.628 -1.382 -1.385 -1.533
(2) 1.144 1.151 1.1 1.104 1.188
(3) -0.183 -0.183 -0.182 -0.183 -0.185
(4) 4.131 4.453 3.149 2.577 4.235
(5) 16.8 16.8 19.3 20.8 16.8
(6) 64.81 64.81 62.31 60.81 64.81
(7) 6.757 6.76 6.732 6.753 6.730
(8) 0.983 0.930 0.929 0.927 0.935
y07 2.43 2.55 2.55 2.55 2.68
fw 5.07 5.06 5.08 5.07 5.06
ω07w 28.24 29.67 29.57 29.69 29.5
Conditional Example Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5
(1) -1.516 -1.628 -1.382 -1.385 -1.533
(2) 1.144 1.151 1.1 1.104 1.188
(3) -0.183 -0.183 -0.182 -0.183 -0.185
(4) 4.131 4.453 3.149 2.577 4.235
(5) 16.8 16.8 19.3 20.8 16.8
(6) 64.81 64.81 62.31 60.81 64.81
(7) 6.757 6.76 6.732 6.753 6.730
(8) 0.983 0.930 0.929 0.927 0.935
y 07 2.43 2.55 2.55 2.55 2.68
fw 5.07 5.06 5.08 5.07 5.06
ω 07w 28.24 29.67 29.57 29.69 29.5
各実施例にて、以下の構成としてもよい。 In each embodiment, the following configuration may be adopted.
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すると良い。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。広角端での像高IHwは、中間焦点距離状態の像高IHsや望遠端での像高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 is preferably barrel-shaped at the wide-angle end and rectangular 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 image height IHw at the wide-angle end is made smaller than the image height IHs at the intermediate focal length state and the image height IHt at the telephoto end.
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。 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 corrected. The standard. 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)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。ここで、r'(ω)は次のように表わすことができる。
r'(ω)=αftanω (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。
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 on the radius r 2 ′ (ω) circumference to be corrected in a direction away from the center of the circle. To point Q 2 . Here, r ′ (ω) can be expressed as follows.
r ′ (ω) = αftanω (0 ≦ α ≦ 1)
Here, ω is the half-angle of the subject, 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/ftanω
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 / ftanω
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。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(X'i,Y'j)を決める方法を用いるのがよい。なお、座標(X'i,Y'j)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(X'i,Y'j)の値を用いて補間すればよい。 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. 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 (X ′ i , Y ′ j ) of the movement destination for each pixel (X i , Y j ). When two or more points (X i , Y j ) have moved to the coordinates (X ′ i , Y ′ j ), the average value of the values of each pixel is taken. If there is no moving point, interpolation may be performed using the values of the coordinates (X ′ i , Y ′ j ) 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。
0≦R≦0.6Ls
ただし、Lsは有効撮像面の短辺の長さである。
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 ≦ 0.6L s
Note that L s 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、前記半径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、実質画素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.
0.3L s ≤ R ≤ 0.6L s
Furthermore, it is most advantageous that the radius R coincides 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 pixels, 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)=αftanω
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。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。そして、前記分割されたゾーン内の望遠鏡近傍で略
r'(ω)=αftanω
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。
The focal length section that needs to be corrected is divided into several focal zones. Then, in the vicinity of the telephoto end in the divided focal zone, approximately r ′ (ω) = αftanω
You may correct | amend with the same correction amount as the case where the correction result which satisfies is obtained. 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. Then, in the vicinity of the telescope in the divided zone, approximately r ′ (ω) = αftanω
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 / tanω
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 / tanω
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.
また、ズームレンズにより撮影された画像の電気信号を、画像処理により倍率色収差による色のずれ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。ズームレンズの倍率色収差を電気的に補正することで、より良好な画像を得ることができるようになる。 Further, it is preferable to have an image conversion unit that converts an electrical signal of an image captured by the zoom lens into an image signal in which a color shift due to magnification chromatic aberration is corrected by image processing. By electrically correcting the chromatic aberration of magnification of the zoom lens, a better image can be obtained.
