JP2016145928A - Zoom lens and image capturing device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はズームレンズに関し、特に、監視カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ等の撮像装置に用いる撮像光学系として好適なものである。 The present invention relates to a zoom lens, and is particularly suitable as an imaging optical system used in an imaging apparatus such as a surveillance camera, a digital camera, a video camera, and a broadcast camera.
固体撮像素子を用いた撮像装置に用いる撮像光学系には、固体撮像素子の高精細化に加え、これに対応できる高い光学性能を有し、かつ広域撮影が容易な広画角のズームレンズであることが要望されている。 The imaging optical system used in an imaging device using a solid-state image sensor is a wide-angle zoom lens that has high optical performance that can cope with high-definition of the solid-state image sensor and can easily shoot a wide area. There is a desire to be.
特に高画質化の観点においては、SD(Standard Definition)画質から、メガピクセル、フルHD(High Definition)画質や、それ以上の画素数の撮像素子への対応が十分できる高い光学性能を有すること等が要望されている。また近年、監視カメラ市場の急速な拡大に伴い監視カメラに用いられるズームレンズは、広画角であり、Fnoが小さいことが求められている。一般的な監視カメラは、昼間の撮影には可視光を使用し、夜間の撮影には近赤外光を使用している。 In particular, from the viewpoint of high image quality, it has high optical performance that can sufficiently handle SD (Standard Definition) image quality, megapixels, full HD (High Definition) image quality, and image sensors with more pixels. Is desired. In recent years, with the rapid expansion of the surveillance camera market, a zoom lens used in a surveillance camera is required to have a wide angle of view and a small Fno. A general surveillance camera uses visible light for daytime photography and near infrared light for nighttime photography.
例えば監視カメラにおいては、多くの場合、夜間の撮影では波長800nm〜波長1000nmの近赤外光を利用して低照度下での撮影が容易となるようにしている。このため、監視カメラに用いられるズームレンズには、可視光(波長400nm〜波長700nm程度)から近赤外領域までの広い波長範囲で色収差が良好に補正され、ピントずれが少ないこと等が要望されている。 For example, in many cases, surveillance cameras use a near-infrared light having a wavelength of 800 nm to 1000 nm to facilitate shooting under low illuminance in night shooting. For this reason, zoom lenses used in surveillance cameras are required to have good correction of chromatic aberration in a wide wavelength range from visible light (wavelength 400 nm to wavelength 700 nm) to the near infrared region, and to reduce focus deviation. ing.
更に、屋内および屋外において、場所を選ばず設置しやすくするために、特に全系が小型であることも要望されている。これらの要望を満足するズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力のレンズ群が配置されたネガティブリード型のズームレンズが知られている。ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負、正、負の屈折力の第1レンズ群乃至第3レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動する3群ズームレンズが知られている(特許文献1,2)。 Furthermore, in order to facilitate installation indoors and outdoors, regardless of location, it is also desired that the entire system be particularly small. As a zoom lens satisfying these demands, a negative lead type zoom lens in which a lens group having a negative refractive power is disposed closest to the object side is known. As a negative lead type zoom lens, it is composed of first to third lens groups having negative, positive, and negative refractive powers in order from the object side to the image side, and a three-group zoom in which all the lens groups move during zooming. Lenses are known (Patent Documents 1 and 2).
前述したネガティブリード型の3群ズームレンズにおいて、全系が小型で、かつ広画角でありながら全ズーム領域にわたり高い光学性能を得るには各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。特に監視カメラに用いられるズームレンズでは、可視域から近赤外域までの広い波長範囲にわたり、色収差が良好に補正されピントずれが少なくなるようにレンズ構成を設定することが重要になってくる。 In the negative lead type three-group zoom lens described above, it is important to properly set the lens configuration of each lens group in order to obtain high optical performance over the entire zoom range while the entire system is small and has a wide angle of view. It becomes. In particular, in a zoom lens used for a surveillance camera, it is important to set the lens configuration so that chromatic aberration is corrected well and focus deviation is reduced over a wide wavelength range from the visible range to the near infrared range.
例えば、広い波長範囲において色収差を良好に補正し、ピントずれが少なくなるようにするには、第1レンズ群や第2レンズ群のレンズ構成及びそれらのレンズ群に用いるレンズの材料等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成が不適切であると、全系の小型化を図りつつ、広画角で、広い波長範囲にわたり高い光学性能のズームレンズを得るのが大変困難になってくる。 For example, in order to satisfactorily correct chromatic aberration in a wide wavelength range and reduce the focus shift, the lens configuration of the first lens group and the second lens group and the material of the lens used for these lens groups are appropriately selected. Setting is important. If these configurations are inappropriate, it becomes very difficult to obtain a zoom lens having a wide angle of view and high optical performance over a wide wavelength range while reducing the size of the entire system.
本発明は、レンズ系全体が小型で、広画角で、しかも全ズーム範囲において高い光学性能が容易に得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a zoom lens in which the entire lens system is small, has a wide angle of view, and can easily obtain high optical performance in the entire zoom range, and an imaging apparatus having the zoom lens.
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、前記第1レンズ群は負レンズと正レンズを有し、波長486.13nmの光に対する材料の屈折率をnF、波長587.6nmの光に対する材料の屈折率をnd、波長656.27nmの光に対する材料の屈折率をnC、波長1013.98nmの光に対する材料の屈折率をnt、材料のアッベ数νdと部分分散比θCtを、それぞれ
νd=(nd−1)/(nF−nC)
θCt=(nC−nt)/(nF−nC)
とするとき、
前記第2レンズ群は、
85<νd
−0.25<θCt−(0.0047×νd+0.546)<−0.10
なる条件式を満足する正レンズを有し、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
−3.5<f1/fw<−1.8
なる条件式を満足することを特徴としている。
The zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side to the image side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a negative refractive power. In a zoom lens in which each lens group moves so that the interval between the matching lens groups changes, the first lens group has a negative lens and a positive lens, and the refractive index of the material for light with a wavelength of 486.13 nm is nF, the wavelength The refractive index of the material for light of 587.6 nm is nd, the refractive index of the material for light of wavelength 656.27 nm is nC, the refractive index of the material for light of wavelength 1013.98 nm is nt, the Abbe number νd of the material and the partial dispersion ratio θCt is represented by νd = (nd−1) / (nF−nC), respectively.
θCt = (nC−nt) / (nF−nC)
And when
The second lens group includes:
85 <νd
−0.25 <θCt− (0.0047 × νd + 0.546) <− 0.10
When the positive lens satisfying the following conditional expression is satisfied, the focal length of the first lens unit is f1, and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw.
−3.5 <f1 / fw <−1.8
It satisfies the following conditional expression.
本発明によれば、レンズ系全体が小型で、広画角で、しかも全ズーム範囲において高い光学性能が容易に得られるズームレンズが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a zoom lens in which the entire lens system is small, has a wide angle of view, and can easily obtain high optical performance in the entire zoom range.
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置を図面に基づいて説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群より構成されている。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動する。 Hereinafter, a zoom lens of the present invention and an image pickup apparatus having the same will be described with reference to the drawings. The zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side to the image side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a negative refractive power. Each lens unit moves so that the interval between adjacent lens units changes during zooming.
