JP2012163678A - Zoom lens, camera, and portable information terminal device - Google Patents

Zoom lens, camera, and portable information terminal device Download PDF

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JP2012163678A JP2011022647A JP2011022647A JP2012163678A JP 2012163678 A JP2012163678 A JP 2012163678A JP 2011022647 A JP2011022647 A JP 2011022647A JP 2011022647 A JP2011022647 A JP 2011022647A JP 2012163678 A JP2012163678 A JP 2012163678A
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Takahiro Nakayama
貴裕 中山
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom lens having a sufficiently wide angle with a half angle of view at a wide angle end of 38° or more, and a variable power ratio of 10 times or more, configured of relatively few 9 lenses, and having a resolution accommodating an image pickup device of 10,000,000-15,000,000 pixels with a compact size.SOLUTION: A zoom lens is formed by arranging, in order from an object, a first lens group G1 having a positive refractive power; a second lens group G2 having a negative refractive power; a third lens group G3 having a positive refractive power; and a fourth lens group G4 having a positive refractive power. The zoom lens further includes an aperture diaphragm AD that is disposed between the second lens group G2 and the third lens group G3 and, when varying a power, independently moves in an optical axis direction, and satisfies the following conditional expression (1): 1.0<L/|f12w|<2.5, where Lis an interval between the second lens group and the third lens group at the wide angle end, and f12w is a composite focal distance between the first lens group and the second lens group at the wide angle end.

Description

本発明は、撮影光学系として改良されたズームレンズ、そのズームレンズを撮影光学系として有するカメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。   The present invention relates to a zoom lens improved as a photographing optical system, a camera having the zoom lens as a photographing optical system, and a portable information terminal device.

近年、デジタルカメラの市場は、非常に大きなものとなっており、ユーザのデジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。中でも、高画質化と小型化は常にユーザの欲するところであり、そのウエイトが大きい。よって、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められる。
ここで、小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長(最も物体側のレンズ面から像面までの距離)を短縮することが必要であり、また、各レンズ群の厚みを短縮して、収納時の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも、1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの広角端の半画角は、35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ版)換算の焦点距離で28mmに相当する38度以上であることが望ましい。
さらに、変倍比についてもなるべく大きなものが望まれている。35mm銀塩カメラ換算の焦点距離で28〜200mm相当程度(約7.1倍)のズームレンズであれば、一般的な撮影のほとんどにおいて対応することが可能と考えられるが、35mm銀塩カメラ換算の焦点距離で28〜300mm相当程度(約10.7倍)を望むユーザも増加している。
In recent years, the market for digital cameras has become very large, and user demands for digital cameras are also diverse. In particular, high image quality and miniaturization are always desired by users, and the weight is large. Therefore, a zoom lens used as a photographing lens is also required to have both high performance and downsizing.
Here, in terms of miniaturization, it is first necessary to shorten the total lens length (distance from the lens surface closest to the object side to the image plane) during use, and reduce the thickness of each lens group. It is also important to reduce the overall length during storage. Furthermore, in terms of high performance, it is necessary to have at least a resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels over the entire zoom range.
In addition, there are many users who wish to widen the angle of view of the photographic lens, and the half angle of view at the wide angle end of the zoom lens is 38 degrees or more equivalent to 28 mm in terms of the focal length in terms of a 35 mm silver salt camera (so-called Leica version). Is desirable.
Furthermore, it is desired that the zoom ratio is as large as possible. A zoom lens with a focal length equivalent to 28 to 200 mm (about 7.1 times) with a focal length equivalent to 35 mm silver-salt camera is considered to be able to cope with most general photography, but converted to 35 mm silver-salt camera The number of users who desire a focal length of about 28 to 300 mm (about 10.7 times) is increasing.

デジタルカメラ用のズームレンズには多くの種類が考えられるが、高変倍化に適したタイプとして、物体側より順に、正の焦点距離を持つ第1レンズ群、負の焦点距離を持つ第2レンズ群、正の焦点距離を持つ第3レンズ群、正の焦点距離を持つ第4レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が変化するものがある。
このタイプのズームレンズの従来例として、変倍に際して第1群が固定、または、第1群が像側に凸の弧状に往復移動するタイプがあるが、この場合、変倍作用の多くを負担する第2レンズ群の移動量を大きく確保しようとすると、第3レンズ群近傍に配設される絞りが広角端においても第1レンズ群から離れることになり、広角・高変倍化のためには第1レンズ群が非常に大きなものとなってしまう。よって、広角・高変倍かつ小型のズームレンズを実現するためには、第1レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するタイプが望ましい。広角端でのレンズ全長を望遠端に比べて短くすることにより、第1レンズ群の大型化を抑制しつつ、十分な広角化が可能となる。
There are many types of zoom lenses for digital cameras, but as a type suitable for high zoom ratio, in order from the object side, a first lens group having a positive focal length and a second lens having a negative focal length. A lens group, a third lens group having a positive focal length, and a fourth lens group having a positive focal length, and at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group and the second lens group In some cases, the distance increases, the distance between the second lens group and the third lens group decreases, and the distance between the third lens group and the fourth lens group changes.
As a conventional example of this type of zoom lens, there is a type in which the first group is fixed at the time of zooming, or the first group is reciprocated in a convex arc shape on the image side. If a large amount of movement of the second lens group is to be secured, the diaphragm disposed in the vicinity of the third lens group will be separated from the first lens group even at the wide-angle end, so that a wide angle and a high zoom ratio are achieved. The first lens group becomes very large. Therefore, in order to realize a wide-angle, high-magnification, and compact zoom lens, it is desirable that the first lens unit be moved so that it is positioned closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end. By making the total lens length at the wide angle end shorter than that at the telephoto end, it is possible to sufficiently widen the angle while suppressing an increase in size of the first lens group.

さらに、第1レンズ群を、色収差補正のために必要な最低構成枚数である2枚で構成することで第1レンズ群の厚みを減少させ、且つ、第2レンズ群と第3レンズ群の間で開口絞りを適切な位置に配設することで第1レンズ群を通る軸外光の高さを抑えることにより、第1レンズ群の口径の大型化を抑制しつつ、十分な広角化と高変倍比化とが可能となる。
物体側より順に、負レンズと物体側に凸面を持つ正レンズとから成り全体として正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群および正の屈折力を有する第4レンズ群を配設し、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が変化するズームレンズにおいて、第2レンズ群と第3レンズ群の間に、変倍に際して光軸方向に独立に可動な開口絞りを配設したものとして本願出願人が先に提案した、特許文献1(特開2008−203453号公報)に係る発明、特許文献2(特開2005−326743号公報)、特許文献3(特開2001−318312号公報)に開示されたもの等がある。
しかしながら、上記の特許文献1〜3に記載されたいずれの実施例も変倍比が、3〜4.5倍とあまり大きくは無く、変倍比に比して望遠端の全長、および収納時全長が、十分に短いとは言い難い。
Furthermore, the thickness of the first lens group is reduced by configuring the first lens group with two, which is the minimum required number for correcting chromatic aberration, and between the second lens group and the third lens group. By suppressing the height of off-axis light passing through the first lens group by disposing the aperture stop at an appropriate position, a sufficiently wide angle and a high angle can be achieved while suppressing an increase in the diameter of the first lens group. A zoom ratio can be achieved.
In order from the object side, the first lens group having a negative refractive power and a positive lens having a convex surface on the object side as a whole has a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a first lens group having a positive refractive power. Three lens groups and a fourth lens group having a positive refractive power are arranged, and the distance between the first lens group and the second lens group is increased upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In the zoom lens in which the distance between the third lens group and the third lens group is reduced and the distance between the third lens group and the fourth lens group is changed, the optical axis direction is changed between the second lens group and the third lens group during zooming. The invention according to Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-203453), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-326743), which was previously proposed by the present applicant as having an independently movable aperture stop. Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-318312) Publications) and the like.
However, in any of the embodiments described in Patent Documents 1 to 3, the zoom ratio is not so large as 3 to 4.5, and the total length of the telephoto end compared to the zoom ratio and when stored. It is hard to say that the total length is short enough.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、請求項1に記載の発明は、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が9枚程度と少なく、小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することを目的としている。
請求項2に記載の発明は、広角端の半画角が、38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が、9枚程度と少なく、さらに小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することを目的としている。
請求項3に記載の発明は、色収差を良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することを目的としている。
請求項4に記載の発明は、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら、10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が9枚程度と少なく、小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを、より高品質・低コストで実現する手段を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the invention according to claim 1 is capable of zooming by 10 times or more while the half angle of view at the wide angle end is sufficiently wide as 38 degrees or more. An object of the present invention is to provide a zoom lens that has a ratio and a small number of components, such as nine, is small, and has a resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels.
The invention according to claim 2 has a zoom ratio of 10 times or more while the half angle of view at the wide angle end is sufficiently wide as 38 degrees or more, and the number of components is as small as about nine, It is another object of the present invention to provide a zoom lens having a resolving power corresponding to an image sensor having a size of 10 million to 15 million pixels.
An object of the present invention is to provide a high-performance zoom lens in which chromatic aberration is favorably corrected.
The invention according to claim 4 has a zoom ratio of 10 times or more while the half angle of view at the wide-angle end is a sufficiently wide angle of 38 degrees or more, the number of components is as small as about 9, and the size is small. In addition, an object of the present invention is to provide means for realizing a zoom lens having a resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels at higher quality and at lower cost.

請求項5および請求項6に記載の発明は、各収差をより良好に補正した、小型で高性能なズームレンズをより高品質・低コストで実現する手段を提供することを目的としている。
請求項7に記載の発明は、球面収差・コマ収差をより良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することを目的としている。
請求項8ないし請求項10に記載の発明は、各収差をさらに良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することを目的としている。
請求項11に記載の発明は、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が9枚程度と少なく、小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを撮影光学系として使用した、小型で高画質のカメラを提供することを目的としている。
請求項12に記載の発明は、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が9枚程度と少なく、小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供することを目的としている。
It is an object of the present invention to provide means for realizing a compact and high-performance zoom lens with higher quality and lower cost, in which each aberration is corrected better.
An object of the present invention is to provide a high-performance zoom lens in which spherical aberration and coma aberration are corrected more satisfactorily.
It is an object of the present invention to provide a high-performance zoom lens in which each aberration is corrected more satisfactorily.
The invention according to claim 11 has a zoom ratio of 10 times or more while the half angle of view at the wide angle end is 38 degrees or more and has a zoom ratio of 10 times or more. Another object of the present invention is to provide a small and high-quality camera using a zoom lens having a resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels as a photographing optical system.
The invention according to claim 12 has a zoom ratio of 10 times or more while the half angle of view at the wide angle end is 38 degrees or more and has a zoom ratio of 10 times or more. Another object of the present invention is to provide a small and high-quality portable information terminal device that uses a zoom lens having a resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels as a photographing optical system of a camera function unit.

本発明の請求項1から請求項9に記載のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大し、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズであって、さらに、それぞれ以下のような特徴を有するものである。
請求項1に記載のズームレンズは、上述した目的を達成するために前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に変倍に際して光軸方向に独立に可動な開口絞り配設すると共に、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
1.0 < LSW/|f12w| < 2.5 (1)
ただし、Lswは、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔、f12wは、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離を表す。
The zoom lens according to any one of claims 1 to 9 has, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power. A third lens group, a fourth lens group having a positive refractive power, and the distance between the first lens group and the second lens group increases upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end; The distance between the second lens group and the third lens group is decreased, the distance between the third lens group and the fourth lens group is increased, and the first lens group and the third lens group are located at a position wider than the wide-angle end. The zoom lens moves so as to be positioned on the object side at the telephoto end, and further has the following characteristics.
In order to achieve the above-described object, the zoom lens according to claim 1 is provided with an aperture stop that is independently movable in the optical axis direction during zooming between the second lens group and the third lens group. The following conditional expression (1) is satisfied.
1.0 <L SW /|f12w|<2.5 (1)
However, Lsw represents the distance between the second lens group and the third lens group at the wide angle end, and f12w represents the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the wide angle end.

請求項2に記載のズームレンズは、請求項1に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式(2)を満足することを特徴とする。
0.05 < dSW/f < 0.20 (2)
ただし、dSWは、広角端における前記開口絞りと前記第3レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔、f は、望遠端における全系の焦点距離を表す。
The zoom lens according to claim 2 is characterized in that in the zoom lens according to claim 1, the following conditional expression (2) is satisfied.
0.05 <d SW / f T <0.20 (2)
Here, d SW represents the axial distance between the aperture stop and the most object side surface of the third lens group at the wide angle end, and f T represents the focal length of the entire system at the telephoto end.

請求項3に記載のズームレンズは、請求項1または請求項2に記載のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群内の前記正レンズが、以下の条件式(3)、(4)を満足することを特徴とする。
60 < νdp < 95 (3)
0.007 < ΔPg,Fp < 0.05 (4)
ただし、ΔPg,Fp=Pg,Fp−(−0.001802×νdp+0.6483)、
νdpは、前記第1レンズ群内の正レンズの分散、Pg,Fpは、その正レンズの部分分散比を表す。
ここで、部分分散比Pg,Fpは、Pg,Fp=(n−n)/(n−n)であり、n,n,nは、それぞれ、その正レンズの、g線,F線,C線に対する屈折率である。
請求項4に記載のズームレンズは、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式(5)を満足すること特徴とする。
5.0 < f1/fw < 8.0 (5)
ただし、f1は、前記第1レンズ群の焦点距離、fwは、広角端における全系の焦点距離を表す。
請求項5に記載のズームレンズは、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群内の前記正レンズは非球面を有することを特徴とする。
The zoom lens according to claim 3 is the zoom lens according to claim 1 or 2, wherein the positive lens in the first lens group satisfies the following conditional expressions (3) and (4). It is characterized by that.
60 <νdp <95 (3)
0.007 <ΔPg , Fp <0.05 (4)
However, ΔP g, F p = P g, F p - (- 0.001802 × νdp + 0.6483),
νdp represents the dispersion of the positive lens in the first lens group, and P g, F p represents the partial dispersion ratio of the positive lens.
The partial dispersion ratio P g, F p is, P g, F p = ( n g -n F) a / (n F -n C), n g, n F, n C , respectively, the This is the refractive index of the positive lens with respect to g-line, F-line, and C-line.
A zoom lens according to a fourth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to third aspects, wherein the following conditional expression (5) is satisfied.
5.0 <f1 / fw <8.0 (5)
However, f1 represents the focal length of the first lens group, and fw represents the focal length of the entire system at the wide angle end.
The zoom lens according to claim 5 is the zoom lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the positive lens in the first lens group has an aspherical surface.