一般に、電子スチルカメラにおいては被写体の像を、第1原色、第2原色、第3原色の3原色の像に分解して、それぞれの出力信号を演算により重ね合わせることによりカラー画像を再現するようにしている。ズームレンズに倍率色収差がある場合、第1原色の光による像を基準にして考えると、第2原色と第3原色の光による像が結像される位置は第1原色の像が結像される位置からずれることになる。電子的に画像の倍率色収差を補正するためには、第1原色に対する第2原色、第3原色の光の結像位置のずれの量をズームレンズの収差情報に基づいて撮像素子の各画素について予め求めておく。そして、撮影画像の各画素ごとに、第1原色とのズレ量だけ補正するよう座標変換を行ってやればよい。 In general, in an electronic still camera, an image of a subject is separated into three primary color images of a first primary color, a second primary color, and a third primary color, and a color image is reproduced by superimposing respective output signals by calculation. I have to. When the zoom lens has chromatic aberration of magnification, the image of the first primary color is formed at the position where the image of the second primary color and the third primary light is formed, considering the image of the first primary color as a reference. Will deviate from the position. In order to electronically correct the magnification chromatic aberration of the image, the amount of deviation of the imaging position of the light of the second primary color and the third primary color with respect to the first primary color is determined for each pixel of the image sensor based on the aberration information of the zoom lens. Find in advance. Then, coordinate conversion may be performed for each pixel of the captured image so as to correct only the amount of deviation from the first primary color.
例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の出力信号からなる画像について説明すれば、Gに対するRとBの結像位置ずれを各画素について求めておき、Gとのずれがなくなるように撮影画像の座標変換を行い、その後にRとBの信号を出力してやればよい。 For example, if an image composed of output signals of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) is described, an R and B imaging position shift with respect to G is obtained for each pixel. It is only necessary to perform coordinate conversion of the captured image so as to eliminate the deviation, and then output R and B signals.
倍率色収差はズーム、フォーカス、絞り値によって変化するが、各レンズポジション(ズーム、フォーカス、絞り値)ごとに、この第1原色からの第2原色及び第3原色のずれ量を補正データとして記憶保持装置に記憶させておくとよい。ズームポジションに応じて、この補正データを参照することで、第1原色信号に対する第2及び第3原色のずれを補正した第2及び第3原色信号とを出力することができる。 The chromatic aberration of magnification varies depending on the zoom, focus, and aperture value, but for each lens position (zoom, focus, and aperture value), the shift amounts of the second primary color and the third primary color from the first primary color are stored and retained as correction data. It may be stored in the device. By referring to the correction data in accordance with the zoom position, it is possible to output the second and third primary color signals in which the deviation of the second and third primary colors from the first primary color signal is corrected.
またゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもかまわない。 Further, in order to cut unnecessary light such as ghosts and flares, a flare stop other than the brightness stop may be arranged.
第1レンズ群の物体側、第1、2レンズ群間、第2、3レンズ群間、第3、4レンズ群間、第4、5レンズ群間、最も像面側の群から像面間のいずれの場所に配置しても良い。枠部材によりフレア光線をカットするように構成しても良いし、別の部材を構成しても良い。また光学系に直接印刷しても塗装してもシールなどを接着してもかまわない。またその形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもかまわない。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットしても良い。 Object side of the first lens group, between the first and second lens groups, between the second and third lens groups, between the third and fourth lens groups, between the fourth and fifth lens groups, and from the most image side group to the image plane You may arrange in any place. The frame member may be configured to cut flare rays, or another member may be configured. Also, it may be printed directly on the optical system, painted, or bonded with a seal. The shape may be any shape such as a circle, an ellipse, a rectangle, a polygon, or a range surrounded by a function curve. Further, not only harmful light beams but also light beams such as coma flare around the screen may be cut.