図1は本発明の実施例1のズームレンズの広角端(短焦点距離端)におけるレンズ断面図である。図2(A)、(B)、(C)は本発明の実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端(長焦点距離端)における収差図である。実施例1はズーム比3.9、Fナンバー1.47〜3.23のズームレンズである。図3は本発明の実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図4(A)、(B)、(C)は本発明の実施例2のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例2はズーム比3.4、Fナンバー1.44〜2.66のズームレンズである。 FIG. 1 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end (short focal length end) of the zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention. 2A, 2B, and 2C are aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end (long focal length end) of the zoom lens according to the first exemplary embodiment of the present invention. Example 1 is a zoom lens having a zoom ratio of 3.9 and an F number of 1.47 to 3.23. FIG. 3 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention. FIGS. 4A, 4B, and 4C are aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is a zoom lens having a zoom ratio of 3.4 and an F number of 1.44 to 2.66.
図5は本発明の実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図6(A)、(B)、(C)は本発明の実施例3のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例3はズーム比4.9、Fナンバー1.44〜3.85のズームレンズである。図7(A)、(B)、(C)は実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における光路図である。図8は本発明のズームレンズを有する監視カメラ(撮像装置)の要部概略図である。 FIG. 5 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention. FIGS. 6A, 6B, and 6C are aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end of the zoom lens according to the third exemplary embodiment of the present invention. The third exemplary embodiment is a zoom lens having a zoom ratio of 4.9 and an F number of 1.44 to 3.85. FIGS. 7A, 7B, and 7C are optical path diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end of the zoom lens according to the first exemplary embodiment. FIG. 8 is a schematic view of a main part of a surveillance camera (imaging device) having the zoom lens of the present invention.
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮像光学系であり、レンズ断面図において、左方が物体側(前方)で、右方が像側(後方)である。尚、各実施例のズームレンズをプロジェクター等の光学機器に用いても良く、このときは、左方がスクリーン、右方が被投影画像となる。レンズ断面図において、L1は負の屈折力(光学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズ群、L2は正の屈折力の第2レンズ群、L3は負の屈折力の第3レンズ群である。SPは開放Fナンバー(Fno)光束を決定(制限)する開口絞りの作用をするFナンバー決定部材(以下「開口絞り」ともいう。)である。 The zoom lens of each embodiment is an image pickup optical system used in the image pickup apparatus. In the lens cross-sectional view, the left side is the object side (front) and the right side is the image side (rear). The zoom lens of each embodiment may be used in an optical device such as a projector. In this case, the left side is a screen and the right side is a projected image. In the lens cross-sectional view, L1 is a first lens group having negative refractive power (optical power = reciprocal of focal length), L2 is a second lens group having positive refractive power, and L3 is a third lens group having negative refractive power. It is. SP is an F number determining member (hereinafter also referred to as “aperture stop”) that functions as an aperture stop that determines (limits) an open F number (Fno) light beam.
Gは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が置かれる。 G is an optical block corresponding to an optical filter, a face plate, a quartz low-pass filter, an infrared cut filter, or the like. IP is an image plane, and when used as a photographing optical system of a video camera or a digital still camera, an imaging plane of a solid-state imaging device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor is placed.
矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。第3レンズ群L3に関する矢印3aは無限遠にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。また矢印3bは近距離にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。第3レンズ群L3に関する矢印3cは無限遠から近距離へのフォーカシングに際しての移動方向を示している。 The arrows indicate the movement trajectory of each lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. An arrow 3a related to the third lens unit L3 indicates a movement locus during zooming from the wide-angle end to the telephoto end when focusing at infinity. An arrow 3b indicates a movement locus during zooming from the wide-angle end to the telephoto end when focusing on a short distance. An arrow 3c relating to the third lens unit L3 indicates a moving direction during focusing from infinity to a short distance.
球面収差においては、d線(波長587.6nm)、C線(波長656.3nm)、F線(波長486.13nm)、波長850nm、t線(波長1013.98nm)を表示している。非点収差においてΔMはメリディオナル像面、ΔSはサジタル像面を表している。歪曲収差においてはd線を表示している。倍率色収差においてはd線に対するC線、F線、波長850nm、t線の収差を表示している。FnoはFナンバー、ωは半画角(度)である。 In spherical aberration, d-line (wavelength 587.6 nm), C-line (wavelength 656.3 nm), F-line (wavelength 486.13 nm), wavelength 850 nm, and t-line (wavelength 1013.98 nm) are displayed. In astigmatism, ΔM represents a meridional image plane, and ΔS represents a sagittal image plane. In the distortion aberration, the d line is displayed. In the lateral chromatic aberration, aberrations of C line, F line, wavelength 850 nm, and t line with respect to the d line are displayed. Fno is an F number, and ω is a half angle of view (degrees).
本発明は、全系が小型でありながら全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、特に可視光から近赤外光に至る広い波長範囲においてピントずれの少ない、広画角で明るい小型のズームレンズである。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、および負の屈折力の第3レンズ群L3より構成される3群構成のズームレンズである。広角端から望遠端へのズーミングに際しては各レンズ群が矢印の方向に互いに異なった軌跡で移動する。 The present invention is a compact zoom lens having a wide field angle and a bright brightness with a high optical performance over the entire zoom range while the entire system is small, and with little focus shift in a wide wavelength range from visible light to near infrared light. It is. The zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side to the image side, a first lens unit L1 having a negative refractive power, a second lens unit L2 having a positive refractive power, and a third lens unit L3 having a negative refractive power. This is a three-group zoom lens. When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the lens units move in different directions in the direction of the arrows.
本発明のズームレンズのズームタイプは、ネガティブリード(負レンズ群先行)の3群構成である。第1レンズ群L1を負の屈折力としつつ、各レンズ群の間隔を変化させることによりズーミングを行い、広画角化に好適な構成としている。第2レンズ群L2と、第3レンズ群L3が互いに異なった軌跡で移動して変倍を行い、それに伴う像面変動を最も物体側の第1レンズ群L1が移動して補正している。フォーカシングは、第3レンズ群L3で行う。 The zoom type of the zoom lens of the present invention has a three-group configuration of negative lead (negative lens group preceding). While the first lens unit L1 has negative refracting power, zooming is performed by changing the interval between the lens units, which is suitable for widening the angle of view. The second lens unit L2 and the third lens unit L3 move along different trajectories to perform zooming, and the image plane variation associated therewith is moved and corrected by the first lens unit L1 closest to the object side. Focusing is performed by the third lens unit L3.
各実施例において、第1レンズ群L1は負レンズと正レンズを有する。第2レンズ群L2は1枚以上の正レンズを有する。ここで波長486.13nmの光に対する材料の屈折率をnF、波長587.6nmの光に対する材料の屈折率をnd、波長656.27nmの光に対する材料の屈折率をnC、波長1013.98nmの光に対する材料の屈折率をntとする。そして材料のアッベ数νdと部分分散比θCtを、それぞれ
νd=(nd−1)/(nF−nC)
θCt=(nC−nt)/(nF−nC)
とする。
In each embodiment, the first lens unit L1 includes a negative lens and a positive lens. The second lens unit L2 has one or more positive lenses. Here, the refractive index of the material for light with a wavelength of 486.13 nm is nF, the refractive index of the material for light with a wavelength of 587.6 nm is nd, the refractive index of the material for light with a wavelength of 656.27 nm is nC, and the light with a wavelength of 1013.98 nm. Let nt be the refractive index of the material. Then, the Abbe number νd and the partial dispersion ratio θCt of the material are represented by νd = (nd−1) / (nF−nC), respectively.