請求項6に記載のズームレンズは、請求項5に記載のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群の負レンズと正レンズが、接合されていることを特徴とする。
請求項7に記載のズームレンズは、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群の最も像側に、像側に強い凹面を向けた負レンズを配設すると共に、r3Rを前記第3レンズ群の最も像側の面の曲率半径とするとき、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする。
0.5 < |r3R|/fw < 1.2 (6)
請求項8に記載のズームレンズは、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、Xを、広角端から望遠端への変倍に際する前記第1レンズ群の総移動量、fを、望遠端における全系の焦点距離とするとき、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする。
0.10 < X/f < 0.35 (7)
請求項9に記載のズームレンズは、請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、fを、望遠端における全系の焦点距離とし、Xを、広角端から望遠端への変倍に際する前記第3レンズ群の総移動量とするとき、以下の条件式(8)を満足することを特徴とする。
0.10 < X/f < 0.30 (8)
請求項10に記載のズームレンズは、請求項1ないし請求項9に記載のズームレンズにおいて、fを第2レンズ群の焦点距離、fを第3レンズ群の焦点距離とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.50 < |f|/f < 0.85 (9)
本発明の請求項11に記載のカメラは、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とする。
本発明の請求項12に記載の携帯情報端末装置は、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする。
A zoom lens according to a sixth aspect is the zoom lens according to the fifth aspect, wherein a negative lens and a positive lens of the first lens group are cemented.
The zoom lens according to claim 7, wherein the zoom lens according to any one of claims 1 to 6 is a negative lens having a strong concave surface facing the image side closest to the image side of the third lens group. When r 3R is the radius of curvature of the surface closest to the image side of the third lens group, the following conditional expression (6) is satisfied.
0.5 <| r3R | / fw <1.2 (6)
The zoom lens according to claim 8, in the zoom lens according to any one of claims 1 to 7, the X 1, wherein the first lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end The following conditional expression (7) is satisfied when the total amount of movement, f T, is the focal length of the entire system at the telephoto end.
0.10 <X 1 / f T < 0.35 (7)
The zoom lens according to claim 9 is the zoom lens according to any one of claims 1 to 8, wherein f T is a focal length of the entire system at the telephoto end, and X 3 is from the wide angle end. When the total amount of movement of the third lens group upon zooming to the telephoto end is satisfied, the following conditional expression (8) is satisfied.
0.10 <X 3 / f T < 0.30 (8)
The zoom lens according to claim 10, in the zoom lens according to claims 1 to 9, when the the f 2 the focal length of the second lens group, the focal length of the f 3 third lens group, the following It satisfies the following conditional expression.
0.50 <| f 2 | / f 3 <0.85 (9)
A camera according to an eleventh aspect of the present invention includes the zoom lens according to any one of the first to tenth aspects as a photographing optical system.
A portable information terminal device according to a twelfth aspect of the present invention includes the zoom lens according to any one of the first to tenth aspects as a photographing optical system of a camera function unit.

請求項1に記載の発明によれば、
物体側より像面側に向かって順次、負レンズと物体側に凸面を持つ正レンズとから成り全体として正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群および正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に、変倍に際して光軸方向に独立に可動な開口絞りを配設し、Lswを、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔とし、f12wを、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離を表すものとしたとき、以下の条件式(1):
1.0 < LSW/|f12w| < 2.5 (1)
を満足することにより、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が9枚程度と少なく、小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができる。
According to the invention of claim 1,
A first lens group having a positive refractive power as a whole, a second lens group having a negative refractive power, a positive lens consisting of a negative lens and a positive lens having a convex surface on the object side sequentially from the object side to the image side. A third lens group having a refractive power of 4 and a fourth lens group having a positive refractive power, and at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group and the second lens group So that the distance between the second lens group and the third lens group decreases, and the first lens group and the third lens group are positioned closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end. In a moving zoom lens,
An aperture stop that is independently movable in the optical axis direction during zooming is disposed between the second lens group and the third lens group, and L sw is set to the second lens group and the third lens at the wide-angle end. When the group interval is set, and f12w represents the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the wide-angle end, the following conditional expression (1):
1.0 <L SW /|f12w|<2.5 (1)
By satisfying the above, the half angle of view at the wide-angle end is 38 degrees or more, and it has a zoom ratio of 10 times or more while having a sufficiently wide angle of view. It is possible to provide a zoom lens having a resolving power corresponding to an image sensor with ˜15 million pixels.

請求項2に記載の発明によれば、
請求項1に記載のズームレンズにおいて、
SWを、広角端における前記開口絞りと前記第3レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔とし、fを、望遠端における全系の焦点距離としたとき、下記条件式:
0.05 < dSW/f < 0.20 (2)
を満足することにより、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が、9枚程度と少なく、さらに小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができる。
請求項3に記載の発明によれば、
請求項1または請求項2に記載のズームレンズにおいて、
νdpを前記第1レンズ群内の正レンズの分散とし、Pg,Fpを、その正レンズの部分分散比とし、部分分散比Pg,Fpを、
g,Fp=(n−n)/(n−n)とし、
,n,nを、それぞれ、その正レンズの、g線,F線,C線に対する屈折率とし、
ΔPg,Fp=Pg,Fp−(−0.001802×νdp+0.6483)としたとき、
下記条件式(3)、(4):
60 < νdp < 95 (3)
0.007 < ΔPg,Fp < 0.05 (4)
を満足することにより、色収差を良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することができる。
According to invention of Claim 2,
The zoom lens according to claim 1.
When d SW is the axial distance between the aperture stop at the wide-angle end and the most object side surface of the third lens group, and f T is the focal length of the entire system at the telephoto end, the following conditional expression:
0.05 <d SW / f T <0.20 (2)
By satisfying the above, the half angle of view at the wide-angle end is 38 degrees or more, and it has a zoom ratio of 10 times or more while being a sufficiently wide angle of view, the number of components is as small as about 9, and the size is small. It is possible to provide a zoom lens having a resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels.
According to invention of Claim 3,
The zoom lens according to claim 1 or 2,
νdp is the dispersion of the positive lens in the first lens group, P g, F p is the partial dispersion ratio of the positive lens, and the partial dispersion ratios P g, F p are
And P g, F p = a (n g -n F) / ( n F -n C),
Let n g , n F , and n C be the refractive indices of the positive lens with respect to g line, F line, and C line, respectively.
ΔP g, F p = P g , F p - (- 0.001802 × νdp + 0.6483) and the time,
Conditional expressions (3) and (4) below:
60 <νdp <95 (3)
0.007 <ΔPg , Fp <0.05 (4)
By satisfying the above, it is possible to provide a high-performance zoom lens in which chromatic aberration is favorably corrected.

請求項4に記載の発明によれば、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、
f1を、前記第1レンズ群の焦点距離とし、fwを、広角端における全系の焦点距離としたとき、下記の条件式(5):
5.0 < f1/fw < 8.0 (5)
を満足することにより、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が9枚程度と少なく、小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを、より高品質・低コストで実現する手段を提供することができる。
請求項5に記載の発明によれば、
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群の前記正レンズが、非球面を有することにより、各収差をより良好に補正した、小型で高性能なズームレンズをより高品質・低コストで実現する手段を提供することができる。
According to invention of Claim 4,
The zoom lens according to any one of claims 1 to 3,
When f1 is the focal length of the first lens group and fw is the focal length of the entire system at the wide angle end, the following conditional expression (5):
5.0 <f1 / fw <8.0 (5)
By satisfying the above, the half angle of view at the wide-angle end is 38 degrees or more, and it has a zoom ratio of 10 times or more while having a sufficiently wide angle of view. It is possible to provide a means for realizing a zoom lens having a resolving power corresponding to an image pickup element of ˜15 million pixels with higher quality and lower cost.
According to the invention of claim 5,
5. The zoom lens according to claim 1, wherein the positive lens of the first lens group has an aspherical surface, whereby each aberration is corrected more favorably and has a small size and high performance. It is possible to provide means for realizing a zoom lens with higher quality and lower cost.

請求項6に記載の発明によれば、
請求項5項に記載のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群の負レンズと正レンズが、接合されていることにより、各収差をより良好に補正した、小型で高性能なズームレンズをより高品質・低コストで実現する手段を提供することができる。
請求項7に記載の発明によれば、
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群の最も像側に、像側に強い凹面を向けた負レンズを配設すると共に、
3Rを、前記第3レンズ群の最も像側の面の曲率半径としたとき、以下の条件式(6):
0.5 < |r3R|/fw < 1.2 (6)
を満足することにより、球面収差・コマ収差をより良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することができる。
According to the invention of claim 6,
6. The zoom lens according to claim 5, wherein a negative lens and a positive lens in the first lens group are cemented to each other so that a small and high-performance zoom lens in which each aberration is corrected better is improved. It is possible to provide means for realizing quality and low cost.
According to the invention of claim 7,
The zoom lens according to any one of claims 1 to 6, wherein a negative lens having a strong concave surface facing the image side is disposed closest to the image side of the third lens group,
When r 3R is the radius of curvature of the most image-side surface of the third lens group, the following conditional expression (6):
0.5 <| r3R | / fw <1.2 (6)
By satisfying the above, it is possible to provide a high-performance zoom lens in which spherical aberration and coma are corrected more satisfactorily.

請求項8に記載の発明によれば、
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、
を、広角端から望遠端への変倍に際する前記第1レンズ群の総移動量とし、fを、望遠端における全系の焦点距離としたとき、下記条件式(7):
0.10 < X/f < 0.35 (7)
を満足することにより、各収差をさらに良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することができる。
請求項9に記載の発明によれば、
請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、
を、広角端から望遠端への変倍に際する前記第3レンズ群の総移動量としたとき、以下の条件式(8):
0.10 < X/f < 0.30 (8)
を満足することにより、各収差をさらに良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することができる。
According to the invention described in claim 8,
The zoom lens according to any one of claims 1 to 7,
When X 1 is the total amount of movement of the first lens group upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and f T is the focal length of the entire system at the telephoto end, the following conditional expression (7):
0.10 <X 1 / f T < 0.35 (7)
By satisfying the above, it is possible to provide a high-performance zoom lens in which each aberration is corrected more satisfactorily.
According to the invention of claim 9,
The zoom lens according to any one of claims 1 to 8,
When the X 3, and the total amount of movement of the third lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end, the following conditional expression (8):
0.10 <X 3 / f T < 0.30 (8)
By satisfying the above, it is possible to provide a high-performance zoom lens in which each aberration is corrected more satisfactorily.

請求項10に記載の発明によれば、
請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、
を、前記第2レンズ群の焦点距離とし、fを、前記第3レンズ群の焦点距離としたとき、以下の条件式(9):
0.50 < |f|/f < 0.85 (9)
を満足することにより、各収差をさらに良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することができる。
According to the invention of claim 10,
The zoom lens according to any one of claims 1 to 9,
The f 2, a focal length of the second lens group, when the f 3, and the focal length of the third lens group, the following conditional expression (9):
0.50 <| f 2 | / f 3 <0.85 (9)
By satisfying the above, it is possible to provide a high-performance zoom lens in which each aberration is corrected more satisfactorily.

請求項11に記載の発明によれば、
請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することにより、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が9枚程度と少なく、小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを撮影光学系として使用した、小型で高画質のカメラを提供することができる。
請求項12に記載の発明によれば、
請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することにより、広角端の半画角が38度以上と十分に広画角でありながら10倍以上の変倍比を有し、構成枚数が9枚程度と少なく、小型でかつ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供することができる。
According to the invention of claim 11,
By having the zoom lens according to any one of claims 1 to 10 as a photographing optical system, the half angle of view at the wide-angle end is 38 degrees or more and a sufficiently wide angle of view is 10 times or more. The zoom lens has a zoom ratio of about 9 and is small and has a resolution that is compatible with an image sensor with 10 to 15 million pixels. A camera can be provided.
According to the invention of claim 12,
By having the zoom lens according to any one of claims 1 to 10 as a photographing optical system of a camera function unit, a half angle of view at a wide angle end is sufficiently wide as 38 degrees or more. On the other hand, a zoom lens having a zoom ratio of 10 times or more, a small number of constituent elements, such as nine, a small size, and a resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels is used as a photographing optical system of the camera function unit. A small and high-quality portable information terminal device used can be provided.

本発明の第1の実施の形態の実施例1に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、(a)は短焦点端(広角端、Wide)、(b)は短焦点端(広角端)と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)、(c)は中間焦点距離(Mean)、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)および(e)は長焦点端(望遠端、Tele)のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。It is a figure which shows the structure of the optical system of the zoom lens based on Example 1 of the 1st Embodiment of this invention, and the zoom locus | trajectory accompanying zooming, (a) is a short focus end (wide-angle end, Wide), (b) ) Is an intermediate focal length (Wide-Mean) between a short focal end (wide angle end) and an intermediate focal length, (c) is an intermediate focal length (Mean), and (d) is an intermediate focal length and a long focal end (telephoto end). (Mean-Tele) and (e) are sectional views along the optical axis at each of the long focal ends (telephoto end, Tele). 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの短焦点端(広角端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 3 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the short focal end (wide angle end) of the zoom lens according to Example 1 of the present invention shown in FIG. 1. 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 3 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 1 of the present invention shown in FIG. 1. 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 3 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the long focal end (telephoto end) of the zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 1. 本発明の第1の実施の形態の実施例2に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、(a)は短焦点端(広角端、Wide)、(b)は短焦点端(広角端)と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)、(c)は中間焦点距離(Mean)、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)および(e)は長焦点端(望遠端、Tele)のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。It is a figure which shows the structure of the optical system of the zoom lens based on Example 2 of the 1st Embodiment of this invention, and the zoom locus | trajectory accompanying zooming, (a) is a short focus end (wide angle end, Wide), (b) ) Is an intermediate focal length (Wide-Mean) between a short focal end (wide angle end) and an intermediate focal length, (c) is an intermediate focal length (Mean), and (d) is an intermediate focal length and a long focal end (telephoto end). (Mean-Tele) and (e) are sectional views along the optical axis at each of the long focal ends (telephoto end, Tele). 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの短焦点端(広角端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma at the short focal end (wide angle end) of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 5. 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 2 of the present invention shown in FIG. 5. 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma at the long focal end (telephoto end) of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 5. 本発明の第1の実施の形態の実施例3に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、(a)は短焦点端(広角端、Wide)、(b)は短焦点端(広角端)と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)、(c)は中間焦点距離(Mean)、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)および(e)は長焦点端(望遠端、Tele)のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。It is a figure which shows the structure of the optical system of the zoom lens which concerns on Example 3 of the 1st Embodiment of this invention, and the zoom locus | trajectory accompanying zooming, (a) is a short focus end (wide-angle end, Wide), (b) ) Is an intermediate focal length (Wide-Mean) between a short focal end (wide angle end) and an intermediate focal length, (c) is an intermediate focal length (Mean), and (d) is an intermediate focal length and a long focal end (telephoto end). (Mean-Tele) and (e) are sectional views along the optical axis at each of the long focal ends (telephoto end, Tele). 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの短焦点端(広角端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 10 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the short focal end (wide angle end) of the zoom lens according to Example 3 illustrated in FIG. 9; 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 10 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 3 illustrated in FIG. 9. 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 10 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the long focal end (telephoto end) of the zoom lens according to Example 3 illustrated in FIG. 9; 本発明の第1の実施の形態の実施例4に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、(a)は短焦点端(広角端、Wide)、(b)は短焦点端(広角端)と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)、(c)は中間焦点距離(Mean)、(d)は中間焦点距離(望遠端)と長焦点端との中間の焦点距離(Mean−Tele)および(e)は長焦点端(望遠端、Tele)のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。It is a figure which shows the structure of the optical system of the zoom lens based on Example 4 of the 1st Embodiment of this invention, and the zoom locus | trajectory accompanying zooming, (a) is a short focus end (wide-angle end, Wide), (b) ) Is an intermediate focal length (Wide-Mean) between a short focal end (wide angle end) and an intermediate focal length, (c) is an intermediate focal length (Mean), and (d) is an intermediate focal length (telephoto end) and a long focal length. The focal lengths (Mean-Tele) and (e) intermediate to the end are cross-sectional views along the optical axis at each of the long focal ends (telephoto end, Tele). 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの短焦点端(広角端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 14 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration at the short focal end (wide angle end) of the zoom lens according to Example 4 illustrated in FIG. 13; 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 14 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 4 illustrated in FIG. 13. 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 14 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the long focal end (telephoto end) of the zoom lens according to Embodiment 4 of the present invention shown in FIG. 13; 本発明の第1の実施の形態の実施例5に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、(a)は短焦点端(広角端、Wide)、(b)は短焦点端(広角端)と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)、(c)は中間焦点距離(Mean)、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)および(e)は長焦点端(望遠端、Tele)のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。It is a figure which shows the structure of the optical system of the zoom lens based on Example 5 of the 1st Embodiment of this invention, and the zoom locus | trajectory accompanying zooming, (a) is a short focus end (wide-angle end, Wide), (b) ) Is an intermediate focal length (Wide-Mean) between a short focal end (wide angle end) and an intermediate focal length, (c) is an intermediate focal length (Mean), and (d) is an intermediate focal length and a long focal end (telephoto end). (Mean-Tele) and (e) are sectional views along the optical axis at each of the long focal ends (telephoto end, Tele). 図17に示す本発明の実施例5によるズームレンズの短焦点端(広角端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 18 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the short focal end (wide angle end) of the zoom lens according to Example 5 illustrated in FIG. 17; 図17に示す本発明の実施例5によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 18 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration in the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 5 illustrated in FIG. 17. 図17に示す本発明の実施例5によるズームレンズの長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 18 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the long focal end (telephoto end) of the zoom lens according to Example 5 illustrated in FIG. 17; 本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの外観構成を模式的に示す被写体側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the to-be-photographed object side which shows typically the external appearance structure of the digital camera as an imaging device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図21のデジタルカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the photographer side which shows typically the external appearance structure of the digital camera of FIG. 図21のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the function structure of the digital camera of FIG. 本発明で使用している画像処理による歪曲収差の電子的な補正を説明するための撮像視野の模式図である。It is a schematic diagram of the imaging visual field for demonstrating the electronic correction | amendment of the distortion aberration by the image processing used by this invention.