また、各レンズには反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減してもかまわない。マルチコートであれば効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。また赤外カットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもかまわない。 Each lens may be provided with an antireflection coating to reduce ghosts and flares. A multi-coat is desirable because it can effectively reduce ghost and flare. Infrared cut coating may be applied to the lens surface, cover glass, or the like.
また、画像周辺部の明るさのかげり(シェーディング)をCCDのマイクロレンズをシフトすることにより軽減しても良い。例えば、各像高における光線の入射角に合わせてCCDのマイクロレンズの設計を変えても良い。また、画像処理により画像周辺部の低下量を補正しても良い。 Further, the brightness (shading) at the periphery of the image may be reduced by shifting the CCD microlens. For example, the design of the CCD microlens may be changed according to the incident angle of the light beam at each image height. Further, the amount of decrease in the peripheral portion of the image may be corrected by image processing.
ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことは一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面では接着材の屈折率が空気の屈折率よりも十分高い。そのためもともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多く、あえてコートを施すことは少ない。しかしながら、接合面にも積極的に反射防止コートを施せばさらにゴースト・フレアを軽減でき、なお良好な画像を得ることができるようになる。 In order to prevent the occurrence of ghost and flare, it is common practice to apply an antireflection coating to the air contact surface of the lens. On the other hand, the refractive index of the adhesive is sufficiently higher than the refractive index of air on the cemented surface of the cemented lens. For this reason, the reflectance is often the same as or lower than that of a single-layer coating, and it is rare to apply a coating. However, if an anti-reflection coating is also applied to the joint surface, ghosts and flares can be further reduced, and still better images can be obtained.
特に、最近では高屈折率硝材が普及し収差補正効果が高いためカメラ光学系に多用されるようになってきているが、高屈折率硝材を接合レンズとして用いた場合、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのような場合、接合面に反射防止コートを施しておくことは特に効果的である。 In particular, recently, high refractive index glass materials have become widespread and have been used extensively in camera optical systems because of their high aberration correction effects. However, when high refractive index glass materials are used as cemented lenses, reflection at the cemented surface is also possible. It can no longer be ignored. In such a case, it is particularly effective to provide an antireflection coating on the joint surface.
接合面コートの効果的な使用法に関しては、特開平2-27301号、特開2001-324676号、特開2005-92115号、USP7116482等に開示されている。 Effective use of the bonding surface coat is disclosed in JP-A-2-27301, JP-A-2001-324676, JP-A-2005-92115, USP7116482, and the like.
使用するコート材としては、基盤となるレンズの屈折率と接着材の屈折率に応じて、比較的高屈折率なTa2O5、TiO2、Nb2O5、ZrO2、HfO2、CeO2、SnO2、In2O3、ZnO、Y2O3などのコート材、比較的低屈折率なMgF2、SiO2、Al2O3などのコート材、などを適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い。 As a coating material to be used, Ta 2 O 5 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , HfO 2 , CeO having a relatively high refractive index is selected according to the refractive index of the base lens and that of the adhesive. 2 , coating material such as SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, Y 2 O 3 , coating material such as MgF 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 with relatively low refractive index, etc. The film thickness may be set so as to satisfy the above.
当然のことながら、レンズの空気接触面へのコーティング同様、接合面コートをマルチコートとしても良い。2層あるいはそれ以上の膜数のコート材や膜厚を適宜組み合わせることで、更なる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロールなどを行うことが可能となる。また第1レンズ群以外のレンズ接合面についても、同様の思想に基づいて接合面コートを行うことが効果的なのは言うまでもない。 As a matter of course, the coating on the bonding surface may be a multi-coat as in the coating on the air contact surface of the lens. By appropriately combining two or more layers of coating materials and film thicknesses, it becomes possible to further reduce the reflectance and control the spectral characteristics and angular characteristics of the reflectance. Needless to say, it is effective to coat the cemented surfaces other than the first lens group based on the same concept.