θCt = (nC−nt) / (nF−nC)
And
第2レンズ群L2が有する正レンズのうち少なくとも1枚の正レンズAの材料のアッベ数をνdA、部分分散比をθCtAとする。第1レンズ群L1の焦点距離をf1、広角端における全系の焦点距離をfwとする。このとき、
85<νdA ・・・(1)
−0.25<θCtA−(0.0047・νdA+0.546)<−0.10・・(2)
−3.5<f1/fw<−1.8 ・・・(3)
なる条件式を満足する。尚、各パラメータの値は、特に断りがない限り、d線(波長587.6nm)における値である。
The Abbe number of the material of at least one positive lens A of the positive lenses included in the second lens unit L2 is νdA, and the partial dispersion ratio is θCtA. The focal length of the first lens unit L1 is f1, and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw. At this time,
85 <νdA (1)
−0.25 <θCtA− (0.0047 · νdA + 0.546) <− 0.10 ·· (2)
−3.5 <f1 / fw <−1.8 (3)
The following conditional expression is satisfied. In addition, the value of each parameter is a value in d line (wavelength 587.6 nm) unless otherwise specified.
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(1)、(2)は、全ズーム範囲にわたり、可視光から近赤外光までの広い波長範囲においてピントずれを軽減し、高い光学性能を得るためのものである。広い波長範囲においてピントずれを補正するには、軸上光束のマージナル光線が高い正レンズの材料にアッベ数が大きい、すなわち分散が小さい材料を用いて、軸上色収差を軽減するのが良い。 Next, the technical meaning of each conditional expression described above will be described. Conditional expressions (1) and (2) are for reducing defocusing in a wide wavelength range from visible light to near-infrared light over the entire zoom range and obtaining high optical performance. In order to correct the focus shift in a wide wavelength range, it is preferable to reduce the axial chromatic aberration by using a material having a large Abbe number, that is, a small dispersion, as the material of the positive lens having a high marginal ray of the axial light beam.
各実施例の3群構成のズームレンズでは、図7(A),(B),(C)に示すように全ズーム範囲において軸上光束のマージナル光線は第2レンズ群L2で光線の入射高さ(hw)が高くなる。条件式(1)、(2)は第2レンズ群L2が有する少なくとも1つの正レンズの材料の光学特性を規定している。 In the zoom lens having the three-group structure of each embodiment, as shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the marginal ray of the axial beam is incident on the second lens unit L2 in the entire zoom range. (Hw) becomes high. Conditional expressions (1) and (2) define the optical characteristics of the material of at least one positive lens included in the second lens unit L2.
ところでアッベ数νdは可視光域のd線、F線、C線の屈折率nd、nF、nCを用い前述の如く定義される。そのためアッベ数νdを基準にレンズの材料を選択することで、可視光域で色収差の補正が容易となる。しかしながらアッベ数νdは、近赤外域の特性を規定するものではないので、アッベ数νdの値のみでレンズの材料を選定しても、波長が900nm以上の近赤外域に対しては必ずしも色収差を良好に補正することができない。 The Abbe number νd is defined as described above using the refractive indices nd, nF, and nC of the d-line, F-line, and C-line in the visible light region. Therefore, by selecting the lens material based on the Abbe number νd, it becomes easy to correct chromatic aberration in the visible light range. However, since the Abbe number νd does not prescribe the characteristics in the near infrared region, even if the lens material is selected only by the value of the Abbe number νd, chromatic aberration is not necessarily produced in the near infrared region having a wavelength of 900 nm or more. It cannot be corrected well.
そこでアッベ数νdに加えてt線における部分分散比θCtに着目してレンズの材料を選択することで、可視光域と近赤外域との両方の波長範囲で軸上色収差の制御を行い、広い波長範囲でピントずれを軽減している。またこのような材料を選定することで、近赤外域の倍率色収差の補正も良好に行っている。 Therefore, by selecting the material of the lens by paying attention to the partial dispersion ratio θCt in the t-line in addition to the Abbe number νd, axial chromatic aberration is controlled in both the visible light range and the near-infrared wavelength range. Defocus is reduced in the wavelength range. In addition, by selecting such a material, the correction of lateral chromatic aberration in the near-infrared region is performed well.
条件式(1)と条件式(2)は第2レンズ群L2が有する少なくとも1枚の正レンズの材料の特性を規定するものである。条件式(1)の下限を超えてアッベ数が小さい(すなわち分散が大きい)材料を適用すると、可視光域での軸上色収差を良好に補正することが困難となる。 Conditional expression (1) and conditional expression (2) define the material characteristics of at least one positive lens included in the second lens unit L2. When a material having a small Abbe number (that is, a large dispersion) is applied beyond the lower limit of conditional expression (1), it is difficult to satisfactorily correct axial chromatic aberration in the visible light region.
条件式(2)の下限を超えた部分分散比θCtとアッベ数νdの関係を持つ材料は、近赤外域での軸上色収差を小さく抑制することが容易となるが、現状ではこのような特性を実現する光学材料を製造するのが困難である。逆に条件式(2)の上限を超えて部分分散比θCtAが大きくなりすぎると、近赤外域での波長による屈折率の差が大きくなりすぎ、軸上色収差の補正が困難となる。 A material having a relationship between the partial dispersion ratio θCt and the Abbe number νd exceeding the lower limit of the conditional expression (2) can easily suppress the axial chromatic aberration in the near infrared region, but at present, such a characteristic is obtained. It is difficult to manufacture an optical material that realizes the above. Conversely, if the partial dispersion ratio θCtA exceeds the upper limit of the conditional expression (2) and becomes too large, the difference in refractive index depending on the wavelength in the near infrared region becomes too large, making it difficult to correct axial chromatic aberration.
条件式(3)は全系が小型でありながら高画角を得るためのものであり、広角端における全系の焦点距離を短くした際に、第1レンズ群L1のパワーをそれに応じて適切に規定している。条件式(3)の上限値を超えると、第1レンズ群L1の負のパワーが強く(負の屈折力の絶対値が大きく)なりすぎてしまう。それにより諸収差のバランスを良好にするのが困難となり、全ズーム範囲において像面湾曲や色収差等の諸収差を良好に補正するのが困難になる。 Conditional expression (3) is for obtaining a high angle of view while the entire system is small. When the focal length of the entire system at the wide-angle end is shortened, the power of the first lens unit L1 is appropriately set accordingly. It is stipulated in. When the upper limit value of conditional expression (3) is exceeded, the negative power of the first lens unit L1 becomes too strong (the absolute value of the negative refractive power becomes too large). This makes it difficult to balance the various aberrations, and it is difficult to satisfactorily correct various aberrations such as field curvature and chromatic aberration over the entire zoom range.
また、条件式(3)の下限値を超えると、第1レンズ群L1の負のパワーが弱く(負の屈折力の絶対値が小さく)なりすぎてしまう。それにより広画角化が困難になるだけでなく、第1レンズ群L1の広角端から望遠端までのズーミングに伴う移動量が増大して、レンズ全長が増大し、また前玉有効径が大型化し、全系が大型化してくる。 When the lower limit of conditional expression (3) is exceeded, the negative power of the first lens unit L1 is too weak (the absolute value of the negative refractive power is too small). This not only makes it difficult to widen the angle of view, but also increases the amount of movement associated with zooming from the wide-angle end to the telephoto end of the first lens unit L1, increases the overall lens length, and increases the effective diameter of the front lens. And the entire system becomes larger.