以下、本本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、撮像装置および情報装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明の第1の実施の形態に係るズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置してなり、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大し、そして前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が長焦点端にて、短焦点端におけるよりも物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、さらに、次に述べるような特徴を有している。
本発明のような、正負正正の4レンズ群を有するズームレンズは、一般に、第2レンズ群が主要な変倍作用を負担する、いわゆるバリエータとして構成される。しかしながら、本発明においては、第3レンズ群にも変倍作用を分担させ、第2レンズ群の負担を軽くして、広角化・高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度を確保している。また、広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)への変倍に際して、第1レンズ群を大きく物体側へ移動させることにより、広角端において第1レンズ群を通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第1レンズ群の大型化を抑制するとともに、望遠端では第1レンズ群と第2レンズ群の間隔を大きく確保して、長焦点化を達成している。
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a zoom lens, an imaging device, and an information device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Before describing specific examples, first, a fundamental embodiment of the present invention will be described.
The zoom lens according to the first embodiment of the present invention has, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power. A third lens group having a positive refractive power and a fourth lens group having a positive refractive power, and the first lens group at the time of zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). And the distance between the second lens group increases, the distance between the second lens group and the third lens group decreases, the distance between the third lens group and the fourth lens group increases, and The zoom lens in which the first lens group and the third lens group move so that they are located closer to the object side at the long focal end than at the short focal end further has the following characteristics. .
The zoom lens having four positive, negative, positive and positive lens groups as in the present invention is generally configured as a so-called variator in which the second lens group bears a main zooming action. However, in the present invention, the third lens group also shares the zooming action, reduces the burden on the second lens group, and provides the degree of freedom of aberration correction that becomes difficult with widening and high zooming. Secured. Further, at the time of zooming from the wide angle end (short focal length end) to the telephoto end (long focal length end), the light beam that passes through the first lens group at the wide angle end is largely moved to the object side. The height is reduced to suppress the enlargement of the first lens group due to the wide angle, and the distance between the first lens group and the second lens group is kept large at the telephoto end to achieve a long focal length. Yes.

広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔は大きくなり、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は小さくなって、第2レンズ群・第3レンズ群の倍率(絶対値)はどちらも増加し、変倍作用を互いに分担する。
さらに、本発明のズームレンズにおいては、第1レンズ群を物体側から順に、負レンズと物体側に凸面を持つ正レンズとから構成し、また、第2レンズ群と第3レンズ群の間に、変倍に際して光軸方向に独立に可動な開口絞りを配設すると共に、以下の条件式(1)を満足するようにした(請求項1に対応する)。
1.0 < Lsw / |f12w| < 2.5 (1)
ただし、Lswは、広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の間隔、f12wは、広角端における第1レンズ群と第2レンズ群の合成焦点距離を表す。
第1レンズ群を上記のような2枚構成とすることで、軸外光の光線高さを抑制して径方向の大型化を防ぐことが可能となる。加えて、正負正正の4群ズームレンズタイプによく見られる、負レンズと正レンズとの接合レンズと正レンズという3枚構成の第1レンズ群に比べて、主点を前方に配置することが可能で、第1レンズ群と第2レンズ群が離れた配置となる望遠端時の全長短縮に効果がある。
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group is increased, and the distance between the second lens group and the third lens group is decreased, so that the second lens group and the third lens group are Both magnifications (absolute values) of the lens group increase and share the zooming action.
Further, in the zoom lens according to the present invention, the first lens group is composed of, in order from the object side, a negative lens and a positive lens having a convex surface on the object side, and between the second lens group and the third lens group. An aperture stop that is independently movable in the optical axis direction during zooming is disposed, and the following conditional expression (1) is satisfied (corresponding to claim 1).
1.0 <Lsw / | f12w | <2.5 (1)
Here, Lsw represents the distance between the second lens group and the third lens group at the wide angle end, and f12w represents the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the wide angle end.
When the first lens group has the two-lens configuration as described above, it is possible to suppress the beam height of the off-axis light and prevent the radial size from increasing. In addition, the main point is arranged in front of the first lens group of a three-lens configuration consisting of a cemented lens of a negative lens and a positive lens and a positive lens, which is often seen in a positive / negative / positive / four-group zoom lens type. It is possible to reduce the total length at the telephoto end where the first lens group and the second lens group are arranged apart from each other.

また、第2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを配設し、その開口絞りを隣接するレンズ群とは独立に移動させることで、10倍以上という大きな変倍領域の、どのポジションにおいても、より最適な光線経路の選択が可能となるため、特にコマ収差や像面湾曲等の補正の自由度が向上し、軸外性能の向上を達成することができる。
開口絞りと第3レンズ群との間隔は、広角端において望遠端よりも広くなることが望ましい。異常分散材料が使用されている第3レンズ群が、広角端において開口絞りから離れ、望遠端において開口絞りに近付くことによって、その異常分散性が広角端では倍率色収差の2次スペクトルの補正に効果的に働き、望遠端では軸上色収差の二次スペクトルの補正に効果的に働く。よって、変倍の全域において色収差をより良好に補正することが可能となる。加えて、広角端において開口絞りを第1レンズ群に近づけ、第1レンズ群を通過する光線高さをより低くすることが可能となって、第1レンズ群のさらなる小型化が達成できるという効果も生む。
そこで本発明では、広角端時に開口絞りを第1レンズ群に近づけた位置に配設し、第1レンズ群と第2レンズ群内の軸外光の光線高さを抑制し、加えて、第1レンズ群と第2レンズ群の合成屈折力と、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔に適切な条件を付与する構成とした。これにより、光学系の大型化を抑制しながら広角化することが可能となった。 条件式(1)の上限値を超えると、第1レンズ群内を通る軸外光の光線高さが増大し、第1レンズ群の径方向、厚み方向が大型化する恐れがある。条件式(1)の下限値を超えると、絞りより物体側の負の屈折力が不足して広角化が困難になる恐れがある。もしくは、第2レンズ群と第3レンズ群との間で過剰な収差のやり取りが発生して偏心感度が上昇する恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するのが良い。
1.5 < Lsw / |f12w| < 2.0 (1)’
上述した理由により、開口絞りと第3レンズ群との間隔を、広角端において望遠端よりも広くする場合、その間隔に関して以下の条件式(2)を満足することが望ましい(請求項2に対応する)。
0.05 < dsw / f < 0.20 (2)
ただし、dswは、広角端における開口絞りと第3レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔を表す。
条件式(2)の下限値を下回ると、広角端において第3レンズ群を通過する光線高さが小さくなり、広角側における倍率色収差の二次スペクトルの低減が、効果的に行えなくなる。また、同じく広角端において第1レンズ群を通過する光線高さが大きくなりすぎ、第1レンズ群の大型化を招く。一方、条件式(2)の上限値を超えると、広角端において第3レンズ群を通過する光線高さが大きくなりすぎ、像面がオーバーに倒れたり、樽型の歪曲収差が大きくなったりして、特に広角域における性能確保が難しくなる。
In addition, by arranging an aperture stop between the second lens group and the third lens group and moving the aperture stop independently of the adjacent lens group, any position in a large zooming area of 10 times or more can be obtained. In this case, since it is possible to select a more optimal ray path, the degree of freedom in correcting coma aberration, field curvature and the like is improved, and off-axis performance can be improved.
The distance between the aperture stop and the third lens group is desirably wider at the wide angle end than at the telephoto end. The third lens group using the anomalous dispersion material moves away from the aperture stop at the wide-angle end and approaches the aperture stop at the telephoto end, so that the anomalous dispersion is effective in correcting the secondary spectrum of lateral chromatic aberration at the wide-angle end. It works effectively at the telephoto end to correct the secondary spectrum of axial chromatic aberration. Therefore, chromatic aberration can be corrected more satisfactorily in the entire zoom range. In addition, the aperture stop can be brought closer to the first lens group at the wide-angle end, and the height of the light beam passing through the first lens group can be made lower, thereby further reducing the size of the first lens group. Also produces.
Therefore, in the present invention, the aperture stop is disposed at a position close to the first lens group at the wide-angle end to suppress the beam height of the off-axis light in the first lens group and the second lens group. Appropriate conditions are given to the combined refractive power of the first lens group and the second lens group and the distance between the second lens group and the third lens group. This makes it possible to widen the angle while suppressing the increase in size of the optical system. If the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the height of off-axis light passing through the first lens group increases, and the radial direction and thickness direction of the first lens group may increase in size. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the negative refractive power closer to the object side than the stop may be insufficient, making it difficult to widen the angle. Alternatively, there is a risk that excessive aberration exchange occurs between the second lens group and the third lens group and the decentering sensitivity is increased.
More preferably, the following conditional expression should be satisfied.
1.5 <Lsw / | f12w | <2.0 (1) ′
For the above-described reason, when the distance between the aperture stop and the third lens group is wider than the telephoto end at the wide angle end, it is desirable that the following conditional expression (2) is satisfied with respect to the distance (corresponding to claim 2). To do).
0.05 <dsw / f T <0.20 (2)
Here, dsw represents the axial distance between the aperture stop at the wide angle end and the most object side surface of the third lens group.
If the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, the height of the light beam passing through the third lens group at the wide angle end becomes small, and the secondary spectrum of lateral chromatic aberration on the wide angle side cannot be effectively reduced. Similarly, the height of the light beam passing through the first lens group at the wide angle end becomes too large, leading to an increase in the size of the first lens group. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, the height of the light beam passing through the third lens group at the wide-angle end becomes too large, the image surface falls over, and barrel distortion becomes large. In particular, it is difficult to ensure performance in a wide angle range.

高変倍化、特に望遠端の焦点距離を長くしようとすると、望遠側における軸上色収差の二次スペクトルの補正が困難となる。また、広角端の焦点距離を短く、より広角化しようとすると、広角側における倍率色収差の二次スペクトルの補正が困難となる。軸上色収差の二次スペクトルを低減するためには、軸上光線高さが高いレンズ群に特殊低分散ガラスを用いると効果が大きい。特に少なくとも望遠側においては、第1レンズ群が最も軸上光線高さが高く、特殊低分散ガラスの採用によって、軸上色収差の二次スペクトルを十分に低減することが可能となる。しかしながら、特殊低分散ガラスは、一般に屈折率が低く、単色収差の補正能力が低下してしまう。よって、第1レンズ群を少ない枚数で構成しつつ、単色収差・色収差をバランス良く低減しようとする場合、特殊低分散ガラスの使用が必ずしも十分な効果を上げない。
そこで、第1レンズ群が2枚という少ない枚数であっても、色収差の二次スペクトルを低減し、かつ、単色収差の十分な補正も可能とするために、第1レンズ群の正レンズを以下の条件式(3)、(4)を満足する範囲のアッベ数であって異常分散性を有する光学ガラスで構成するとよい(請求項3に対応する)。
60 < νdp < 95 (3)
0.007<ΔPg,Fp < 0.05 (4)
ただし、ΔPg,Fp=Pg,Fp−(−0.001802×νdp+0.6483)、
νdpは、第1レンズ群内の正レンズの分散、Pg,Fpは、その正レンズの部分分散比を表す。
If an attempt is made to increase the zoom ratio, particularly to increase the focal length at the telephoto end, it becomes difficult to correct the secondary spectrum of longitudinal chromatic aberration on the telephoto side. In addition, if the focal length at the wide angle end is shortened to make the angle wider, it is difficult to correct the secondary spectrum of lateral chromatic aberration on the wide angle side. In order to reduce the secondary spectrum of axial chromatic aberration, special low-dispersion glass is highly effective for a lens group having a high axial ray height. In particular, at least on the telephoto side, the first lens group has the highest axial ray height, and the use of special low dispersion glass makes it possible to sufficiently reduce the secondary spectrum of axial chromatic aberration. However, special low-dispersion glass generally has a low refractive index, resulting in a reduction in monochromatic aberration correction capability. Therefore, when it is intended to reduce monochromatic aberration and chromatic aberration in a well-balanced manner while configuring the first lens group with a small number of lenses, the use of special low dispersion glass does not necessarily give a sufficient effect.
Therefore, in order to reduce the secondary spectrum of chromatic aberration and enable sufficient correction of monochromatic aberration even when the number of first lens groups is as small as two, the positive lenses of the first lens group are as follows. It is preferable to use an optical glass having an Abbe number in the range satisfying the conditional expressions (3) and (4) (corresponding to claim 3).
60 <νdp <95 (3)
0.007 <ΔP g, F p <0.05 (4)
However, ΔP g, F p = P g, F p - (- 0.001802 × νdp + 0.6483),
νdp represents the dispersion of the positive lens in the first lens group, and Pg and Fp represent the partial dispersion ratio of the positive lens.

条件式(3)の下限値を超えると色収差の補正が不十分となり、条件式(4)の下限値を下回ると色収差の二次スペクトルの補正が不十分となる。条件式(3)、(4)の上限を超えるような光学ガラスは存在しないか、仮に、存在したとしても非常に特殊かつ高価であり、現実的でない。
また、他の収差を良好に補正しつつ光学系全体を小型化するために、以下の条件式(5)を満足することが望ましい(請求項4に対応する)。
5.0 < f/fw < 8.0 (5)
条件式(5)の下限値を下回ると、第2レンズ群の結像倍率が等倍に近付いて変倍効率が上がり、高変倍化には有利であるが、第1レンズ群の各レンズに大きな屈折力が必要になって、特に望遠端での色収差が悪化する等の弊害があるばかりか、第1レンズ群が厚肉化・大口径化して、特に収納状態における小型化に実現する上で不利となる。一方、条件式(5)の上限値を超えると、第2レンズ群の変倍への寄与が小さくなってしまい、高変倍化が難しくなる。
収差補正の自由度を増加させるため、第1レンズ群の正レンズは、少なくとも1面に非球面を有する構成とすることが望ましい(請求項5に対応する)。
When the lower limit value of conditional expression (3) is exceeded, correction of chromatic aberration is insufficient, and when the lower limit value of conditional expression (4) is not reached, correction of the secondary spectrum of chromatic aberration is insufficient. There is no optical glass that exceeds the upper limit of conditional expressions (3) and (4), or even if it exists, it is very special and expensive, and is not practical.
Further, in order to reduce the size of the entire optical system while favorably correcting other aberrations, it is desirable to satisfy the following conditional expression (5) (corresponding to claim 4).
5.0 <f 1 / fw <8.0 (5)
If the lower limit value of conditional expression (5) is not reached, the imaging magnification of the second lens unit approaches the same magnification and the zooming efficiency increases, which is advantageous for high zooming. In addition to the adverse effects such as the deterioration of chromatic aberrations at the telephoto end, the first lens unit is made thicker and larger in diameter, so that it can be reduced in size especially in the retracted state. Disadvantageous above. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the contribution of the second lens group to zooming becomes small, and high zooming becomes difficult.
In order to increase the degree of freedom of aberration correction, it is desirable that the positive lens of the first lens group has an aspherical surface on at least one surface (corresponding to claim 5).