図12〜図14は、以上のようなズームレンズを撮影光学系41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40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40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41の非沈胴時を示している。
12 to 14 are conceptual diagrams of the configuration of a digital camera according to the present invention in which the zoom lens as described above is incorporated in the photographing
デジタルカメラ40は、この例の場合、撮影用光路42上に位置する撮影光学系41、ファインダー用光路44上に位置するファインダー光学系43、シャッターボタン45、フラッシュ46、液晶表示モニター47、焦点距離変更ボタン61、設定変更スイッチ62等を含み、撮影光学系41の沈胴時には、カバー60をスライドすることにより、撮影光学系41とファインダー光学系43とフラッシュ46はそのカバー60で覆われる。そして、カバー60を開いてカメラ40を撮影状態に設定すると、撮影光学系41は図20の非沈胴状態になり、カメラ40の上部に配置されたシャッターボタン45を押圧すると、それに連動して撮影光学系41、例えば実施例1のズームレンズを通して撮影が行われ、撮影光学系41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ーFとカバーガラスCを介してCCD49の撮像面(光電変換面)上に形成される。
In this example, the
このCCD49で受光された物体像は、処理手段51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47に表示される。また、この処理手段51には記録手段52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52は処理手段51と別体に設けてもよいし、フロッピーディスク(登録商標)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、CCD49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。
The object image received by the
さらに、ファインダー用光路44上にはファインダー用対物光学系53が配置してある。ファインダー用対物光学系53は、複数のレンズ群(図の場合は3群)と正立プリズム55a、55b、55cからなる正立プリズム系55とから構成され、撮影光学系41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53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系55の視野枠57上に形成される。この正立プリズム系55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59が配置されている。なお、接眼光学系59の射出側にカバー部材50が配置されている。
Further, a finder objective optical system 53 is disposed on the finder optical path 44. The finder objective optical system 53 includes a plurality of lens groups (three groups in the figure) and an erecting prism system 55 including erecting
図15は、上記デジタルカメラ40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51は例えばCDS/ADC部24、一次記憶メモリ17、画像処理部18等からなり、記憶手段52は例えば記憶媒体部19等からなる。
FIG. 15 is a block diagram of the internal circuit of the main part of the
図15に示すように、デジタルカメラ40は、操作部12と、この操作部12に接続された制御部13と、この制御部13の制御信号出力ポートにバス14及び15を介して接続された撮像駆動回路16並びに一次記憶メモリ17、画像処理部18、記憶媒体部19、表示部20、及び設定情報記憶メモリ部21を備えている。
As shown in FIG. 15, the
上記の一次記憶メモリ17、画像処理部18、記憶媒体部19、表示部20、及び設定情報記憶メモリ部21はバス22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16には、CCD49とCDS/ADC部24が接続されている。
The
操作部12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。
制御部13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12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40全体を制御する回路である。
The
The
CCD49は、本発明による撮影光学系41を介して形成された物体像を受光する。CCD49は、撮影駆動回路16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24に出力する撮像素子である。
The
CDS/ADC部24は、CCD49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。)を一時メモリ17に出力する回路である。
The CDS /
一次記憶メモリ17は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部24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18は、一次記憶メモリ17に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部19に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部13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
記憶媒体部19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、一次記憶メモリ17から転送されるRAWデータや画像処理部18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20は、液晶表示モニター47を備え、その液晶表示モニター47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21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12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21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40は、撮影光学系41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
本発明は、以上のような一般的な被写体を撮影する所謂コンパクトデジタルカメラだけではなく、広い画角が必要な監視カメラや、レンズ交換式のカメラに適用してもよい。 The present invention may be applied not only to a so-called compact digital camera that captures a general subject as described above, but also to a surveillance camera that requires a wide angle of view and an interchangeable lens camera.