各実施例では以上のように構成することにより、全系が小型でありながら全ズーム範囲にわたり、可視光から近赤外光においてピントずれが少なく、広画角で明るい高い光学性能を有するズームレンズを得ている。なお好ましくは条件式(1)乃至(3)の数値範囲を次のごとく設定するのが良い。
90<νdA ・・・(1a)
−0.22<θCtA−(0.0047・νdA+0.546)<−0.12
・・・(2a)
−3.2<f1/fw<−1.9 ・・・(3a)
In each embodiment, the zoom lens having the high optical performance with a wide angle of view and a wide angle of view with little focus shift from visible light to near-infrared light over the entire zoom range while having a small size of the entire system by configuring as described above. Have gained. Preferably, the numerical ranges of conditional expressions (1) to (3) are set as follows.
90 <νdA (1a)
−0.22 <θCtA− (0.0047 · νdA + 0.546) <− 0.12
... (2a)
-3.2 <f1 / fw <-1.9 (3a)
本発明の目的とするズームレンズは、以上のような構成を満足することにより実現される。さらには各実施例において、好ましくは次の諸条件のうちの1以上を満足するのが良い。 The zoom lens that is the object of the present invention is realized by satisfying the above-described configuration. Furthermore, in each embodiment, it is preferable to satisfy one or more of the following conditions.
第2レンズ群L2の焦点距離をf2、第3レンズ群L3の焦点距離をf3とする。第1レンズ群L1に含まれる正レンズのうち少なくとも1枚の正レンズ1pの材料の屈折率とアッベ数を各々Nd1p、νd1pとする。第1レンズ群L1は2枚以上の負レンズを有し、第2レンズ群L2は3枚以上の正レンズと1枚以上の負レンズを有する。 The focal length of the second lens unit L2 is f2, and the focal length of the third lens unit L3 is f3. The refractive index and the Abbe number of the material of at least one positive lens 1p among the positive lenses included in the first lens unit L1 are Nd1p and νd1p, respectively. The first lens group L1 has two or more negative lenses, and the second lens group L2 has three or more positive lenses and one or more negative lenses.
広角端から望遠端へのズーミングにおける第3レンズ群L3の移動量をM3とする。ここで広角端から望遠端へのズーミングに伴うレンズ群の移動量とは、レンズ群の広角端における光軸上の位置と望遠端における光軸上の位置の差をいう。移動量の符号はレンズ群が広角端に比べて望遠端において像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする。広角端におけるレンズ全長をOALwとする。 The amount of movement of the third lens unit L3 during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is M3. Here, the amount of movement of the lens unit accompanying zooming from the wide-angle end to the telephoto end refers to the difference between the position on the optical axis at the wide-angle end of the lens unit and the position on the optical axis at the telephoto end. The sign of the amount of movement is positive when the lens group is located on the image side at the telephoto end compared to the wide-angle end, and negative when it is located on the object side. The total lens length at the wide angle end is OALw.
第2レンズ群L2の広角端における横倍率をβ2w、第2レンズ群L2の望遠端における横倍率をβ2t、第3レンズ群L3の広角端における横倍率をβ3w、第3レンズ群L3の望遠端における横倍率をβ3tとする。このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 The lateral magnification at the wide-angle end of the second lens unit L2 is β2w, the lateral magnification at the telephoto end of the second lens unit L2 is β2t, the lateral magnification at the wide-angle end of the third lens unit L3 is β3w, and the telephoto end of the third lens unit L3 Let β3t be the lateral magnification at. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
−0.50<f2/f3<−0.15 ・・・(4)
1.80<Nd1p ・・・(5)
νd1p<26.0 ・・・(6)
−1.2<f1/f2<−0.4 ・・・(7)
−20.0<f3/fw<−5.0 ・・・(8)
0.12<−M3/OALw<0.50 ・・・(9)
0.28<(β3t/β3w)/(β2t/β2w)<0.70 ・・・(10)
−0.50 <f2 / f3 <−0.15 (4)
1.80 <Nd1p (5)
νd1p <26.0 (6)
−1.2 <f1 / f2 <−0.4 (7)
-20.0 <f3 / fw <-5.0 (8)
0.12 <-M3 / OALw <0.50 (9)
0.28 <(β3t / β3w) / (β2t / β2w) <0.70 (10)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(4)は、第2レンズ群L2および第3レンズ群L3のパワーの関係を規定している。第2レンズ群L2および第3レンズ群L3は、ともに増倍効果を担うレンズ群となる。 Next, the technical meaning of each conditional expression described above will be described. Conditional expression (4) defines the power relationship between the second lens unit L2 and the third lens unit L3. The second lens group L2 and the third lens group L3 are both lens groups that bear the multiplication effect.
条件式(4)は第2レンズ群L2と第3レンズ群L3のパワーの条件を規定し、光学性能を良好に維持しつつ、高ズーム比化を得るためのものである。条件式(4)の上限を超えて、第2レンズ群L2の正のパワーが強くなりすぎると、球面収差やコマ収差などの諸収差が増大してしまい好ましくない。条件式(4)の下限を超えて、第3レンズ群L3の負のパワーが強く(負の屈折力の絶対値が大きく)なりすぎると、コマ収差などの諸収差が増加してしまい好ましくない。 Conditional expression (4) defines the power conditions of the second lens unit L2 and the third lens unit L3, and achieves a high zoom ratio while maintaining good optical performance. If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded and the positive power of the second lens unit L2 becomes too strong, various aberrations such as spherical aberration and coma increase, which is not preferable. Exceeding the lower limit of conditional expression (4), if the negative power of the third lens unit L3 is too strong (the absolute value of the negative refractive power is too large), various aberrations such as coma increase, which is not preferable. .
条件式(4)の数値範囲に関しては、以下の如く限定するとより好ましい。
−0.45<f2/f3<−0.17 ・・・(4a)
条件式(5)、条件式(6)は、第1レンズ群L1に含まれる少なくとも1枚の正レンズ1pの材料を規定している。条件式(5)の下限を超えると、望遠端において球面収差がオーバー方向へ増大しやすくなり好ましくない。さらに、正レンズのパワーを得るために曲率半径を小さくするかレンズ厚を大きくとる必要が生じ、小型化の観点からも好ましくない。
The numerical value range of conditional expression (4) is more preferably limited as follows.
−0.45 <f2 / f3 <−0.17 (4a)
Conditional expressions (5) and (6) define the material of at least one positive lens 1p included in the first lens unit L1. Exceeding the lower limit of conditional expression (5) is not preferable because spherical aberration tends to increase in the over direction at the telephoto end. Furthermore, it is necessary to reduce the radius of curvature or increase the lens thickness in order to obtain the power of the positive lens, which is not preferable from the viewpoint of miniaturization.