ガラスモールド技術による非球面成形に適した光学ガラスが多数開発されており、請求項3に記載した条件式(3)、(4)を満たすガラスモールド用光学ガラスも複数存在する。従って、これらを使用することによって、低コストで安定した性能の非球面レンズを得ることができる。
その場合,第1レンズ群の負レンズと正レンズは接合されていることが望ましい(請求項6に対応する)。
望遠端時には、第1レンズ群中を太い光束が通るため、第1レンズ群の各レンズ面には高い面精度が要求される。モールド品として成型される非球面レンズは、切削品として成型される球面レンズに対して高い面精度の確保が困難であるため、非球面レンズである正レンズと球面レンズである負レンズを接合することで接合面の面精度低下による像性能の劣化を抑制することができる。
より良好な収差補正のためには、第3レンズ群の最も像側に、像側に強い凹面を向けた負レンズを配設すると共に、以下の条件式(6)を満足することが望ましい(請求項7に対応する)。
0.5 <|r3R|/fw < 1.2 (6)
ただし、r3Rは、第3レンズ群の最も像側の面の曲率半径を表す。
Many optical glasses suitable for aspherical molding by glass mold technology have been developed, and there are a plurality of optical glasses for glass mold that satisfy the conditional expressions (3) and (4) described in claim 3. Therefore, by using these, it is possible to obtain an aspheric lens having stable performance at low cost.
In this case, it is desirable that the negative lens and the positive lens of the first lens group are cemented (corresponding to claim 6).
At the telephoto end, a thick light beam passes through the first lens group, so each lens surface of the first lens group is required to have high surface accuracy. Aspherical lenses molded as molded products are difficult to ensure high surface accuracy with respect to spherical lenses molded as cutting products, so a positive lens that is an aspherical lens and a negative lens that is a spherical lens are joined. Accordingly, it is possible to suppress deterioration in image performance due to a decrease in surface accuracy of the joint surface.
For better aberration correction, it is desirable to dispose a negative lens having a strong concave surface on the image side closest to the image side of the third lens group and satisfy the following conditional expression (6) ( Corresponding to claim 7).
0.5 <| r 3R | / fw <1.2 (6)
Here, r 3R represents the radius of curvature of the most image-side surface of the third lens group.

条件式(6)の下限値を下回ると球面収差が補正過剰となりやすく、条件式(6)の上限値を越えると逆に球面収差が補正不足となりやすい。さらに、条件式(6)の範囲外では球面収差同様、コマ収差のバランスも取りにくく、軸外周辺部で外向性または内向性のコマ収差が発生しやすくなる。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式(6)´を満足するのが良い。
0.7 <|r3R|/fw < 1.0 (6)´
さらに、広角化・長焦点化のために重要な第1レンズ群の移動量に関連して、以下の条件式(7)を満足することにより、十分な収差補正が可能となる(請求項8に対応する)。
0.10 < X/f < 0.35 (7)
ただし、Xは、広角端から望遠端への変倍に際する第1レンズ群の総移動量、fは、望遠端における全系の焦点距離を表す。
条件式(7)の下限値を下回ると、第2レンズ群の変倍への寄与が小さくなって第3レンズ群の負担が増加するか、第1レンズ群および第2レンズ群の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。また、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第1レンズ群を通過する光線高さが増加し、第1レンズ群の大型化を招く。
If the lower limit value of conditional expression (6) is not reached, spherical aberration tends to be overcorrected. If the upper limit value of conditional expression (6) is exceeded, spherical aberration tends to be undercorrected. Further, outside the range of conditional expression (6), it is difficult to balance coma as well as spherical aberration, and outward or inward coma tends to occur in the off-axis peripheral part.
It is more desirable to satisfy the following conditional expression (6) ′.
0.7 <| r 3R | / fw <1.0 (6) ′
Further, in relation to the amount of movement of the first lens group that is important for widening the angle and increasing the focal length, the following conditional expression (7) is satisfied, so that sufficient aberration correction is possible. Corresponding to).
0.10 <X 1 / f T < 0.35 (7)
However, X 1 is the total amount of movement of the first lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end, f T represents the focal length of the entire system at the telephoto end.
If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, the contribution of the second lens group to zooming will be reduced and the burden on the third lens group will increase, or the refractive power of the first lens group and the second lens group will be reduced. In any case, it causes deterioration of various aberrations. In addition, the total lens length at the wide-angle end is increased, the height of light passing through the first lens group is increased, and the size of the first lens group is increased.

一方、条件式(7)の上限値を超えると、広角端での全長が短くなりすぎるか、望遠端での全長が長くなりすぎることになる。広角端での全長が短くなりすぎると、第3レンズ群の移動スペースが限定され、第3レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、全体の収差補正が困難となる。望遠端での全長が長くなりすぎると、全長方向の小型化の妨げになるだけでなく、望遠端での周辺光量確保のために径方向が大型化したり、また、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も招きやすくなったりする。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式(7)´を満足するのが良い。
0.15 < X /f < 0.30 (7)´
第2レンズ群と変倍作用を分担する第3レンズ群の移動量に関しては、以下の条件式(8)を満足することが望ましい(請求項8に対応する)。
0.10 < X/f < 0.30 (8)
ただし、Xは、広角端から望遠端への変倍に際する第3レンズ群の総移動量を表す。
条件式(8)の下限値を下回ると、第3レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第2ンズ群の負担が増加するか、第3レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。一方、条件式(8)の上限値を超えると、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第1レンズ群を通過する光線高さが増加し、第1レンズ群の大型化を招く。
On the other hand, when the upper limit value of conditional expression (7) is exceeded, the total length at the wide-angle end becomes too short, or the total length at the telephoto end becomes too long. If the total length at the wide-angle end becomes too short, the moving space of the third lens group is limited, the contribution of the third lens group to zooming becomes small, and it becomes difficult to correct the entire aberration. If the total length at the telephoto end becomes too long, it will not only hinder downsizing in the full-length direction, but the radial direction will be enlarged to secure the amount of peripheral light at the telephoto end, and the lens barrel will be tilted. Degradation of image performance due to errors is also likely to occur.
It is more desirable to satisfy the following conditional expression (7) ′.
0.15 <X 1 / f T < 0.30 (7) '
Regarding the movement amount of the third lens group that shares the zooming action with the second lens group, it is desirable that the following conditional expression (8) is satisfied (corresponding to claim 8).
0.10 <X 3 / f T < 0.30 (8)
However, X 3 represents the total amount of movement of the third lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end.
If the lower limit value of conditional expression (8) is not reached, the contribution of the third lens group to zooming will be reduced, increasing the burden on the second lens group, or increasing the refractive power of the third lens group itself. In any case, various aberrations are deteriorated. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (8) is exceeded, the total lens length at the wide-angle end becomes long, the height of light rays passing through the first lens group increases, and the size of the first lens group increases.

なお、さらに望ましくは、以下の条件式(8)´を満足するのが良い。
0.14 < X / f < 0.25 (8)´
加えて、収差補正の上から、各群の屈折力に関する以下の条件式(9)を満足することが望ましい(請求項10に対応する)。
0.50 < |f| / f < 0.85 (9)
ただし、fは、第1レンズ群の焦点距離、fは、第2レンズ群の焦点距離、fは、第3レンズ群の焦点距離、fwは、広角端における全系の焦点距離を表す。
条件式(9)の下限値を下回ると、第2レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、条件式(9)の上限値を超えると、第3レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、いずれにしろ変倍に際する収差変動が大きくなりやすくなる。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式(9)´を満足するのが良い。
0.60 < |f| / f < 0.75 (9)´
第1レンズ群は、物体側より像側に向かって順次、1枚の負レンズと、1枚の正レンズを有する構成であることが望ましい。より具体的には、物体側から像側に向かって順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に強い凸面を向けた正レンズの2枚で構成するのが良い。
More preferably, the following conditional expression (8) ′ should be satisfied.
0.14 <X 3 / f T < 0.25 (8) '
In addition, it is desirable to satisfy the following conditional expression (9) regarding the refractive power of each group from the viewpoint of aberration correction (corresponding to claim 10).
0.50 <| f 2 | / f 3 <0.85 (9)
Where f 1 is the focal length of the first lens group, f 2 is the focal length of the second lens group, f 3 is the focal length of the third lens group, and fw is the focal length of the entire system at the wide angle end. To express.
If the lower limit value of conditional expression (9) is not reached, the refractive power of the second lens group becomes too strong. If the upper limit value of conditional expression (9) is exceeded, the refractive power of the third lens group becomes too strong. In any case, the aberration fluctuation during zooming tends to increase.
More preferably, the following conditional expression (9) ′ should be satisfied.
0.60 <| f 2 | / f 3 <0.75 (9) '
The first lens group preferably has one negative lens and one positive lens sequentially from the object side to the image side. More specifically, in order from the object side to the image side, a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive lens having a strong convex surface facing the object side may be used.

高変倍化、特に望遠端の焦点距離を長くするためには、望遠端における第2レンズ群・第3レンズ群・第4レンズ群の合成倍率を大きくしなければならず、それだけ、第1レンズ群で発生した収差が像面上で拡大されることになる。このため、高変倍化を進めるためには、第1レンズ群で発生する収差量を十分に小さく抑える必要があり、そのためには第1レンズ群を上述の構成とすることが望ましい。
第2レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズの3枚からなることが望ましい。このように、第2レンズ群を、物体側から像側に向かって順に、負レンズ、負レンズ、正レンズという配置にすることで、第2レンズ群の主点を像側に下げる(移動する)ことが可能となり、望遠端時の光学系全長の短縮に寄与することができる。
このとき、第2レンズ群の各レンズは、以下の条件式(10)、(11)、(12)を満足することが望ましい。
1.75<N21<2.10、25<ν21<55 (10)
1.75<N22<2.10、25<ν22<55 (11)
1.75<N23<2.10、15<ν23<35 (12)
ただし、N2iは、第2レンズ群中で物体側から数えてi番目のレンズの屈折率、ν2iは、第2レンズ群中で物体側から数えてi番目のレンズのアッベ数を表す。
In order to increase the zoom ratio, in particular to increase the focal length at the telephoto end, it is necessary to increase the combined magnification of the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group at the telephoto end. The aberration generated in the lens group is magnified on the image plane. For this reason, in order to advance the zooming ratio, it is necessary to sufficiently reduce the amount of aberration generated in the first lens group. For this purpose, the first lens group is preferably configured as described above.
The second lens group includes, in order from the object side to the image side, a negative lens having a large curvature surface facing the image side, a negative lens having a large curvature surface facing the image side, and a large curvature surface facing the object side. It is desirable to consist of three positive lenses facing. Thus, the second lens group is arranged in the order of the negative lens, the negative lens, and the positive lens in order from the object side to the image side, thereby lowering (moving) the principal point of the second lens group to the image side. And can contribute to shortening the overall length of the optical system at the telephoto end.
At this time, it is desirable that each lens of the second lens group satisfies the following conditional expressions (10), (11), and (12).
1.75 <N21 <2.10, 25 <ν21 <55 (10)
1.75 <N22 <2.10, 25 <ν22 <55 (11)
1.75 <N23 <2.10, 15 <ν23 <35 (12)
However, N2i represents the refractive index of the i-th lens counted from the object side in the second lens group, and ν2i represents the Abbe number of the i-th lens counted from the object side in the second lens group.

このような硝種を選択することにより、単色収差を十分に小さく抑えた上で、色収差のより良好な補正が可能となる。
第3レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、正レンズ、正レンズ、負レンズの3枚で構成することが望ましい。ここで、物体側から2番目のレンズと3番目のレンズは適宜接合しても良い。また、第3レンズ群内の少なくとも一つの正レンズに、以下の条件式(13)、(14)を満たす光学ガラスを採用すると、色収差の良好な補正に効果がある。
60.0<νdp3<93.0 (13)
0.007<Pg,Fp3−(−0.001802×νd+0.6483)<0.055 (14)
但し、νdp3は、第3レンズ群内の正レンズの分散、Pg,Fp3は、その正レンズの部分分散比を表わす。
本発明のズームレンズにおいて、第4レンズ群は、主として射出瞳距離(テレセントリック性)の確保、およびその移動によるフォーカシングのために設けている。レンズ系の小型化のためには、第4レンズ群は、なるべく簡単な構成である必要があり、正レンズ1枚で構成することが望ましい。
By selecting such a glass type, it is possible to correct chromatic aberration more satisfactorily while keeping monochromatic aberration sufficiently small.
The third lens group is preferably composed of three lenses in order from the object side to the image side: a positive lens, a positive lens, and a negative lens. Here, the second lens and the third lens from the object side may be appropriately joined. In addition, if optical glass satisfying the following conditional expressions (13) and (14) is employed for at least one positive lens in the third lens group, it is effective for good correction of chromatic aberration.
60.0 <νdp3 <93.0 (13)
0.007 <P g, F p3-(− 0.001802 × νd + 0.6483) <0.055 (14)
Here, νdp3 represents the dispersion of the positive lens in the third lens group, and P g and F p3 represent the partial dispersion ratio of the positive lens.
In the zoom lens of the present invention, the fourth lens group is provided mainly for securing an exit pupil distance (telecentricity) and focusing by movement thereof. In order to reduce the size of the lens system, the fourth lens group needs to be as simple as possible, and is preferably composed of one positive lens.

また、本発明のズームレンズは、4群の構成に限ったものではない。変倍に際する収差の変動を抑えるなど、性能確保のために自由度を増加させる必要から、第4レンズ群の像側に第5レンズ群を有する構成とすることもできる。
良好な収差補正を保ちながらより小型化を進めるためには、非球面が不可欠であり、少なくとも第2レンズ群および第3レンズ群には、それぞれ1面以上の非球面を有することが望ましい。特に第2レンズ群においては、最も物体側レンズの物体側面を非球面とすると、広角化に伴って増大しがちな歪曲収差・非点収差等の補正に高い効果が得られる。
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスや光学プラスチックを成型したもの(ガラスモールド非球面、プラスチックモールド非球面)や、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの(ハイブリッド非球面、レプリカ非球面等と称される)等を使用することができる。
絞りの開放径は、変倍に係わらず一定とするのが機構上簡略となって良い。ただし、望遠端の開放径を広角端に比べて大きくすることにより、変倍に伴うFナンバの変化を小さくすることもできる。
また、変化する焦点距離域に応じて絞りの開放径を細かく変化させることで、開口絞りを、より自由度を持って任意の位置に配設することも可能である。像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、開口絞り径を小径化しても良いが、絞り径を大きく変えることなく、NDフィルタ等の挿入により光量を減少させた方が、回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。
The zoom lens of the present invention is not limited to the four-group configuration. Since it is necessary to increase the degree of freedom in order to ensure performance, such as suppressing fluctuations in aberrations during zooming, a configuration in which the fifth lens group is provided on the image side of the fourth lens group may be employed.
In order to further reduce the size while maintaining good aberration correction, an aspheric surface is indispensable, and at least the second lens group and the third lens group each preferably have one or more aspheric surfaces. Particularly in the second lens group, when the object side surface of the lens on the most object side is an aspheric surface, a high effect can be obtained in correcting distortion aberration, astigmatism, etc., which tend to increase with widening of the angle.
In addition, as an aspherical lens, optical glass or optical plastic molded (glass molded aspherical surface, plastic molded aspherical surface), or a thin resin layer is molded on the surface of the glass lens, and the surface is aspherical. A thing (it is called a hybrid aspherical surface, a replica aspherical surface, etc.) etc. can be used.
It may be simplified in terms of the mechanism that the aperture diameter of the aperture is constant regardless of zooming. However, by changing the open diameter at the telephoto end compared to the wide-angle end, the change in the F number accompanying zooming can be reduced.
In addition, the aperture stop can be arranged at an arbitrary position with a higher degree of freedom by finely changing the aperture diameter according to the changing focal length range. When it is necessary to reduce the amount of light reaching the image plane, the aperture stop diameter may be reduced. However, if the amount of light is reduced by inserting an ND filter or the like without greatly changing the stop diameter, it is caused by the diffraction phenomenon. It is preferable because a decrease in resolution can be prevented.