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第4レンズ群
G5…第5レンズ群
S…明るさ絞り
F…光学的ローパスフィルター
C…カバーガラス
I…像面
E…観察者眼球
12…操作部
13…制御部
14、15…バス
16…撮像駆動回路
17…一次記憶メモリ
18…画像処理部
19…記憶媒体部
20…表示部
21…設定情報記憶メモリ部
22…バス
24…CDS/ADC部
40…デジタルカメラ
41…撮影光学系
42…撮影用光路
43…ファインダー光学系
44…ファインダー用光路
45…シャッターボタン
46…フラッシュ
47…液晶表示モニター
49…CCD
50…カバー部材
51…処理手段
52…記録手段
53…ファインダー用対物光学系
55…正立プリズム系
55a、55b、55c、…正立プリズム
57…視野枠
59…接眼光学系
60…カバー
61…焦点距離変更ボタン
62…設定変更スイッチ
G1 ... 1st lens group G2 ... 2nd lens group G3 ... 3rd lens group G4 ... 4th lens group G5 ... 5th lens group S ... Brightness diaphragm F ... Optical low-pass filter C ... Cover glass I ... Image plane E ... observer eyeball 12 ...
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ...
Claims (29)
正屈折力をもつ第1レンズ群と、
負屈折力をもつ第2レンズ群と、
正屈折力をもつ第3レンズ群と、
正屈折力をもつ第4レンズ群と、
を有し、
前記第2レンズ群よりも像側且つ前記第3レンズ群中の最も像側のレンズ面よりも物体側に配置された明るさ絞りを有し、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は広がり、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は狭まり、
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔は変動し、
前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズの2枚のレンズからなり、
前記第2レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分を最も物体側に有し、
前記第3レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズの2枚のレンズからなり、
前記第4レンズ群は、1つの正レンズ成分からなる
ことを特徴とするズームレンズ。 From the object side to the image side,
A first lens group having positive refractive power;
A second lens group having negative refractive power;
A third lens group having positive refractive power;
A fourth lens group having positive refractive power;
Have
An aperture stop disposed on the image side of the second lens group and on the object side of the most image side lens surface in the third lens group;
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end,
The distance between the first lens group and the second lens group is widened,
The interval between the second lens group and the third lens group is narrowed,
The distance between the third lens group and the fourth lens group varies,
The first lens group includes two lenses, a negative lens and a positive lens,
The second lens group has a negative meniscus lens component with a convex surface facing the object side closest to the object side,
The third lens group is composed of two lenses, a positive lens and a negative lens, in order from the object side.
The zoom lens according to claim 4, wherein the fourth lens group includes one positive lens component.
ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 The zoom lens according to claim 1, wherein the first lens group is located closer to the object side at a telephoto end than at a wide angle end.
前記第1レンズ群中の前記負レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも小さい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもち、
前記第1レンズ群中の前記正レンズは、物体側面の近軸曲率半径の絶対値よりも大きい近軸曲率半径の絶対値をもつ像側面をもつ
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のズームレンズ。 The negative lens in the first lens group is located closer to the object side than the positive lens in the first lens group;
The negative lens in the first lens group has an image side surface having an absolute value of a paraxial curvature radius smaller than an absolute value of a paraxial radius of curvature of an object side surface;
3. The positive lens in the first lens group has an image side surface having an absolute value of a paraxial curvature radius that is larger than an absolute value of a paraxial curvature radius of an object side surface. Zoom lens described in 1.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 4. The zoom lens according to claim 1, wherein each of the negative lens and the positive lens in the first lens group is a meniscus lens having a convex surface directed toward the object side. 5.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the negative lens and the positive lens in the first lens group are cemented.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のズームレンズ。 6. The zoom lens according to claim 1, wherein the second lens group includes a positive lens and a negative lens arranged on the image side of the negative meniscus lens component.