条件式(6)は主に、色収差を良好に補正するためのものである。条件式(6)は第1レンズ群L1の負レンズより発生する色収差を補正するためのものである。条件式(6)の上限を超えると、倍率色収差の補正が不足してくる。例えば、d線に対するg線やF線などの短波長側の収差が収差図上においてアンダー方向へ増加してしまい好ましくない。 Conditional expression (6) is mainly for favorably correcting chromatic aberration. Conditional expression (6) is for correcting chromatic aberration generated from the negative lens of the first lens unit L1. If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, correction of lateral chromatic aberration will be insufficient. For example, aberrations on the short wavelength side such as g-line and F-line with respect to d-line increase in the under direction in the aberration diagram, which is not preferable.
条件式(5)、条件式(6)の数値範囲に関しては、それぞれ以下の如く設定すると更に好ましい。
1.90<Nd1p ・・・(5a)
νd1p<20.0 ・・・(6a)
条件式(7)は、変倍用のレンズ群の1つである第2レンズ群L2の焦点距離と、広画角化のために負のパワーが必要とされる第1レンズ群L1の焦点距離の関係を規定している。
The numerical ranges of conditional expression (5) and conditional expression (6) are more preferably set as follows.
1.90 <Nd1p (5a)
νd1p <20.0 (6a)
Conditional expression (7) indicates that the focal length of the second lens unit L2, which is one of the lens units for zooming, and the focal point of the first lens unit L1 that requires negative power for widening the angle of view. It defines the relationship of distance.
また、第1レンズ群L1は広画角化しやすくするため、少なくとも2枚以上の負レンズを有する構成とし、第2レンズ群L2は、正の屈折力のレンズ群として変倍作用を持たせやすくするために少なくとも3枚以上の正レンズを有する構成とするのが良い。さらに第1レンズ群L1と第2レンズ群L2は、収差補正の観点から正レンズおよび負レンズをどちらも1枚以上有する構成とするのが良い。 The first lens unit L1 is configured to include at least two or more negative lenses in order to facilitate a wide angle of view, and the second lens unit L2 is likely to have a zooming function as a lens unit having a positive refractive power. In order to achieve this, it is preferable to have a configuration having at least three positive lenses. Further, the first lens unit L1 and the second lens unit L2 are preferably configured to have at least one positive lens and one negative lens from the viewpoint of aberration correction.
条件式(7)の上限を超えて、第1レンズ群L1の負のパワーが強くなりすぎると、像面湾曲や色収差をバランス良く補正するのが困難になる。この他、条件式(7)の上限を超えて、第2レンズ群L2の正のパワーが弱くなりすぎると、ズーミングに際しての第2レンズ群L2の移動量が増大し、全系の小型化が困難になる。 If the upper limit of conditional expression (7) is exceeded and the negative power of the first lens unit L1 becomes too strong, it will be difficult to correct field curvature and chromatic aberration in a well-balanced manner. In addition, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded and the positive power of the second lens unit L2 becomes too weak, the amount of movement of the second lens unit L2 during zooming increases and the entire system can be downsized. It becomes difficult.
条件式(7)の下限を超えて、第1レンズ群L1の負のパワーが弱くなりすぎると、ズーミングに際しての像面変動の補正として移動量が増大し、レンズ全長が増大し、また前玉有効径が大型化してくる。この他、条件式(7)の下限を超えて、第2レンズ群L2の正のパワーが強くなりすぎると球面収差などの諸収差が増大してくる。条件式(7)の数値範囲に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
−1.0<f1/f2<−0.5 ・・・(7a)
If the lower limit of conditional expression (7) is exceeded and the negative power of the first lens unit L1 becomes too weak, the amount of movement increases as a correction for image plane variation during zooming, and the total lens length increases. Effective diameter increases. In addition, if the positive power of the second lens unit L2 becomes too strong beyond the lower limit of conditional expression (7), various aberrations such as spherical aberration increase. The numerical range of conditional expression (7) is more preferably set as follows.
−1.0 <f1 / f2 <−0.5 (7a)
条件式(8)は、変倍効果を持たせつつフォーカシングに際して駆動させる第3レンズ群L3のパワーを適切に規定している。条件式(8)の上限を超えて、第3レンズ群L3の負のパワーが強くなり過ぎると、非点収差などの軸外収差や像面湾曲が増加してしまい好ましくない。さらには、フォーカシングにおける敏感度が高くなり過ぎてしまい、製造を高精度に行うのが困難になってくる。 Conditional expression (8) appropriately defines the power of the third lens unit L3 to be driven during focusing while providing a zooming effect. If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded and the negative power of the third lens unit L3 becomes too strong, off-axis aberrations such as astigmatism and field curvature increase, which is not preferable. Furthermore, the sensitivity in focusing becomes too high, making it difficult to manufacture with high accuracy.
条件式(8)の下限を超えて、第3レンズ群L3の負のパワーが弱くなり過ぎると、フォーカシングやズーミングに際しての第3レンズ群L3の移動量が多くなってしまい、全系の小型化が困難になる。条件式(8)の数値範囲に関しては、以下の如く限定するとより好ましい。
−16.0<f3/fw<−6.0 ・・・(8a)
If the lower limit of conditional expression (8) is exceeded and the negative power of the third lens unit L3 becomes too weak, the amount of movement of the third lens unit L3 during focusing and zooming increases, and the entire system becomes smaller. Becomes difficult. The numerical value range of conditional expression (8) is more preferably limited as follows.
−16.0 <f3 / fw <−6.0 (8a)
条件式(9)は、ズーミングに際しての第3レンズ群L3の移動量に関する。レンズ全長OALwは、最も物体側のレンズの面頂点から最終レンズ面までの距離に空気換算のバックフォーカスを加えた値である。条件式(9)の上限を超えて、レンズ全長に占める第3レンズ群L3の移動量が大きくなりすぎると、ズーミングに際しての第1レンズ群L1と、第2レンズ群L2の移動量を所定量確保するのが難しくなる。それにより他のレンズ群のパワーを強める必要が生じ、この結果、諸収差の変動が大きくなってくる。 Conditional expression (9) relates to the amount of movement of the third lens unit L3 during zooming. The total lens length OALw is a value obtained by adding an air-converted back focus to the distance from the surface vertex of the lens closest to the object side to the final lens surface. If the amount of movement of the third lens unit L3 occupying the entire length of the lens exceeds the upper limit of conditional expression (9), the amount of movement of the first lens unit L1 and the second lens unit L2 during zooming is a predetermined amount. It becomes difficult to secure. As a result, it is necessary to increase the power of the other lens units, and as a result, the fluctuations in various aberrations become large.
条件式(9)の下限を超えて、第3レンズ群L3の移動量が少なくなると、所定の変倍比を得るのが困難となり、また第3レンズ群L3の負のパワーを強める必要が生じ、その結果、フォーカシングに際しての収差変動が増大してくる。また、第3レンズ群L3には非球面を導入するのが良い。これによれば第3レンズ群L3を構成するレンズの枚数を減らして第3レンズ群L3の厚さを短くすることが容易となり、フォーカスレンズ群としての駆動機構の小型化が容易になる。条件式(9)の数値範囲に関しては、以下の如く限定するとより好ましい。
0.16<−M3/OALw<0.40 ・・・(9a)
If the lower limit of conditional expression (9) is exceeded and the amount of movement of the third lens unit L3 decreases, it becomes difficult to obtain a predetermined zoom ratio, and the negative power of the third lens unit L3 needs to be increased. As a result, aberration fluctuations during focusing increase. In addition, it is preferable to introduce an aspherical surface to the third lens unit L3. According to this, it becomes easy to reduce the thickness of the third lens group L3 by reducing the number of lenses constituting the third lens group L3, and it becomes easy to reduce the size of the drive mechanism as the focus lens group. The numerical range of conditional expression (9) is more preferably limited as follows.