次に、上述した本発明の第1の実施の形態に基づく、具体的なズームレンズの実施例(数値実施例)を詳細に説明する。実施例1、実施例2、実施例3、実施例4および実施例5は、本発明に係るズームレンズの具体的数値例による具体的構成の実施例である。本発明に係るズームレンズの実施例1〜実施例5においては、ズームレンズの構成およびその具体的な数値例を示している。
実施例1〜実施例5において、第4レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタのような各種の光学フィルタや、CMOSイメージセンサのような受光素子のカバーガラス(シールガラス)等を想定したものであり、ここでは、これらをまとめてフィルタ等(FM)と総称することにする。
また、実施例1〜実施例5のズームレンズにおけるレンズを形成する材質については、実施例1〜実施例5の全てのズームレンズにおける第4レンズ群の正レンズの材質が光学プラスチックである以外は、全てのレンズの材質が光学ガラスである。
Next, specific examples (numerical examples) of the zoom lens based on the above-described first embodiment of the present invention will be described in detail. Example 1, Example 2, Example 3, Example 4, and Example 5 are examples of specific configurations based on specific numerical examples of the zoom lens according to the present invention. In the first to fifth embodiments of the zoom lens according to the present invention, the configuration of the zoom lens and specific numerical examples thereof are shown.
In the first to fifth embodiments, the optical element formed of a parallel plate disposed on the image plane side of the fourth lens group includes various optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and a CMOS image sensor. Such a cover glass (seal glass) of the light receiving element is assumed, and here, these are collectively referred to as a filter or the like (FM).
In addition, regarding the material forming the lens in the zoom lenses of Examples 1 to 5, except that the positive lens material of the fourth lens group in all the zoom lenses of Examples 1 to 5 is an optical plastic. All lenses are made of optical glass.

以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は、3.93mmである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、以下のように、歪曲収差量を考慮して最大像高を小さく設定してある。
広角端における歪曲収差量 広角端における最大像高
実施例1 −12.7% 3.698
実施例2 −15.0% 3.511
実施例3 −14.6% 3.613
実施例4 −13.7% 3.613
実施例5 −16.3% 3.470
そして、実施例1〜実施例5のズームレンズにおいては、上述したように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行う。すなわち、実施例1〜実施例5のズームレンズにおいては、図24に、受光素子の撮像範囲(並びに中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における撮像範囲)をTFとし、短焦点端(広角端)における撮像範囲をWFとして、それぞれ示すように、矩形の受光素子受光面TF上に、短焦点端においては、撮像範囲WFのような樽型の歪曲収差が発生する。
Specific numerical examples of the zoom lens of the present invention are shown below. In all the examples, the maximum image height is 3.93 mm. However, at the wide-angle end, in order to apply distortion-corrected image processing that generates an image by magnifying the generated negative distortion, the maximum image height is reduced in consideration of the amount of distortion as follows. It is set.
Distortion amount at wide-angle end Maximum image height at wide-angle end Example 1 -12.7% 3.698
Example 2 -15.0% 3.511
Example 3-14.6% 3.613
Example 4-13.7% 3.613
Example 5 -16.3% 3.470
In the zoom lenses according to the first to fifth embodiments, as described above, aberration correction is performed by image processing for distortion. That is, in the zoom lenses of Examples 1 to 5, in FIG. 24, the imaging range of the light receiving element (and the imaging range at the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end)) is TF, and the short focal end (wide angle). The imaging range at the end) is denoted as WF, and a barrel-shaped distortion like the imaging range WF is generated at the short focal point on the light receiving surface TF having a rectangular shape as shown in FIG.

一方、中間焦点距離およびその近傍の状態や長焦点端においては、歪曲収差の発生が抑えられている。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像範囲を、短焦点端では樽型形状(WF)とし、中間焦点距離や長焦点端では矩形状(TF)となるようにしている。そして、短焦点端における有効撮像範囲(WF)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。そのため、実施例1〜実施例4においては、短焦点端での像高を、中間焦点距離での像高や長焦点端での像高よりも小さくなるようにしている。その結果、各実施例の収差は、十分に補正されており、1000万〜1500万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜5より明らかである。   On the other hand, the occurrence of distortion is suppressed in the intermediate focal length, the vicinity thereof, and the long focal end. In order to electrically correct distortion, the effective imaging range is a barrel shape (WF) at the short focal end and a rectangular shape (TF) at the intermediate focal length or the long focal end. Then, the effective imaging range (WF) at the short focal end is image-converted by image processing, and converted into rectangular image information with reduced distortion. Therefore, in the first to fourth embodiments, the image height at the short focal end is made smaller than the image height at the intermediate focal length and the image height at the long focal end. As a result, the aberrations of the respective examples are sufficiently corrected, and it is possible to deal with light receiving elements with 10 to 15 million pixels. It is clear from Examples 1 to 5 that by configuring the zoom lens as in the present invention, a very good image performance can be secured while achieving a sufficiently small size.

なお、実施例1〜実施例5における記号の意味は、以下の通りである。   In addition, the meaning of the symbol in Example 1- Example 5 is as follows.

f:全系の焦点距離
F:F値(Fナンバ)
ω:半画角
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
:4次の非球面係数
:6次の非球面係数
:8次の非球面係数
10:10次の非球面係数
12:12次の非球面係数
14:14次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをHとするとき、面頂点から光軸方向の変位量をA2iとして、非球面は、次式で定義される。
f: Focal length of the entire system F: F value (F number)
omega: half field angle R: curvature radius D: surface interval Nd: refractive index [nu] d: Abbe number K: aspherical conic constant A 4: 4-order aspherical coefficients A 6: 6-order aspherical coefficients A 8: 8 the following aspherical coefficients a 10: 10-order aspherical coefficients a 12: 12-order aspherical coefficients a 14: 14-order aspherical coefficients, however, non-spherical, as used herein, the paraxial curvature radius of the reciprocal (near The aspherical surface is defined by the following equation, where C is the axial curvature and H is the height from the optical axis, and A 2i is the amount of displacement in the optical axis direction from the surface apex.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

図1は、本発明の第1の実施の形態の実施例1に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端(広角端)から所定の中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、(a)は短焦点端(Wide)における光軸に沿った断面図、(b)は短焦点端と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)における光軸に沿った断面図、(c)は中間焦点距離(Mean)における光軸に沿った断面図、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)における光軸に沿った断面図および(e)は長焦点端(望遠端〜Tele)における光軸に沿った断面図である。なお、実施例1のレンズ群配置を示す図1において、図示左側が物体(被写体)側である。
図1に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。第1レンズ群G1は、第1レンズL1、第2レンズL2を有してなり、第2レンズ群G2は、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5を有してなり、第3レンズ群G3は、第6レンズL6、第7レンズL7および第8レンズL8を有してなり、そして第4レンズ群G4は、単一のレンズL9を有してなる。
FIG. 1 shows a configuration of an optical system of a zoom lens according to Example 1 of the first embodiment of the present invention and from a short focal end (wide angle end) to a long focal end (telephoto end) through a predetermined intermediate focal length. 2 schematically shows a zoom locus associated with zooming, in which (a) is a cross-sectional view along the optical axis at the short focal end (Wide), and (b) is an intermediate focal length between the short focal end and the intermediate focal length. (Wide-Mean) is a cross-sectional view along the optical axis, (c) is a cross-sectional view along the optical axis at the intermediate focal length (Mean), (d) is the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end) A sectional view along the optical axis at an intermediate focal length (Mean-Tele) and (e) are sectional views along the optical axis at the long focal end (telephoto end to Tele). In FIG. 1 showing the lens group arrangement of Example 1, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 1 includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power in order from the object side to the image side along the optical axis. A third lens group G3 having a positive refractive power, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and an aperture stop AD between the second lens group G2 and the third lens group G3. Arranged. The first lens group G1 includes a first lens L1 and a second lens L2, and the second lens group G2 includes a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5. The third lens group G3 includes a sixth lens L6, a seventh lens L7, and an eighth lens L8, and the fourth lens group G4 includes a single lens L9.

第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図1には、各光学面の面番号も示している。なお、図1における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、そして第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ(負レンズ)L1と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであって、その像面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第2レンズL2とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during zooming or the like. Works independently. FIG. 1 also shows the surface numbers of the optical surfaces. Note that each reference symbol in FIG. 1 is used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference symbol. Therefore, a reference symbol common to the drawings according to the other embodiments. Even if attached, they are not necessarily a common configuration with other embodiments.
When zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 to the fourth lens group G4 are moved, and the first lens group G1 and the second lens group are moved. The distance between the group G2 increases, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 increases, and the first lens group G1 and the third lens group G3 move so that their positions at the long focal end are closer to the object side than the positions at the short focal end.
The first lens group G1 includes, from the object side to the image side, a first lens (negative lens) L1 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a biconvex surface having a stronger convex surface directed toward the object side. A second lens L2, which is a positive lens and is formed of an aspheric lens that forms an aspheric surface on the image plane side, is disposed. The two lenses of the first lens L1 and the second lens L2 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.

第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第3レンズL3と、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第4レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第5レンズL5とを配している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第6レンズL6と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第7レンズL7と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第9レンズL9を配している。
The second lens group G2 is a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side sequentially from the object side to the image side, and a third aspherical lens formed with aspheric surfaces on both sides thereof. A lens L3, a fourth lens L4 made of a plano-concave lens having a concave surface facing the image side, and a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged.
The aperture stop AD is interposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
The third lens group G3 is a biconvex positive lens having a stronger convex surface directed toward the object side sequentially from the object side, and a sixth lens L6 including an aspheric lens having aspheric surfaces formed on both surfaces, and is stronger on the object side. A seventh lens L7 composed of a biconvex positive lens having a convex surface and an eighth lens L8 composed of a biconcave negative lens having a stronger concave surface on the image side are disposed. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a stronger convex surface on the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens made of an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. Yes.

この場合、図1に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側に軌跡を描いて移動し、第3レンズ群G3は像側から物体側へ移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例1における各光学要素の光学特性は、次表1の通りである。
尚、各実施例中の硝種名中、「HOYA」とあるのは、HOYA株式会社製の光学硝種名であり、「OHARA」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
In this case, as shown in FIG. 1, the first lens group G1 moves substantially monotonously from the image side to the object side with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). The second lens group G2 moves along a locus on the image side, the third lens group G3 moves from the image side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side. To do.
The optical characteristics of each optical element in Example 1 are as shown in Table 1 below.
In the examples, “HOYA” is the name of the optical glass manufactured by HOYA, and “OHARA” is the name of the optical glass manufactured by OHARA.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

表1において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)およびOHARA(株式会社オハラ)として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表1においては、「*」が付された第3面、第4面、第5面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、式(15)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第3面
K=0.0, A4=1.38534E-05, A6=-1.36558E-07, A8=4.23666E-09, A10=-7.91700E-11, A12=7.38515E-13, A14=-2.69924E-15
第4面
K=0.0, A4=-9.98880E-04, A6=8.92076E-05, A8=-4.18167E-06, A10=1.11131E-07, A12=-1.55688E-09, A14=8.27730E-12
第5面
K=-2.19466, A4=8.79976E-04, A6=8.83949E-05, A8=-7.03657E-07, A10=2.18952E-09, A12=-1.14906E-09, A14=4.93038E-11
第11面
K=-0.92885, A4=-2.87456E-04, A6=8.66987E-06, A8=-6.95226E-08, A10=-4.94536E-08, A12=3.37194E-10,
第12面
K=-0.26012, A4=3.33383E-04, A6=1.65180E-05, A8=-1.35670E-06
第16面
K=2.72476, A4=-3.92208E-04, A6=1.65553E-05, A8=-2.19423E-06, A10=7.28806E-08, A12=-3.73628E-10, A14=-4.47617E-11
この実施例1においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4とフィルタFM等との間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
In Table 1, the lens surface with the surface number indicated by “* (asterisk)” attached to the surface number is an aspheric surface, and after the glass name, the manufacturer name of the glass material is HOYA (HOYA Corporation). ) And OHARA (Ohara Inc.). The same applies to the other embodiments.
That is, in Table 1, the optical surfaces of the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface to which “*” is attached are aspherical surfaces. The parameters of each aspheric surface in) are as follows.
Third side
K = 0.0, A4 = 1.38534E-05, A6 = -1.36558E-07, A8 = 4.23666E-09, A10 = -7.91700E-11, A12 = 7.38515E-13, A14 = -2.69924E-15
4th page
K = 0.0, A4 = -9.98880E-04, A6 = 8.92076E-05, A8 = -4.18167E-06, A10 = 1.11131E-07, A12 = -1.55688E-09, A14 = 8.27730E-12
5th page
K = -2.19466, A4 = 8.79976E-04, A6 = 8.83949E-05, A8 = -7.03657E-07, A10 = 2.18952E-09, A12 = -1.14906E-09, A14 = 4.93038E-11
11th page
K = -0.92885, A4 = -2.87456E-04, A6 = 8.66987E-06, A8 = -6.95226E-08, A10 = -4.94536E-08, A12 = 3.37194E-10,
12th page
K = -0.26012, A4 = 3.33383E-04, A6 = 1.65180E-05, A8 = -1.35670E-06
16th page
K = 2.72476, A4 = -3.92208E-04, A6 = 1.65553E-05, A8 = -2.19423E-06, A10 = 7.28806E-08, A12 = -3.73628E-10, A14 = -4.47617E-11
In Example 1, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture stop AD. , Variable distance DC between the aperture stop AD and the third lens group G3, variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and between the fourth lens group G4 and the filter FM, etc. The variable interval DE is changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

また、広角端(Tele)における像高Y′は、上記した通りである。図24を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端(および中間焦点距離)における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角(Wide)端では、Y′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲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。
上述した実施例1における条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次のようになり、それぞれ条件式(1)〜条件式(9)を満足している。
条件式(1)の値 1.67
条件式(2)の値 0.137
条件式(3)の値 63.85
条件式(4)の値 0.0084
条件式(5)の値 6.31
条件式(6)の値 0.87
条件式(7)の値 0.223
条件式(8)の値 0.161
条件式(9)の値 0.650
また、図2、図3および図4に、それぞれ、実施例1の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差(横収差)の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差(横収差)の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 24, as described above, in order to perform aberration correction by image processing of distortion aberration, the imaging range at the telephoto end (and the intermediate focal length) is substantially matched with the imaging range of the light receiving element, and the rectangular shape is obtained. At the wide-angle (Wide) end, Y ′ generates a distortion aberration such that the image-capturing range at the wide-angle end has a barrel shape. Then, the barrel-shaped effective imaging range at the wide-angle end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
The values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) in the first embodiment are as follows, and satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively.
Value of conditional expression (1) 1.67
Value of conditional expression (2) 0.137
Value of conditional expression (3) 63.85
Value of conditional expression (4) 0.0084
Value of conditional expression (5) 6.31
Value of conditional expression (6) 0.87
Value of conditional expression (7) 0.223
Value of conditional expression (8) 0.161
The value of conditional expression (9) 0.650
2, FIG. 3 and FIG. 4 show respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length and telephoto end of Example 1. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.

図5は、本発明の第1の実施の形態の実施例2に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端(広角端)から所定の中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、(a)は短焦点端(広角端、Wide)における光軸に沿った断面図、(b)は短焦点端と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)における光軸に沿った断面図、(c)は中間焦点距離(Mean)における光軸に沿った断面図、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)における光軸に沿った断面図および(e)は長焦点端(望遠端〜Tele)における光軸に沿った断面図である。なお、実施例2のレンズ群配置を示す図2において、図示左側が物体(被写体)側である。
図5に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。第1レンズ群G1は、第1レンズL1、第2レンズL2を有してなり、第2レンズ群G2は、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5を有してなり、第3レンズ群G3は、第6レンズL6、第7レンズL7および第8レンズL8を有してなり、そして第4レンズ群G4は、単一のレンズL9を有してなる。
FIG. 5 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Example 2 of the first embodiment of the present invention and from the short focal point (wide angle end) to the long focal point (telephoto end) through a predetermined intermediate focal length. 2 schematically shows a zoom locus associated with zooming, where (a) is a cross-sectional view along the optical axis at the short focal end (wide angle end, Wide), and (b) is an intermediate between the short focal end and the intermediate focal length. (C) is a sectional view along the optical axis at the intermediate focal length (Mean), and (d) is the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end). ) Is a cross-sectional view along the optical axis at an intermediate focal length (Mean-Tele) and (e) is a cross-sectional view along the optical axis at the long focal end (telephoto end to Tele). In FIG. 2 showing the arrangement of the lens groups of Example 2, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 5 includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power in order from the object side to the image side along the optical axis. A third lens group G3 having a positive refractive power, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and an aperture stop AD between the second lens group G2 and the third lens group G3. Arranged. The first lens group G1 includes a first lens L1 and a second lens L2, and the second lens group G2 includes a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5. The third lens group G3 includes a sixth lens L6, a seventh lens L7, and an eighth lens L8, and the fourth lens group G4 includes a single lens L9.