ことを特徴とする請求項6に記載のズームレンズ。 The zoom lens according to claim 6, wherein the second lens group includes the negative meniscus lens component, the positive lens, and the negative lens.
前記後側レンズ群は、正レンズと負レンズを有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のズームレンズ。 The second lens group includes the negative meniscus lens component, and a rear lens group disposed on the image side of the negative meniscus lens component and having a positive refractive power.
The zoom lens according to any one of claims 1 to 5, wherein the rear lens group includes a positive lens and a negative lens.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のズームレンズ。 6. The zoom lens according to claim 1, wherein the second lens group includes a negative lens having an aspheric surface arranged on the image side of the negative meniscus lens component.
ことを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to claim 6, wherein the negative lens in the second lens group is an aspheric plastic lens.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to claim 1, wherein the third lens group is located closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかにに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 11, wherein the brightness stop moves integrally with the third lens group.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載のズームレンズ。 13. The positive lens in the third lens group has a biconvex shape, and the negative lens has a meniscus shape having a convex surface facing the object side. Zoom lens.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to claim 1, wherein both the object side surface and the image side surface of the positive lens in the third lens group are aspherical surfaces.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to claim 1, wherein an image side surface of the negative lens in the third lens group is an aspherical surface.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to claim 1, wherein the fourth lens group moves toward the object side and performs focusing from a long-distance object to a short-distance object.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項16のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 16, wherein the fourth lens group includes a single positive lens.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 17, wherein the fourth lens group includes a meniscus lens having an aspherical surface.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項18のいずれかに記載のズームレンズ。 2. The lens group included in the zoom lens includes only four of the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group. The zoom lens according to claim 18.
前記第5レンズ群は広角端から望遠端への変倍の際に固定であり、
前記ズームレンズ中に含まれるレンズ群が前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群、前記第4レンズ群、前記第5レンズ群の5つのみである
ことを特徴とする請求項1乃至請求項18のいずれかに記載のズームレンズ。 The zoom lens has a fifth lens group that is disposed on the image side of the fourth lens group and has a curved refractive surface,
The fifth lens group is fixed at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end,
The zoom lens includes only five lens groups: the first lens group, the second lens group, the third lens group, the fourth lens group, and the fifth lens group. The zoom lens according to any one of claims 1 to 18.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項20のいずれかに記載のズームレンズ。
−3<(R1f+R1r)/(R1f−R1r)<−1 ・・・(1)
ただし、
R1fは、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
R1rは、前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 20, wherein the first lens group satisfies the following conditional expression (1).
−3 <(R 1f + R 1r ) / (R 1f −R 1r ) <− 1 (1)
However,
R 1f is the paraxial radius of curvature of the lens surface closest to the object side of the first lens group,
R 1r is the paraxial radius of curvature of the lens surface closest to the image side of the first lens group,
It is.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項21のいずれかに記載のズームレンズ。
1<(R2nf+R2nr)/(R2nf−R2nr)<1.4 ・・・(2)
ただし、
R2nfは、前記第2レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
R2nrは、前記第2レンズ群中の前記負メニスカスレンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 21, wherein the negative meniscus lens component in the second lens group satisfies the following conditional expression (2).
1 <(R 2nf + R 2nr ) / (R 2nf −R 2nr ) <1.4 (2)
However,
R 2nf is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the negative meniscus lens component in the second lens group,
R 2nr is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative meniscus lens component in the second lens group,
It is.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項22のいずれかに記載のズームレンズ。
−0.3<f2n/f1<−0.13 ・・・(3)
ただし、
f2nは、前記第2レンズ群中の前記負メニスカスレンズの焦点距離、
f1は、前記第1レンズ群の焦点距離、
である。 The said 1st lens group and the said negative meniscus lens component in the said 2nd lens group satisfy the following conditional expressions (3), The Claim 1 thru | or 22 characterized by the above-mentioned. Zoom lens.