0.16 <-M3 / OALw <0.40 (9a)
条件式(10)は、第2レンズ群L2の広角端と望遠端における横倍率に対する第3レンズ群L3の広角端と望遠端における横倍率の比との関係を規定する。つまり、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の変倍分担の比を規定している。条件式(10)の上限を超えると、第3レンズ群L3の変倍分担が大きくなり過ぎてしまい、ズーミングに際しての第3レンズ群L3の移動量を大きくとる必要が生じ全系の小型化が困難になる。 Conditional expression (10) defines the relationship between the lateral magnification ratio of the third lens unit L3 at the wide-angle end and the telephoto end with respect to the lateral magnification at the wide-angle end and the telephoto end of the second lens unit L2. That is, the ratio of variable magnification sharing between the second lens unit L2 and the third lens unit L3 is defined. If the upper limit of the conditional expression (10) is exceeded, the variable magnification share of the third lens unit L3 becomes too large, and it is necessary to increase the amount of movement of the third lens unit L3 during zooming, which reduces the size of the entire system. It becomes difficult.
条件式(10)の下限を超えると、第2レンズ群L2の変倍分担が大きくなり過ぎてしまい、ズーミングに際しての第2レンズ群L2の移動量を大きくとる必要が生じ全系の小型化が困難になる。条件式(10)の数値範囲に関しては、以下の如く限定するとより好ましい。
0.34<(β3t/β3w)/(β2t/β2w)<0.60 ・・・(10a)
When the lower limit of the conditional expression (10) is exceeded, the variable magnification sharing of the second lens unit L2 becomes too large, and it is necessary to increase the amount of movement of the second lens unit L2 during zooming, which reduces the size of the entire system. It becomes difficult. The numerical range of conditional expression (10) is more preferably limited as follows.
0.34 <(β3t / β3w) / (β2t / β2w) <0.60 (10a)
また、本発明のズームレンズをズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有する撮像装置に適用するときは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。ズームレンズの広角端における開放FナンバーをFnow、ズームレンズの望遠端における開放FナンバーをFnotとする。 Further, when the zoom lens of the present invention is applied to an image pickup apparatus having an image pickup element that receives an image formed by the zoom lens, it is preferable that at least one of the following conditional expressions is satisfied. The open F number at the wide-angle end of the zoom lens is Fnow, and the open F number at the telephoto end of the zoom lens is Fnot.
望遠端における全系の焦点距離をft、波長850nmの光に対する広角端における全系の焦点距離をfw_850、波長850nmの光に対する望遠端における全系の焦点距離をft_850する。撮像素子の画素ピッチをpとする。 The focal length of the entire system at the telephoto end is ft, the focal length of the entire system at the wide-angle end with respect to light with a wavelength of 850 nm is fw_850, and the focal length of the entire system at the telephoto end with respect to light with a wavelength of 850 nm is ft_850. Let p be the pixel pitch of the image sensor.
このとき、次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
2.0<Fnow・((fw_850−fw)/p)<30.0 ・・・(11)
10.0<Fnot・((ft_850−ft)/p)<120.0 ・・・(12)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
At this time, one or more of the following conditional expressions should be satisfied.
2.0 <Fnow · ((fw_850−fw) / p) <30.0 (11)
10.0 <Fnot · ((ft — 850−ft) / p) <120.0 (12)
Next, the technical meaning of each conditional expression will be described.
条件式(11)、(12)は、可視光から近赤外光までの波長範囲におけるピントずれを軽減するためのものである。条件式(11)は、近赤外光(850nm)での広角端における全系の焦点距離とd線での広角端における全系の焦点距離を適切に規定している。条件式(12)は近赤外光(850nm)での望遠端における全系の焦点距離とd線での望遠端における全系の焦点距離を適切に規定している。また条件式(11)、(12)はピントズレのレベルの要因となるFナンバー、そして撮像素子のセンサーピッチを適切に規定している。 Conditional expressions (11) and (12) are for reducing the focus shift in the wavelength range from visible light to near infrared light. Conditional expression (11) appropriately defines the focal length of the entire system at the wide-angle end at near-infrared light (850 nm) and the focal length of the entire system at the wide-angle end at d-line. Conditional expression (12) appropriately defines the focal length of the entire system at the telephoto end at near-infrared light (850 nm) and the focal length of the entire system at the telephoto end at d-line. Conditional expressions (11) and (12) appropriately define the F number that causes the focus shift level and the sensor pitch of the image sensor.
条件式(11)は広角端、また条件式(12)は望遠端における可視光から近赤外光までの波長範囲において高い解像力を得るためであり、双方の技術的な意味は同じである。条件式(11)および条件式(12)の上限を超えると、センサーピッチに対して波長850nmとd線の焦点距離の差が大きくなる傾向となるため、可視光から近赤外光までの波長範囲におけるピントずれが大きくなる。そのため可視光領域から近赤外領域において高い解像力を得ることが困難となる。 Conditional expression (11) is for obtaining a high resolving power in the wavelength range from visible light to near-infrared light at the telephoto end, and conditional expression (12) is for the same technical meaning. If the upper limit of conditional expression (11) and conditional expression (12) is exceeded, the difference between the focal length of the wavelength 850 nm and the d-line with respect to the sensor pitch tends to increase, so the wavelength from visible light to near infrared light The focus shift in the range increases. For this reason, it is difficult to obtain a high resolving power from the visible light region to the near infrared region.
条件式(11)および(12)の下限を超えると、軸上色収差を補正するために超低分散性材料を多用する必要が生じ、全系の小型化を図るのが難しくなり、またレンズとしての精度の良い製造が困難となる。 If the lower limit of conditional expressions (11) and (12) is exceeded, it will be necessary to use a very low dispersion material to correct axial chromatic aberration, making it difficult to reduce the size of the entire system, and as a lens. It becomes difficult to manufacture with good accuracy.
更に好ましくは条件式(11)、(12)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
3.0<Fnow・((fw_850−fw)/p)<30 ・・・(11a)
20.0<Fnot・((ft_850−ft)/p)<120 ・・・(12a)
More preferably, the numerical ranges of conditional expressions (11) and (12) are set as follows.
3.0 <Fnow · ((fw — 850−fw) / p) <30 (11a)
20.0 <Fnot · ((ft — 850−ft) / p) <120 (12a)
以上のように各実施例によれば、全系が小型でありながら全ズーム範囲にわたり高い光学性能で、可視光から近赤外光においてピントずれが少なく、広画角で明るいズームレンズおよびそれを有する撮像装置が得られる。特に広角端の撮影画角が90°以上、広角端のFナンバーが1.4程度をカバーしたズームレンズが得られる。この他、フルHDやそれ以上の画素数の撮像素子を有する撮像装置にも十分に対応できるズームレンズが得られる。 As described above, according to each of the embodiments, a zoom lens and a bright lens having a wide angle of view with a high optical performance over the entire zoom range, a small focus shift in visible to near-infrared light, and a wide angle of view. An imaging device having the same is obtained. In particular, it is possible to obtain a zoom lens that covers a photographing field angle at the wide-angle end of 90 ° or more and an F-number at the wide-angle end of about 1.4. In addition, a zoom lens can be obtained that can sufficiently cope with an image pickup apparatus having an image pickup element with full HD or more pixels.