第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図5には、各光学面の面番号も示している。なお、図5における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、そして第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during zooming or the like. Works independently. FIG. 5 also shows the surface numbers of the optical surfaces. In addition, in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code, each reference code in FIG. 5 is used independently for each embodiment. Even if attached, they are not necessarily a common configuration with other embodiments.
When zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 to the fourth lens group G4 are moved, and the first lens group G1 and the second lens group are moved. The distance between the group G2 increases, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 increases, and the first lens group G1 and the third lens group G3 move so that their positions at the long focal end are closer to the object side than the positions at the short focal end.

第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ(負レンズ)L1と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであって、その像面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第2レンズL2とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第3レンズL3と、像側に凹面を向けた平凹レンズからなる第4レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第5レンズL5とを配している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第6レンズL6と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第7レンズL7と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
The first lens group G1 includes, from the object side to the image side, a first lens (negative lens) L1 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a biconvex surface having a stronger convex surface directed toward the object side. A second lens L2, which is a positive lens and is formed of an aspheric lens that forms an aspheric surface on the image plane side, is disposed. The two lenses of the first lens L1 and the second lens L2 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The second lens group G2 is a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side sequentially from the object side to the image side, and a third aspherical lens formed with aspheric surfaces on both sides thereof. A lens L3, a fourth lens L4 made of a plano-concave lens having a concave surface facing the image side, and a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged.
The aperture stop AD is interposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
The third lens group G3 is a biconvex positive lens having a stronger convex surface directed toward the object side sequentially from the object side, and a sixth lens L6 including an aspheric lens having aspheric surfaces formed on both surfaces, and is stronger on the object side. A seventh lens L7 composed of a biconvex positive lens having a convex surface and an eighth lens L8 composed of a biconcave negative lens having a stronger concave surface on the image side are disposed. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.

第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第9レンズL9を配している。
この場合、図5に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側に軌跡を描いて移動し、第3レンズ群G3は像側から物体側へ移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例2における各光学要素の光学特性は、次表3の通りである。
尚、各実施例中の硝種名中、「HOYA」とあるのは、HOYA株式会社製の光学硝種名であり、「OHARA」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
The fourth lens group G4 is a biconvex lens having a stronger convex surface on the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. .
In this case, as shown in FIG. 5, the first lens group G1 moves almost monotonously from the image side to the object side with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). The second lens group G2 moves along a locus on the image side, the third lens group G3 moves from the image side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side. To do.
The optical characteristics of the optical elements in Example 2 are as shown in Table 3 below.
In the examples, “HOYA” is the name of the optical glass manufactured by HOYA, and “OHARA” is the name of the optical glass manufactured by OHARA.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

表3において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)およびOHARA(株式会社オハラ)として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表3においては、「*」が付された第3面、第4面、第5面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、式(15)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第3面
K=0.0, A4=1.60890E-05, A6=-1.80391E-07, A8=4.53264E-09, A10=-6.60808E-11, A12=4.50767E-13, A14=-1.03037E-15
第4面
K=0.0, A4=-1.59015E-03, A6=1.25181E-04, A8=-5.06732E-06, A10=1.14533E-07, A12=-1.30081E-09, A14=4.79409E-12
第5面
K=-0.38578, A4=-1.72646E-03, A6=1.39845E-04, A8=-2.34125E-06, A10=4.33206E-08, A12=-7.99599E-10, A14=1.91470E-11
第11面
K=0.81202, A4=-1.22486E-03, A6=-4.81345E-05, A8=2.13060E-06, A10=-1.87468E-07, A12=-3.08470E-09,
第12面
K=-7.04399, A4=-7.35147E-04, A6=3.77826E-05, A8=-1.14398E-06
第16面
K=3.13290, A4=-2.51764E-04, A6=6.28570E-06, A8=-1.32660E-06, A10=4.61734E-08, A12=-5.37347E-10, A14=-2.06217E-11
この実施例2においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4とフィルタFM等との間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
In Table 3, the lens surface with the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspheric surface, and after the glass name, the manufacturer name of the glass material is HOYA (HOYA Corporation). ) And OHARA (Ohara Inc.). The same applies to the other embodiments.
That is, in Table 3, the optical surfaces of the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface to which “*” is attached are aspherical surfaces. The parameters of each aspheric surface in) are as follows.
Third side
K = 0.0, A4 = 1.60890E-05, A6 = -1.80391E-07, A8 = 4.53264E-09, A10 = -6.60808E-11, A12 = 4.50767E-13, A14 = -1.03037E-15
4th page
K = 0.0, A4 = -1.59015E-03, A6 = 1.25181E-04, A8 = -5.06732E-06, A10 = 1.14533E-07, A12 = -1.30081E-09, A14 = 4.79409E-12
5th page
K = -0.38578, A4 = -1.72646E-03, A6 = 1.39845E-04, A8 = -2.34125E-06, A10 = 4.33206E-08, A12 = -7.99599E-10, A14 = 1.91470E-11
11th page
K = 0.81202, A4 = -1.22486E-03, A6 = -4.81345E-05, A8 = 2.13060E-06, A10 = -1.87468E-07, A12 = -3.08470E-09,
12th page
K = -7.04399, A4 = -7.35147E-04, A6 = 3.77826E-05, A8 = -1.14398E-06
16th page
K = 3.13290, A4 = -2.51764E-04, A6 = 6.28570E-06, A8 = -1.32660E-06, A10 = 4.61734E-08, A12 = -5.37347E-10, A14 = -2.06217E-11
In the second embodiment, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture stop AD. , Variable distance DC between the aperture stop AD and the third lens group G3, variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and between the fourth lens group G4 and the filter FM, etc. The variable interval DE is changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

また、広角端(Tele)における像高Y′は、上記した通りであり、図24を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端(および中間焦点距離)における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角(Wide)端では、Y′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲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。
上述した実施例2における条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次のようになり、それぞれ条件式(1)〜条件式(9)を満足している。
Further, the image height Y ′ at the wide-angle end (Tele) is as described above. As described above with reference to FIG. The image pickup range at the telephoto end (and the intermediate focal length) is substantially matched to the range to obtain a rectangular image pickup range. At the wide angle end (Wide end), Y ′ is the above-described value, Distortion is generated. Then, the barrel-shaped effective imaging range at the wide-angle end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
The values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) in the second embodiment are as follows, and satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively.

条件式(1)の値 1.66
条件式(2)の値 0.140
条件式(3)の値 67.02
条件式(4)の値 0.0081
条件式(5)の値 6.27
条件式(6)の値 0.91
条件式(7)の値 0.220
条件式(8)の値 0.166
条件式(9)の値 0.656
また、図6、図7および図8に、それぞれ、実施例2の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差(横収差)の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差(横収差)の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
Value of conditional expression (1) 1.66
The value of conditional expression (2) 0.140
Value of conditional expression (3) 67.02
Value of conditional expression (4) 0.0081
Value of conditional expression (5) 6.27
Value of conditional expression (6) 0.91
The value of conditional expression (7) 0.220
The value of conditional expression (8) 0.166
The value of conditional expression (9) 0.656
FIGS. 6, 7, and 8 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length, and telephoto end, respectively, in Example 2. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.

図9は、本発明の第1の実施の形態の実施例3に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端(広角端)から所定の中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、(a)は短焦点端(Wide)における光軸に沿った断面図、(b)は短焦点端と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)における光軸に沿った断面図、(c)は中間焦点距離(Mean)における光軸に沿った断面図、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)における光軸に沿った断面図および(e)は長焦点端(望遠端〜Tele)における光軸に沿った断面図である。なお、実施例3のレンズ群配置を示す図9において、図示左側が物体(被写体)側である。
図9に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。第1レンズ群G1は、第1レンズL1、第2レンズL2を有してなり、第2レンズ群G2は、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5を有してなり、第3レンズ群G3は、第6レンズL6、第7レンズL7および第8レンズL8を有してなり、そして第4レンズ群G4は、単一のレンズL9を有してなる。
FIG. 9 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Example 3 of the first embodiment of the present invention and from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end) through a predetermined intermediate focal length. 2 schematically shows a zoom locus associated with zooming, in which (a) is a cross-sectional view along the optical axis at the short focal end (Wide), and (b) is an intermediate focal length between the short focal end and the intermediate focal length. (Wide-Mean) is a cross-sectional view along the optical axis, (c) is a cross-sectional view along the optical axis at the intermediate focal length (Mean), (d) is the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end) A sectional view along the optical axis at an intermediate focal length (Mean-Tele) and (e) are sectional views along the optical axis at the long focal end (telephoto end to Tele). In FIG. 9 showing the lens group arrangement of the third embodiment, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 9 includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power in order from the object side to the image side along the optical axis. A third lens group G3 having a positive refractive power, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and an aperture stop AD between the second lens group G2 and the third lens group G3. Arranged. The first lens group G1 includes a first lens L1 and a second lens L2, and the second lens group G2 includes a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5. The third lens group G3 includes a sixth lens L6, a seventh lens L7, and an eighth lens L8, and the fourth lens group G4 includes a single lens L9.

短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、そして第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ(負レンズ)L1と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであって、その像面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第2レンズL2とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第3レンズL3と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第4レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第5レンズL5とを配している。
When zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 to the fourth lens group G4 are moved, and the first lens group G1 and the second lens group are moved. The distance between the group G2 increases, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 increases, and the first lens group G1 and the third lens group G3 move so that their positions at the long focal end are closer to the object side than the positions at the short focal end.
The first lens group G1 includes, from the object side to the image side, a first lens (negative lens) L1 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a biconvex surface having a stronger convex surface directed toward the object side. A second lens L2, which is a positive lens and is formed of an aspheric lens that forms an aspheric surface on the image plane side, is disposed. The two lenses of the first lens L1 and the second lens L2 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The second lens group G2 is a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side sequentially from the object side to the image side, and a third aspherical lens formed with aspheric surfaces on both sides thereof. A lens L3, a fourth lens L4 made of a plano-concave negative lens having a concave surface facing the image side, and a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged.

開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第6レンズL6と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第7レンズL7と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第9レンズL9を配している。
この場合、図9に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側に軌跡を描いて移動し、第3レンズ群G3は像側から物体側へ移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例3における各光学要素の光学特性は、次表5の通りである。
尚、各実施例中の硝種名中、「HOYA」とあるのは、HOYA株式会社製の光学硝種名であり、「OHARA」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
The aperture stop AD is interposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
The third lens group G3 is a biconvex positive lens having a stronger convex surface directed toward the object side sequentially from the object side, and a sixth lens L6 including an aspheric lens having aspheric surfaces formed on both surfaces, and is stronger on the object side. A seventh lens L7 composed of a biconvex positive lens having a convex surface and an eighth lens L8 composed of a biconcave negative lens having a stronger concave surface on the image side are disposed. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a stronger convex surface on the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens made of an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. Yes.
In this case, as shown in FIG. 9, the first lens group G1 moves from the image side to the object side almost monotonously with zooming from the short focus end (wide angle end) to the long focus end (telephoto end). The second lens group G2 moves along a locus on the image side, the third lens group G3 moves from the image side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side. To do.
The optical characteristics of the optical elements in Example 3 are as shown in Table 5 below.
In the examples, “HOYA” is the name of the optical glass manufactured by HOYA, and “OHARA” is the name of the optical glass manufactured by OHARA.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

表5において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)およびOHARA(株式会社オハラ)として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表5においては、「*」が付された第3面、第4面、第5面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、式(15)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第3面
K=0.0, A4=1.47088E-05, A6=-1.27888E-07, A8=3.95861E-09, A10=-7.48959E-11, A12=7.10833E-13, A14=-2.64943E-15
第4面
K=0.0, A4=-1.26621E-03, A6=1.03053E-04, A8=-4.35090E-06, A10=1.06357E-07, A12=-1.45333E-09,A14=8.62186E-12
第5面
K=-2.38476, A4=4.68507E-04, A6=8.47748E-05, A8=-2.61143E-07, A10=-2.70309E-08, A12=-1.14906E-09, A14=4.93038E-11
第11面
K=-0.95725, A4=-2.26398E-04, A6=1.23171E-05, A8=-1.22399E-06, A10=-2.39294E-08, A12=3.37194E-10
第12面
K=0.02305, A4=2.46666E-04, A6=1.51715E-05, A8=-1.84438E-06
第16面
K=2.40182, A4=-4.38803E-04, A6=1.44573E-05, A8=-2.12058E-06, A10=7.12042E-08, A12=-3.73628E-10, A14=-4.47617E-11
この実施例3においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4とフィルタFM等との間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
In Table 5, the lens surface with the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspheric surface, and after the glass name is the name of the glass manufacturer, HOYA (HOYA Corporation). ) And OHARA (Ohara Inc.). The same applies to the other embodiments.
That is, in Table 5, the optical surfaces of the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface to which “*” is attached are aspherical surfaces. The parameters of each aspheric surface in) are as follows.
Third side
K = 0.0, A4 = 1.47088E-05, A6 = -1.27888E-07, A8 = 3.95861E-09, A10 = -7.48959E-11, A12 = 7.10833E-13, A14 = -2.64943E-15
4th page
K = 0.0, A4 = -1.26621E-03, A6 = 1.03053E-04, A8 = -4.35090E-06, A10 = 1.06357E-07, A12 = -1.45333E-09, A14 = 8.62186E-12
5th page
K = -2.38476, A4 = 4.68507E-04, A6 = 8.47748E-05, A8 = -2.61143E-07, A10 = -2.70309E-08, A12 = -1.14906E-09, A14 = 4.93038E-11
11th page
K = -0.95725, A4 = -2.26398E-04, A6 = 1.23171E-05, A8 = -1.22399E-06, A10 = -2.39294E-08, A12 = 3.37194E-10
12th page
K = 0.02305, A4 = 2.46666E-04, A6 = 1.51715E-05, A8 = -1.84438E-06
16th page
K = 2.40182, A4 = -4.38803E-04, A6 = 1.44573E-05, A8 = -2.12058E-06, A10 = 7.12042E-08, A12 = -3.73628E-10, A14 = -4.47617E-11
In Example 3, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture stop AD. , Variable distance DC between the aperture stop AD and the third lens group G3, variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and between the fourth lens group G4 and the filter FM, etc. The variable interval DE is changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

また、広角端(Tele)における像高Y′は、上記した通りであり、図24を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端(および中間焦点距離)における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角(Wide)端では、Y′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲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。
上述した実施例3における条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次のようになり、それぞれ条件式(1)〜条件式(9)を満足している。
Further, the image height Y ′ at the wide-angle end (Tele) is as described above. As described above with reference to FIG. The image pickup range at the telephoto end (and the intermediate focal length) is substantially matched to the range to obtain a rectangular image pickup range. At the wide angle end (Wide end), Y ′ is the above-described value, Distortion is generated. Then, the barrel-shaped effective imaging range at the wide-angle end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
The values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) in the third embodiment are as follows, and satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively.