−0.3 <f 2n / f 1 <−0.13 (3)
However,
f 2n is a focal length of the negative meniscus lens in the second lens group,
f 1 is the focal length of the first lens group,
It is.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項23のいずれかに記載のズームレンズ。
1<(R3nf+R3nr)/(R3nf−R3nr)<6 ・・・(4)
ただし、
R3nfは、前記第3レンズ群中の前記負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
R3nrは、前記第3レンズ群中の前記負レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 23, wherein the negative lens in the third lens group satisfies the following conditional expression (4).
1 <(R 3nf + R 3nr ) / (R 3nf −R 3nr ) <6 (4)
However,
R 3nf is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the negative lens in the third lens group,
R 3nr is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens in the third lens group,
It is.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項24のいずれかに記載のズームレンズ。
15<ν3n<35 ・・・(5)
ただし、ν3nは、前記第3レンズ群中の前記負レンズのアッベ数である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 24, wherein the negative lens in the third lens group satisfies the following conditional expression (5).
15 <ν 3n <35 (5)
Where ν 3n is the Abbe number of the negative lens in the third lens group.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項25のいずれかに記載のズームレンズ。
5<ν3p−ν3n<70 ・・・(6)
ただし、
ν3pは、前記第3レンズ群中の前記正レンズのアッベ数、
ν3nは、前記第3レンズ群中の前記負レンズのアッベ数、
である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 25, wherein the positive lens and the negative lens in the third lens group satisfy the following conditional expression (6).
5 <ν 3p −ν 3n <70 (6)
However,
ν 3p is the Abbe number of the positive lens in the third lens group,
ν 3n is the Abbe number of the negative lens in the third lens group,
It is.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項26のいずれかに記載のズームレンズ。
4<ft/fw ・・・(7)
ただし、
fwは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
ftは、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。 27. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (7) is satisfied.
4 <ft / fw (7)
However,
fw is the focal length of the entire zoom lens system at the wide-angle end,
ft is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end,
It is.
その像側に配置された撮像面をもち前記ズームレンズにより形成された前記撮像面上の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
を備え、
前記ズームレンズが請求項1乃至請求項27のいずれかに記載のズームレンズであることを特徴とする撮像装置。 A zoom lens,
An imaging element having an imaging surface disposed on the image side and converting an optical image on the imaging surface formed by the zoom lens into an electrical signal;
With
An image pickup apparatus, wherein the zoom lens is the zoom lens according to any one of claims 1 to 27.
前記ズームレンズが広角端且つ最も遠距離に合焦した状態において、以下の条件式(8)を満足することを特徴とする請求項28に記載の撮像装置。
0.65<y07/(fw・tanω07w)<0.99 ・・・(8)
ただし、
fwは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離であり、
撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離をy10としたとき、
y07=0.7×y10で定義され、
有効撮像領域が広角端から望遠端で変化する場合は、y10はとり得る値の最大値とし、
ω07wは、広角端における撮像面上の中心から像高がy07となる像位置に入射する主光線の物空間における入射光線と光軸とのなす角
である。 A signal processing circuit that processes image data obtained by imaging with the imaging element and outputs the image data as a changed shape;
29. The imaging apparatus according to claim 28, wherein the following conditional expression (8) is satisfied in a state where the zoom lens is focused at the wide-angle end and the farthest distance.
0.65 <y 07 / (fw · tan ω 07w ) <0.99 (8)
However,
fw is the focal length of the entire zoom lens system at the wide-angle end,
When the distance to the farthest point from the center in the effective image pickup plane of the image pickup device and a y 10,
y 07 = 0.7 × y 10
If effective image pickup area changes at the telephoto end from the wide-angle end, y 10 is the maximum value of the possible values,
ω 07w is an angle formed between the incident light beam and the optical axis in the object space of the principal ray incident on the image position where the image height is y 07 from the center on the imaging surface at the wide angle end.
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