本発明のズームレンズは第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、像側の面が凹形状の負レンズ、像側の面が凹形状の負レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズより構成される。第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に、両凸形状の正レンズ、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズより構成される。 In the zoom lens according to the present invention, the first lens unit L1 has, in order from the object side to the image side, a negative lens having a concave surface on the image side, a negative lens having a concave surface on the image side, and a convex lens on the object side. Consists of a positive lens. The second lens unit L2 includes, in order from the object side to the image side, a biconvex positive lens, a cemented lens in which a biconvex positive lens and a biconcave negative lens are cemented, and a biconvex positive lens. The
または第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に、両凸形状の正レンズ、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズ、両凸形状の正レンズより構成される。第3レンズ群L3は物体側の面が凹形状の負レンズより構成される。 Alternatively, the second lens unit L2 includes, in order from the object side to the image side, a biconvex positive lens, a cemented lens in which a biconvex positive lens and a biconcave negative lens are cemented, a biconvex positive lens, Consists of a convex positive lens. The third lens unit L3 includes a negative lens having a concave surface on the object side.
次に各実施例の具体的なレンズ構成について説明する。
(実施例1)
以下、各レンズ群は物体側から像側に順に配置されているものとして説明する。第1レンズ群L1は、物体側が凸のメニスカス形状の負レンズG11、両凹形状の負レンズG12、物体側が凸のメニスカス形状の正レンズG13(正レンズ1p)により成っている。正レンズG13は高分散材料を使用することにより色収差を良好に補正している。
Next, a specific lens configuration of each embodiment will be described.
Example 1
In the following description, it is assumed that each lens group is arranged in order from the object side to the image side. The first lens unit L1 includes a negative meniscus lens G11 convex on the object side, a biconcave negative lens G12, and a positive meniscus lens G13 (positive lens 1p) convex on the object side. The positive lens G13 corrects chromatic aberration satisfactorily by using a high dispersion material.
第2レンズ群L2は、両凸形状の正レンズG21、両凸形状の正レンズG22、両凹形状の負レンズG23、両凸形状の正レンズG24により成っている。正レンズG22と負レンズG23は貼り合わせ構成としており、双方のレンズの材料のアッベ数の差を大きくとることにより色収差を良好に補正している。また、正レンズG21の両面は非球面形状である。 The second lens unit L2 includes a biconvex positive lens G21, a biconvex positive lens G22, a biconcave negative lens G23, and a biconvex positive lens G24. The positive lens G22 and the negative lens G23 are bonded to each other, and the chromatic aberration is favorably corrected by taking a large difference in Abbe number between the materials of both lenses. Moreover, both surfaces of the positive lens G21 are aspherical.
これはFナンバーを決定する軸上光線の光軸高さが大きくなる第2レンズ群L2の物体側に非球面を適切に配置し、大口径比化で増加しやすい球面収差を良好に補正している。また第2レンズ群L2のいずれかの正レンズの材料には(アッベ数が90を超える)超低分散材料を使用しており、これにより軸上色収差を良好に補正している。第3レンズ群L3は、像側が凸のメニスカス形状の負レンズG31により成っている。負レンズG31は、両面を非球面形状とすることにより、非点収差などの軸外収差を良好に補正している。 This is because an aspherical surface is appropriately arranged on the object side of the second lens unit L2 in which the optical axis height of the axial light beam that determines the F-number is large, and the spherical aberration that tends to increase due to the large aperture ratio is corrected well. ing. In addition, an ultra-low dispersion material (Abbe number exceeding 90) is used as the material of any positive lens in the second lens unit L2, thereby correcting axial chromatic aberration satisfactorily. The third lens unit L3 includes a meniscus negative lens G31 having a convex image side. The negative lens G31 corrects off-axis aberrations such as astigmatism favorably by making both surfaces aspherical.
(実施例2)
第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG11、両凹形状の負レンズG12、両凸形状の正レンズG13(正レンズ1p)により成っている。第2レンズ群L2は、両凸形状の正レンズG21、両凸形状の正レンズG22、両凹形状の負レンズG23、両凸形状の正レンズG24により成っている。正レンズG22と負レンズG23は貼り合わせ構成としている。また、正レンズ21の両面は非球面形状である。第3レンズ群L3は、像側が凸のメニスカス形状の負レンズG31により成っている。このとき、G31の両面は非球面である。
(Example 2)
The first lens unit L1 includes a meniscus negative lens G11 having a convex object side surface, a biconcave negative lens G12, and a biconvex positive lens G13 (positive lens 1p). The second lens unit L2 includes a biconvex positive lens G21, a biconvex positive lens G22, a biconcave negative lens G23, and a biconvex positive lens G24. The positive lens G22 and the negative lens G23 are bonded together. Moreover, both surfaces of the positive lens 21 are aspherical. The third lens unit L3 includes a meniscus negative lens G31 having a convex image side. At this time, both surfaces of G31 are aspherical.
(実施例3)
第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG11、両凹形状の負レンズG12、両凸形状の正レンズG13(正レンズ1p)により成っている。負レンズG12と正レンズG13は貼り合わせ構成としている。第2レンズ群L2は、両凸形状の正レンズG21、両凸形状の正レンズG22、両凹形状の負レンズG23、両凸形状の正レンズG24、両凸形状の正レンズG25により成っている。正レンズG22と正レンズG23は貼り合わせの構成としている。また、正レンズG21および正レンズG24の両面は非球面形状である。第3レンズ群L3は、像側が凸のメニスカス形状の負レンズG31により成っている。このとき、G31の両面は非球面形状である。
(Example 3)
The first lens unit L1 includes a meniscus negative lens G11 having a convex object side surface, a biconcave negative lens G12, and a biconvex positive lens G13 (positive lens 1p). The negative lens G12 and the positive lens G13 are bonded together. The second lens unit L2 includes a biconvex positive lens G21, a biconvex positive lens G22, a biconcave negative lens G23, a biconvex positive lens G24, and a biconvex positive lens G25. . The positive lens G22 and the positive lens G23 are bonded together. Further, both surfaces of the positive lens G21 and the positive lens G24 are aspherical. The third lens unit L3 includes a meniscus negative lens G31 having a convex image side. At this time, both surfaces of G31 are aspherical.
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いた監視カメラ(撮像装置)の実施例を、図8を用いて説明する。図8において、30は監視カメラ本体、31は実施例1乃至3で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。32は、カメラ本体に内蔵され、撮像光学系31によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。高い解像力を得るためにフルHD(1920×1080)などの高精細な撮像素子を構成している。実施例においては、1画素ピッチを1.4μm(実施例1および2)および2.75μm(実施例3)としている。 Next, an embodiment of a monitoring camera (imaging device) using the zoom lens of the present invention as a photographing optical system will be described with reference to FIG. In FIG. 8, reference numeral 30 denotes a surveillance camera body, and 31 denotes an imaging optical system constituted by any of the zoom lenses described in the first to third embodiments. Reference numeral 32 denotes a solid-state imaging element (photoelectric conversion element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor that receives a subject image formed by the imaging optical system 31 and is built in the camera body. In order to obtain high resolution, a high-definition image sensor such as full HD (1920 × 1080) is configured. In the embodiment, the pixel pitch is 1.4 μm (Examples 1 and 2) and 2.75 μm (Example 3).