条件式(1)の値 1.71
条件式(2)の値 0.115
条件式(3)の値 71.68
条件式(4)の値 0.0211
条件式(5)の値 6.73
条件式(6)の値 0.89
条件式(7)の値 0.244
条件式(8)の値 0.185
条件式(9)の値 0.656
また、図10、図11および図12に、それぞれ、実施例3の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差(横収差)の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差(横収差)の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
Value of conditional expression (1) 1.71
Value of conditional expression (2) 0.115
Value of conditional expression (3) 71.68
Value of conditional expression (4) 0.0211
Value of conditional expression (5) 6.73
The value of conditional expression (6) 0.89
The value of conditional expression (7) 0.244
Value of conditional expression (8) 0.185
The value of conditional expression (9) 0.656
10, FIG. 11, and FIG. 12 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length, and telephoto end, respectively, in Example 3. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.

図13は、本発明の第1の実施の形態の実施例4に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端(広角端)から所定の中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、(a)は短焦点端(Wide)における光軸に沿った断面図、(b)は短焦点端と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)における光軸に沿った断面図、(c)は中間焦点距離(Mean)における光軸に沿った断面図、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)における光軸に沿った断面図および(e)は長焦点端(望遠端〜Tele)における光軸に沿った断面図である。なお、実施例4のレンズ群配置を示す図13において、図示左側が物体(被写体)側である。
図13に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。第1レンズ群G1は、第1レンズL1、第2レンズL2を有してなり、第2レンズ群G2は、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5を有してなり、第3レンズ群G3は、第6レンズL6、第7レンズL7および第8レンズL8を有してなり、そして第4レンズ群G4は、単一のレンズL9を有してなる。
FIG. 13 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Example 4 of the first embodiment of the present invention and from the short focus end (wide angle end) to the long focus end (telephoto end) through a predetermined intermediate focal length. 2 schematically shows a zoom locus associated with zooming, in which (a) is a cross-sectional view along the optical axis at the short focal end (Wide), and (b) is an intermediate focal length between the short focal end and the intermediate focal length. (Wide-Mean) is a cross-sectional view along the optical axis, (c) is a cross-sectional view along the optical axis at the intermediate focal length (Mean), (d) is the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end) A sectional view along the optical axis at an intermediate focal length (Mean-Tele) and (e) are sectional views along the optical axis at the long focal end (telephoto end to Tele). In FIG. 13 showing the lens group arrangement of Example 4, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 13 includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power in order from the object side to the image side along the optical axis. A third lens group G3 having a positive refractive power, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and an aperture stop AD between the second lens group G2 and the third lens group G3. Arranged. The first lens group G1 includes a first lens L1 and a second lens L2, and the second lens group G2 includes a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5. The third lens group G3 includes a sixth lens L6, a seventh lens L7, and an eighth lens L8, and the fourth lens group G4 includes a single lens L9.

第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、そして第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ(負レンズ)L1と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであって、その像面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第2レンズL2とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during zooming or the like. Works independently.
When zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 to the fourth lens group G4 are moved, and the first lens group G1 and the second lens group are moved. The distance between the group G2 increases, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 increases, and the first lens group G1 and the third lens group G3 move so that their positions at the long focal end are closer to the object side than the positions at the short focal end.
The first lens group G1 includes, from the object side to the image side, a first lens (negative lens) L1 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a biconvex surface having a stronger convex surface directed toward the object side. A second lens L2, which is a positive lens and is formed of an aspheric lens that forms an aspheric surface on the image plane side, is disposed. The two lenses of the first lens L1 and the second lens L2 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.

第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第3レンズL3と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第4レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第5レンズL5とを配している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第6レンズL6と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第7レンズL7と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第9レンズL9を配している。
The second lens group G2 is a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side sequentially from the object side to the image side, and a third aspherical lens formed with aspheric surfaces on both sides thereof. A lens L3, a fourth lens L4 made of a plano-concave negative lens having a concave surface facing the image side, and a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged.
The aperture stop AD is interposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
The third lens group G3 is a biconvex positive lens having a stronger convex surface directed toward the object side sequentially from the object side, and a sixth lens L6 including an aspheric lens having aspheric surfaces formed on both surfaces, and is stronger on the object side. A seventh lens L7 composed of a biconvex positive lens having a convex surface and an eighth lens L8 composed of a biconcave negative lens having a stronger concave surface on the image side are disposed. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a stronger convex surface on the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens made of an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. Yes.

この場合、図13に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側に軌跡を描いて移動し、第3レンズ群G3は像側から物体側へ移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例1における各光学要素の光学特性は、次表7の通りである。
尚、各実施例中の硝種名中、「HOYA」とあるのは、HOYA株式会社製の光学硝種名であり、「OHARA」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
In this case, as shown in FIG. 13, the first lens group G1 moves substantially monotonously from the image side to the object side with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). The second lens group G2 moves along a locus on the image side, the third lens group G3 moves from the image side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side. To do.
The optical characteristics of the optical elements in Example 1 are as shown in Table 7 below.
In the examples, “HOYA” is the name of the optical glass manufactured by HOYA, and “OHARA” is the name of the optical glass manufactured by OHARA.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

表7において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)およびOHARA(株式会社オハラ)として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表7においては、「*」が付された第3面、第4面、第5面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、式(15)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第3面
K=0.0, A4=1.49894E-05, A6=-1.40144E-07, A8=4.23245E-09, A10=-7.76864E-11, A12=7.14614E-13, A14=-2.58018E-15
第4面
K=0.0, A4=-1.20047E-03, A6=9.84183E-05, A8=-4.31381E-06, A10=1.11173E-07, A12=-1.54068E-09, A14=8.27730E-12
第5面
K=-2.38739, A4=6.43740E-04, A6=9.06969E-05, A8=-1.76778E-06, A10=6.78323E-08, A12=-1.14906E-09, A14=4.93038E-11
第11面
K=-0.91650, A4=-2.51890E-04, A6=8.55324E-06, A8=-2.78172E-07, A10=-4.11220E-08, A12=3.37194E-10
第12面
K=-0.04544, A4=2.91654E-04, A6=1.67121E-05, A8=-1.39509E-06
第16面
K=2.46757, A4=-4.24708E-04, A6=1.47288E-05, A8=-2.13510E-06, A10=7.15894E-08, A12=-3.73628E-10, A14=-4.47617E-11
この実施例4においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4とフィルタFM等との間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
In Table 7, the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspherical surface. The glass name is followed by the name of the glass manufacturer, HOYA (HOYA Corporation). ) And OHARA (Ohara Inc.). The same applies to the other embodiments.
That is, in Table 7, the optical surfaces of the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface to which “*” is attached are aspherical surfaces. The parameters of each aspheric surface in) are as follows.
Third side
K = 0.0, A4 = 1.49894E-05, A6 = -1.40144E-07, A8 = 4.23245E-09, A10 = -7.76864E-11, A12 = 7.14614E-13, A14 = -2.58018E-15
4th page
K = 0.0, A4 = -1.20047E-03, A6 = 9.84183E-05, A8 = -4.31381E-06, A10 = 1.11173E-07, A12 = -1.54068E-09, A14 = 8.27730E-12
5th page
K = -2.38739, A4 = 6.43740E-04, A6 = 9.06969E-05, A8 = -1.76778E-06, A10 = 6.78323E-08, A12 = -1.14906E-09, A14 = 4.93038E-11
11th page
K = -0.91650, A4 = -2.51890E-04, A6 = 8.55324E-06, A8 = -2.78172E-07, A10 = -4.11220E-08, A12 = 3.37194E-10
12th page
K = -0.04544, A4 = 2.91654E-04, A6 = 1.67121E-05, A8 = -1.39509E-06
16th page
K = 2.46757, A4 = -4.24708E-04, A6 = 1.47288E-05, A8 = -2.13510E-06, A10 = 7.15894E-08, A12 = -3.73628E-10, A14 = -4.47617E-11
In the fourth embodiment, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture stop AD. , Variable distance DC between the aperture stop AD and the third lens group G3, variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and between the fourth lens group G4 and the filter FM, etc. The variable interval DE is changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

また、広角端(Tele)における像高Y′は、上記した通りであり、図24を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端(および中間焦点距離)における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角(Wide)端では、Y′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲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。
上述した実施例4における条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次のようになり、それぞれ条件式(1)〜条件式(9)を満足している。
条件式(1)の値 1.66
条件式(2)の値 0.154
条件式(3)の値 71.68
条件式(4)の値 0.0211
条件式(5)の値 6.74
条件式(6)の値 0.90
条件式(7)の値 0.257
条件式(8)の値 0.181
条件式(9)の値 0.667
また、図14、図15および図16に、それぞれ、実施例4の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差(横収差)の各収差図を示している。
Further, the image height Y ′ at the wide-angle end (Tele) is as described above. As described above with reference to FIG. The image pickup range at the telephoto end (and the intermediate focal length) is substantially matched to the range to obtain a rectangular image pickup range. At the wide angle end (Wide end), Y ′ is the above-described value, Distortion is generated. Then, the barrel-shaped effective imaging range at the wide-angle end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
Values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) in the fourth embodiment described above are as follows, and satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively.
Value of conditional expression (1) 1.66
Value of conditional expression (2) 0.154
Value of conditional expression (3) 71.68
Value of conditional expression (4) 0.0211
The value of conditional expression (5) 6.74
Value of conditional expression (6) 0.90
Value of conditional expression (7) 0.257
The value of conditional expression (8) 0.181
The value of conditional expression (9) 0.667
FIGS. 14, 15, and 16 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, the intermediate focal length, and the telephoto end, respectively, in Example 4. ing.

図17は、本発明の第1の実施の形態の実施例5に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端(広角端)から所定の中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、(a)は短焦点端(広角端、Wide)における光軸に沿った断面図、(b)は短焦点端と中間焦点距離との中間の焦点距離(Wide−Mean)における光軸に沿った断面図、(c)は中間焦点距離(Mean)における光軸に沿った断面図、(d)は中間焦点距離と長焦点端(望遠端)との中間の焦点距離(Mean−Tele)における光軸に沿った断面図および(e)は長焦点端(望遠端〜Tele)における光軸に沿った断面図である。なお、実施例5のレンズ群配置を示す図17において、図示左側が物体(被写体)側である。
図17に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。第1レンズ群G1は、第1レンズL1、第2レンズL2を有してなり、第2レンズ群G2は、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5を有してなり、第3レンズ群G3は、第6レンズL6、第7レンズL7および第8レンズL8を有してなり、そして第4レンズ群G4は、単一のレンズL9を有してなる。
FIG. 17 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Example 5 of the first embodiment of the present invention and from the short focal point (wide angle end) to the long focal point (telephoto end) through a predetermined intermediate focal length. 4A and 4B show zoom loci associated with zooming, where (a) is a cross-sectional view along the optical axis at the short focal end (wide angle end, Wide), and (b) is an intermediate focal length between the short focal end and the intermediate focal length. (Wide-Mean) is a cross-sectional view along the optical axis, (c) is a cross-sectional view along the optical axis at the intermediate focal length (Mean), (d) is the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end) A sectional view along the optical axis at an intermediate focal length (Mean-Tele) and (e) are sectional views along the optical axis at the long focal end (telephoto end to Tele). In FIG. 17 showing the lens group arrangement of Example 5, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 17 includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power in order from the object side to the image side along the optical axis. A third lens group G3 having a positive refractive power, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and an aperture stop AD between the second lens group G2 and the third lens group G3. Arranged. The first lens group G1 includes a first lens L1 and a second lens L2, and the second lens group G2 includes a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5. The third lens group G3 includes a sixth lens L6, a seventh lens L7, and an eighth lens L8, and the fourth lens group G4 includes a single lens L9.

第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、そして第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、それぞれの長焦点端における位置が、短焦点端における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ(負レンズ)L1と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであって、その像面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第2レンズL2とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during zooming or the like. Works independently.
When zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 to the fourth lens group G4 are moved, and the first lens group G1 and the second lens group are moved. The distance between the group G2 increases, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 increases, and the first lens group G1 and the third lens group G3 move so that their positions at the long focal end are closer to the object side than the positions at the short focal end.
The first lens group G1 includes, from the object side to the image side, a first lens (negative lens) L1 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a biconvex surface having a stronger convex surface directed toward the object side. A second lens L2, which is a positive lens and is formed of an aspheric lens that forms an aspheric surface on the image plane side, is disposed. The two lenses of the first lens L1 and the second lens L2 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.

第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に強い凹面を向けた両凹レンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第3レンズL3と、像側に凹面を向けた平凹負レンズからなる第4レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第5レンズL5とを配している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第6レンズL6と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第7レンズL7と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第9レンズL9を配している。
この場合、図17に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は像側から物体側へほぼ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側に軌跡を描いて移動し、第3レンズ群G3は像側から物体側へ移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例5における各光学要素の光学特性は、次表9の通りである。
The second lens group G2 is a biconcave lens having a strong concave surface directed toward the image side sequentially from the object side to the image side, and a third aspherical lens having aspheric surfaces formed on both surface sides thereof. A lens L3, a fourth lens L4 made of a plano-concave negative lens having a concave surface facing the image side, and a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged.
The aperture stop AD is interposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
The third lens group G3 is a biconvex positive lens having a stronger convex surface directed toward the object side sequentially from the object side, and a sixth lens L6 including an aspheric lens having aspheric surfaces formed on both surfaces, and is stronger on the object side. A seventh lens L7 composed of a biconvex positive lens having a convex surface and an eighth lens L8 composed of a biconcave negative lens having a stronger concave surface on the image side are disposed. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a stronger convex surface on the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens made of an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. Yes.
In this case, as shown in FIG. 17, the first lens group G1 moves from the image side to the object side almost monotonously with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). The second lens group G2 moves along a locus on the image side, the third lens group G3 moves from the image side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side. To do.
The optical characteristics of the optical elements in Example 5 are as shown in Table 9 below.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

表9において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。
すなわち、表9においては、「*」が付された第3面、第4面、第5面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、式(15)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第3面
K=0.0, A4=1.32759E-05, A6=-1.27159E-07, A8=4.01608E-09, A10=-7.60338E-11, A12=7.16671E-13, A14=-2.62900E-15
第4面
K=0.0, A4=-1.02996E-03, A6=9.62879E-05, A8=-4.27896E-06, A10=1.09299E-07, A12=-1.54650E-09, A14=9.38849E-12
第5面
K=-2.80066, A4=4.78146E-04, A6=8.02750E-05, A8=-1.04189E-06, A10=-3.41761E-09, A12=-1.14906E-09, A14=4.93038E-11
第11面
K=-0.87344, A4=-2.59886E-04, A6=1.02268E-05, A8=-6.00996E-07, A10=-2.57211E-08, A12=3.37194E-10
第12面
K=-0.15171, A4=2.54774E-04, A6=1.23862E-05, A8=-1.20226E-06
第16面
K=2.85885, A4=-3.58595E-04, A6=1.26921E-05, A8=-2.00267E-06, A10=6.96542E-08, A12=-3.73628E-10, A14=-4.47617E-11
この実施例5においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4とフィルタFM等との間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
In Table 9, the lens surface with the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspherical surface.
That is, in Table 9, the optical surfaces of the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface to which “*” is attached are aspherical surfaces. The parameters of each aspheric surface in) are as follows.
Third side
K = 0.0, A4 = 1.32759E-05, A6 = -1.27159E-07, A8 = 4.01608E-09, A10 = -7.60338E-11, A12 = 7.16671E-13, A14 = -2.62900E-15
4th page
K = 0.0, A4 = -1.02996E-03, A6 = 9.62879E-05, A8 = -4.27896E-06, A10 = 1.09299E-07, A12 = -1.54650E-09, A14 = 9.38849E-12
5th page
K = -2.80066, A4 = 4.78146E-04, A6 = 8.02750E-05, A8 = -1.04189E-06, A10 = -3.41761E-09, A12 = -1.14906E-09, A14 = 4.93038E-11
11th page
K = -0.87344, A4 = -2.59886E-04, A6 = 1.02268E-05, A8 = -6.00996E-07, A10 = -2.57211E-08, A12 = 3.37194E-10
12th page
K = -0.15171, A4 = 2.54774E-04, A6 = 1.23862E-05, A8 = -1.20226E-06
16th page
K = 2.85885, A4 = -3.58595E-04, A6 = 1.26921E-05, A8 = -2.00267E-06, A10 = 6.96542E-08, A12 = -3.73628E-10, A14 = -4.47617E-11
In Example 5, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture stop AD. , Variable distance DC between the aperture stop AD and the third lens group G3, variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and between the fourth lens group G4 and the filter FM, etc. The variable interval DE is changed as shown in the following table with zooming.

Figure 2012163678
Figure 2012163678

また、広角端(Tele)における像高Y′は、上記した通りであり、図24を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端(および中間焦点距離)における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角(Wide)端では、Y′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲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。
上述した実施例5における条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次のようになり、それぞれ条件式(1)〜条件式(9)を満足している。
Further, the image height Y ′ at the wide-angle end (Tele) is as described above. As described above with reference to FIG. The image pickup range at the telephoto end (and the intermediate focal length) is substantially matched to the range to obtain a rectangular image pickup range. At the wide angle end (Wide end), Y ′ is the above-described value, Distortion is generated. Then, the barrel-shaped effective imaging range at the wide-angle end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
The values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) in the fifth embodiment are as follows, and satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively.

条件式(1)の値 1.82
条件式(2)の値 0.128
条件式(3)の値 63.85
条件式(4)の値 0.0084
条件式(5)の値 6.33
条件式(6)の値 0.89
条件式(7)の値 0.153
条件式(8)の値 0.163
条件式(9)の値 0.645
また、図18、図19および図20に、それぞれ、実施例5の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差(横収差)の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差(横収差)の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
Value of conditional expression (1) 1.82
Value of conditional expression (2) 0.128
Value of conditional expression (3) 63.85
Value of conditional expression (4) 0.0084
Value of conditional expression (5) 6.33
The value of conditional expression (6) 0.89
The value of conditional expression (7) 0.153
Value of conditional expression (8) 0.163
The value of conditional expression (9) 0.645
18, 19 and 20 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length and telephoto end, respectively, in Example 5. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.

次に、上述した本発明の第1の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラについて図21〜図23を参照して説明する。図21は、物体側、すなわち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図22は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図23は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとって撮像装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係るズームレンズを採用してもよい。また、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置における撮像用光学系として、本発明に係るズームレンズを採用してもよい。   Next, a digital camera as an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention configured by adopting the zoom lens according to the first embodiment of the present invention described above as an imaging optical system will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a perspective view schematically showing the external appearance of the digital camera viewed from the front side that is the object side, that is, the subject side, and FIG. 22 is a schematic external view of the digital camera viewed from the back side that is the photographer side. FIG. 23 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a digital camera. Here, the image pickup apparatus is described taking a digital camera as an example, but the zoom lens according to the present invention may be employed in a silver salt film camera using a silver salt film as a conventional image recording medium. In addition, an information device such as a so-called PDA (personal data assistant) or a portable information terminal device such as a cellular phone in which a camera function is incorporated is widely used. Although such an information device also has a slightly different appearance, it includes substantially the same functions and configuration as a digital camera, and the zoom lens according to the present invention is adopted as an imaging optical system in such an information device. May be.

図21および図22に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ101、光学ファインダ102、ストロボ(フラッシュライト)103、シャッタボタン104、カメラボディ105、電源スイッチ106、液晶モニタ107、操作ボタン108、メモリカードスロット109およびズームスイッチ110等を具備している。さらに、図23に示すように、デジタルカメラは、中央演算装置(CPU)111、画像処理装置112、受光素子113、信号処理装置114、半導体メモリ115および通信カード等116を備えている。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮影レンズ101と、CMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子またはCCD(電荷結合素子)撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子113とを有しており、撮影レンズ101によって結像される被写体(物体)光学像を受光素子113によって読み取る。この撮影レンズ101として、上述した第1の実施の形態において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる(請求項11または請求項12に対応)。
受光素子113の出力は、中央演算装置111によって制御される信号処理装置114によって処理され、デジタル画像情報に変換される。すなわち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像(被写体画像)をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子113、信号処理装置114およびこれらを制御する中央演算装置(CPU)111等により構成される。
As shown in FIGS. 21 and 22, the digital camera includes a photographing lens 101, an optical viewfinder 102, a strobe (flash light) 103, a shutter button 104, a camera body 105, a power switch 106, a liquid crystal monitor 107, an operation button 108, a memory. A card slot 109 and a zoom switch 110 are provided. Furthermore, as shown in FIG. 23, the digital camera includes a central processing unit (CPU) 111, an image processing device 112, a light receiving element 113, a signal processing device 114, a semiconductor memory 115, a communication card 116, and the like.
The digital camera includes a photographing lens 101 as an imaging optical system and a light receiving element 113 configured as an image sensor using a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) imaging element or a CCD (charge coupled device) imaging element. The light receiving element 113 reads an optical image of a subject (object) formed by the photographing lens 101. As the taking lens 101, the zoom lens according to the present invention as described in the first embodiment is used (corresponding to claim 11 or claim 12).
The output of the light receiving element 113 is processed by a signal processing device 114 controlled by the central processing unit 111 and converted into digital image information. That is, such a digital camera includes means for converting a captured image (subject image) into digital image information. This means substantially controls the light receiving element 113, the signal processing device 114, and these. Central processing unit (CPU) 111 and the like.

信号処理装置114によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置111によって制御される画像処理装置112において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ115に記録される。この場合、半導体メモリ115は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に(オンボードで)内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ107には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ115に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ115に記録した画像は、通信カードスロット(図示していない)に装填した通信カード等116を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア(図示していない)により覆われており、ユーザが電源スイッチ106を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。このとき、撮影レンズ101の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点端(広角端)の配置となっており、ズームスイッチ110を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)への変倍動作を行うことができる。なお、光学ファインダ102の光学系も撮影レンズ101の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
The image information digitized by the signal processing device 114 is recorded in a semiconductor memory 115 such as a nonvolatile memory after being subjected to predetermined image processing in the image processing device 112 which is also controlled by the central processing unit 111. In this case, the semiconductor memory 115 may be a memory card loaded in the memory card slot 109 or a semiconductor memory built in the camera body (on-board). The liquid crystal monitor 107 can display an image being photographed, or can display an image recorded in the semiconductor memory 115. The image recorded in the semiconductor memory 115 can also be transmitted to the outside via a communication card 116 or the like loaded in a communication card slot (not shown).
When the camera is carried, the objective surface of the photographic lens 101 is covered with a lens barrier (not shown). When the user operates the power switch 106 to turn on the power, the lens barrier is opened and the objective surface is The structure is exposed. At this time, in the lens barrel of the photographing lens 101, the optical systems of the respective groups constituting the zoom lens are arranged at, for example, a short focal end (wide angle end), and each zoom switch 110 is operated by operating the zoom switch 110. The arrangement of the group optical system is changed, and the zooming operation to the long focal end (telephoto end) can be performed via the intermediate focal length. It is desirable that the optical system of the optical finder 102 is also scaled in conjunction with the change in the angle of view of the photographing lens 101.

多くの場合、シャッタボタン104の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズ(請求項1〜請求項10で定義され、あるいは前述した実施例1〜実施例5に示されるズームレンズ)におけるフォーカシングは、ズームレンズを構成する複数群の光学系の一部の群の移動、または受光素子の移動などによって行うことができる。シャッタボタン104をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ115に記録した画像を液晶モニタ107に表示させたり、通信カード等116を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン108を所定のごとく操作する。半導体メモリ115および通信カード等116は、メモリカードスロット109および通信カードスロット等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のようなデジタルカメラ(撮像装置)または情報装置には、既に述べた通り、第1の実施の形態に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ101を撮像用光学系として使用することができる。したがって、1、000万画素〜1,500万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ(撮像装置)または情報装置を実現することができる。
In many cases, focusing is performed by half-pressing the shutter button 104. Focusing in the zoom lens according to the present invention (the zoom lens defined in claims 1 to 10 or shown in the first to fifth embodiments described above) is one of a plurality of optical systems constituting the zoom lens. This can be done by moving a group of parts or moving a light receiving element. When the shutter button 104 is further pushed down to the fully depressed state, photographing is performed, and then the processing as described above is performed.
When the image recorded in the semiconductor memory 115 is displayed on the liquid crystal monitor 107 or transmitted to the outside via the communication card 116 or the like, the operation button 108 is operated as specified. The semiconductor memory 115 and the communication card 116 are used by being loaded into dedicated or general-purpose slots such as the memory card slot 109 and the communication card slot, respectively.
As described above, in the digital camera (imaging device) or information device as described above, the photographic lens 101 configured using the zoom lens as described in the first embodiment is used as the imaging optical system. can do. Therefore, it is possible to realize a small digital camera (imaging device) or information device with high image quality using light receiving elements having 10 million to 15 million pixels or more.

また、銀塩カメラのズーム撮影レンズや投影機の投射レンズとしても応用が可能である。   Also, it can be applied as a zoom photographing lens of a silver salt camera and a projection lens of a projector.

G1 第1レンズ群(正)
G2 第2レンズ群(負)
G3 第3レンズ群(正)
G4 第4レンズ群(正)
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9 第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、第7レンズ、第8レンズ、第9レンズ
AD 開口絞り
FM フィルタ等
101 撮影レンズ
102 光学ファインダ
103 ストロボ(フラッシュライト)
104 シャッタボタン
105 カメラボディ
106 電源スイッチ
107 液晶モニタ
108 操作ボタン
109 メモリカードスロット
110 ズームスイッチ
111 中央演算装置(CPU)
112 画像処理装置
113 受光素子
114 信号処理装置
115 半導体メモリ
116 通信カード等
G1 first lens group (positive)
G2 Second lens group (negative)
G3 Third lens group (positive)
G4 4th lens group (positive)
L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9 1st lens, 2nd lens, 3rd lens, 4th lens, 5th lens, 6th lens, 7th lens, 8th lens, 1st lens 9 lenses AD aperture stop FM filter, etc. 101 Shooting lens 102 Optical viewfinder 103 Strobe (flash light)
104 Shutter button 105 Camera body 106 Power switch 107 Liquid crystal monitor 108 Operation button 109 Memory card slot 110 Zoom switch 111 Central processing unit (CPU)
112 Image processing device 113 Light receiving element 114 Signal processing device 115 Semiconductor memory 116 Communication card, etc.

特開2008−203453号公報JP 2008-203453 A 特開2005−326743号公報JP 2005-326743 A 特開2001−318312号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-318312

Claims (12)

物体側より像面側に向かって順次、負レンズと物体側に凸面を持つ正レンズとから成り全体として正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群および正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に、変倍に際して光軸方向に独立に可動な開口絞りを配設すると共に、以下の条件式(1)を満足することを特徴とするズームレンズ。
1.0 < Lsw/|f12w| < 2.5 (1)
ただし、Lswは、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔、f12wは、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離を表す。
A first lens group having a positive refractive power as a whole, a second lens group having a negative refractive power, a positive lens consisting of a negative lens and a positive lens having a convex surface on the object side sequentially from the object side to the image side. A third lens group having a refractive power of 4 and a fourth lens group having a positive refractive power, and at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group and the second lens group So that the distance between the second lens group and the third lens group decreases, and the first lens group and the third lens group are positioned closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end. In a moving zoom lens,
An aperture stop movable independently in the optical axis direction during zooming is disposed between the second lens group and the third lens group, and the following conditional expression (1) is satisfied: lens.
1.0 <L sw / | f12w | <2.5 (1)
Where L sw is the distance between the second lens group and the third lens group at the wide-angle end, and f12w is the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the wide-angle end.
請求項1に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式(2)を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.05 < dSW/f < 0.20 (2)
ただし、dSWは、広角端における前記開口絞りと前記第3レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔、fは、望遠端における全系の焦点距離を表わす。
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (2) is satisfied.
0.05 <d SW / f T <0.20 (2)
Here, d SW represents the axial distance between the aperture stop at the wide-angle end and the most object side surface of the third lens group, and f T represents the focal length of the entire system at the telephoto end.
請求項1または請求項2に記載のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群内の前記正レンズが以下の条件式(3)、(4)を満足することを特徴とするズームレンズ。
60 < νdp < 95 (3)
0.007 < ΔPg,Fp < 0.05 (4)
ただし、ΔPg,Fp=Pg,Fp−(−0.001802×νdp+0.6483)、
νdpは、前記第1レンズ群内の正レンズの分散、Pg,Fpは、その正レンズの部分分散比を表す。
ここで、部分分散比Pg,Fpは、Pg,Fp=(n−n)/(n−n)であり、n,n,nは、それぞれ、その正レンズの、g線,F線,C線に対する屈折率である。
3. The zoom lens according to claim 1, wherein the positive lens in the first lens group satisfies the following conditional expressions (3) and (4): 4.
60 <νdp <95 (3)
0.007 <ΔPg , Fp <0.05 (4)
However, ΔP g, F p = P g, F p - (- 0.001802 × νdp + 0.6483),
νdp represents the dispersion of the positive lens in the first lens group, and P g, F p represents the partial dispersion ratio of the positive lens.
The partial dispersion ratio P g, F p is, P g, F p = ( n g -n F) a / (n F -n C), n g, n F, n C , respectively, the This is the refractive index of the positive lens with respect to g-line, F-line, and C-line.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式(5)を満足することを特徴とするズームレンズ。
5.0 < f1/fw < 8.0 (5)
ただし、f1は、前記第1レンズ群の焦点距離、fwは、広角端における全系の焦点距離を表す。
The zoom lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the following conditional expression (5) is satisfied.
5.0 <f1 / fw <8.0 (5)
However, f1 represents the focal length of the first lens group, and fw represents the focal length of the entire system at the wide angle end.
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群の前記正レンズは、非球面を有することを特徴とするズームレンズ。   5. The zoom lens according to claim 1, wherein the positive lens of the first lens group has an aspherical surface. 6. 請求項5記載のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群の負レンズと正レンズは、接合されていることを特徴とするズームレンズ。   6. The zoom lens according to claim 5, wherein the negative lens and the positive lens of the first lens group are cemented. 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群の最も像側に、像側に強い凹面を向けた負レンズを配設すると共に、以下の条件式(6)を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.5 < |r3R|/fw < 1.2 (6)
ただし、r3Rは、前記第3レンズ群の最も像側の面の曲率半径を表す。
7. The zoom lens according to claim 1, wherein a negative lens having a strong concave surface facing the image side is disposed closest to the image side of the third lens group, and the following conditional expression: A zoom lens satisfying (6).
0.5 <| r3R | / fw <1.2 (6)
Here, r 3R represents the radius of curvature of the most image side surface of the third lens group.
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式(7)を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.10 < X/f < 0.35 (7)
ただし、Xは、広角端から望遠端への変倍に際する前記第1レンズ群の総移動量、fは、望遠端における全系の焦点距離を表す。
8. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (7) is satisfied.
0.10 <X 1 / f T < 0.35 (7)
However, X 1 is the total amount of movement of the first lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end, f T represents the focal length of the entire system at the telephoto end.
請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式(8)を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.10 < X/f < 0.30 (8)
ただし、Xは、広角端から望遠端への変倍に際する前記第3レンズ群の総移動量を表す。
9. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (8) is satisfied.
0.10 <X 3 / f T < 0.30 (8)
However, X 3 represents the total amount of movement of the third lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end.
請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式(9)を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.50 < |f|/f < 0.85 (9)
ただし、fは、前記第2レンズ群の焦点距離、fは、前記第3レンズ群の焦点距離を表す。
10. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (9) is satisfied: 10.
0.50 <| f 2 | / f 3 <0.85 (9)
However, f 2 is the focal length of the second lens group, f 3 represents the focal length of the third lens group.
請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。   11. A camera comprising the zoom lens according to claim 1 as a photographing optical system. 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。   11. A portable information terminal device comprising the zoom lens according to claim 1 as a photographing optical system of a camera function unit.
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