33は、固体撮像素子32によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。34は、撮影した32によって光電変換された被写体像を転送するためのネットワークケーブルである。 Reference numeral 33 denotes a memory that records information corresponding to the subject image photoelectrically converted by the solid-state imaging device 32. Reference numeral 34 denotes a network cable for transferring a subject image photoelectrically converted by the photographed 32.
以上のように、各実施例によれば小型でありながら全ズーム範囲にわたり高い光学性能であり、可視光から近赤外光においてピントずれを抑制し、広画角で明るいズームレンズおよびそれを有する撮像装置を得ることができる。これら実施例は、最大画角2ωが90°以上、Fnoが1.4程度をカバーし、フルHD以上の高画素な撮像素子に対応可能な小型のズームレンズおよびそれを有する撮像装置である。 As described above, each embodiment has a small zoom lens and high optical performance over the entire zoom range, suppresses focus shift from visible light to near-infrared light, and has a wide zoom lens and a wide zoom lens. An imaging device can be obtained. These embodiments are a small zoom lens that covers a maximum field angle 2ω of 90 ° or more and Fno of about 1.4 and is compatible with a high-pixel image sensor of full HD or more, and an image pickup apparatus having the same.
なお各実施例においては以下のような手段をとっても良い。
・実施例に示したガラスの形状、枚数に限定されるものではなく適宜変更すること。
・変倍時において、開口絞りSPを固定もしくはズーミングに際して、他のレンズ群と独立に移動させること。
・非球面レンズの材料はガラスに限らず、球面レンズ面上に樹脂材料で非球面を形成した(非球面成分を乗せた)ハイブリッドタイプの非球面レンズや、プラスチック材料より成る非球面レンズを用いること。
In each embodiment, the following means may be taken.
-It is not limited to the shape and number of glasses shown in the examples, but should be changed as appropriate.
At the time of zooming, the aperture stop SP is moved independently of the other lens groups during fixing or zooming.
-The material of the aspherical lens is not limited to glass, but a hybrid type aspherical lens in which an aspherical surface is formed with a resin material on the spherical lens surface (with an aspherical component on it) or an aspherical lens made of a plastic material is used. about.
・一部のレンズおよびレンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させ、これにより手ぶれ等の振動に伴う像ブレを補正すること。
・撮像装置に用いるとき電気的な補正手段により、ズームレンズの歪曲収差や色収差を補正すること。
・第3レンズ群以外のレンズ群を動かすことによりフォーカシングを行うこと。
-Move some lenses and lens groups so that they have a component in a direction perpendicular to the optical axis, thereby correcting image blur due to vibration such as camera shake.
-Correct distortion or chromatic aberration of the zoom lens by means of electrical correction when used in an imaging device.
-Focusing is performed by moving a lens group other than the third lens group.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態や光学仕様(画角やFno)に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments and optical specifications (view angle and Fno), and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.
次に、各実施例に対応する実施例の数値データを示す。各実施例の数値データにおいて面番号iは物体側から数えた光学面の順序を示す。riは第i番目の光学面の曲率半径である。diは第i番目と第i+1番目の面間隔である。ndiとνdiはそれぞれd線に対する光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。部分分散比θCtは(nC−nt)/(nF−nC)で計算される数値である。実施例1において間隔d7、実施例3において間隔d6が負の値となっているのは、物体側から像側へ順に、開口絞りSP、第2レンズ群L2の順に数えたためである。*は非球面を意味する。 Next, the numerical data of the Example corresponding to each Example are shown. In the numerical data of each embodiment, the surface number i indicates the order of the optical surfaces counted from the object side. ri is the radius of curvature of the i-th optical surface. di is the i-th and i + 1-th surface spacing. ndi and νdi respectively indicate the refractive index and Abbe number of the material of the optical member with respect to the d line. The partial dispersion ratio θCt is a numerical value calculated by (nC−nt) / (nF−nC). The reason why the distance d7 in Example 1 and the distance d6 in Example 3 have negative values is that the aperture stop SP and the second lens unit L2 are counted in order from the object side to the image side. * Means an aspherical surface.
バックフォーカス(BF)は、レンズ最終面から近軸像面までの空気換算距離である。レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカス(BF)を加えた値と定義する。またKを離心率、A4、A6、A8、A10、A12を非球面係数、光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてxとするとき、非球面形状は、 The back focus (BF) is an air conversion distance from the last lens surface to the paraxial image plane. The total lens length is defined as a value obtained by adding back focus (BF) to the distance from the front lens surface to the final lens surface. Also, when K is the eccentricity, A4, A6, A8, A10, and A12 are aspherical coefficients, and the displacement in the optical axis direction at the position of the height H from the optical axis is x with respect to the surface apex, the aspherical surface The shape is
で表示される。但しRは曲率半径である。また例えば「e−Z」の表示は「10−Z」を意味する。また、各実施例における上述した条件式との対応を表1に示す。fは焦点距離(d線)、FnoはFナンバー、半画角(ω)に関しては、歪曲量を考慮した撮影可能画角に関する数値である。焦点距離(850nm)は、波長850nmによる焦点距離である。 Is displayed. Where R is the radius of curvature. For example, the display of “e-Z” means “10-Z”. Table 1 shows the correspondence with the above-described conditional expressions in each example. f is a focal length (d line), Fno is an F number, and a half angle of view (ω) is a numerical value relating to a shootable angle of view in consideration of the amount of distortion. The focal length (850 nm) is a focal length with a wavelength of 850 nm.
[実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θCt
1 37.276 0.5 1.51633 64.1 0.8687
2 3.708 2.67
3 -9.176 0.45 1.6968 55.5 0.8330
4 22.101 0.15
5 11.283 0.86 1.95906 17.5 0.6264
6 31.995 (可変)
7(絞り) ∞ -0.14
8* 4.918 2.38 1.4971 81.6 0.8349
9* -6.85 0.1
10 7.81 1.64 1.437 95.1 0.8427
11 -10.779 0.65 1.90366 31.3 0.6968
12 5.063 0.54
13 7.948 2.6 1.72 50.2 0.7931
14 -5.627 (可変)
15* -12.409 0.5 1.75501 51.2 0.8042
16* -283.257 (可変)
17 ∞ 0.6 1.51633 64.1 -
像面 ∞
[Example 1]
Unit mm
Surface data
Surface number rd nd νd θCt
1 37.276 0.5 1.51633 64.1 0.8687
2 3.708 2.67
3 -9.176 0.45 1.6968 55.5 0.8330
4 22.101 0.15
5 11.283 0.86 1.95906 17.5 0.6264
6 31.995 (variable)
7 (Aperture) ∞ -0.14
8 * 4.918 2.38 1.4971 81.6 0.8349
9 * -6.85 0.1
10 7.81 1.64 1.437 95.1 0.8427
11 -10.779 0.65 1.90366 31.3 0.6968
12 5.063 0.54
13 7.948 2.6 1.72 50.2 0.7931
14 -5.627 (variable)
15 * -12.409 0.5 1.75501 51.2 0.8042
16 * -283.257 (variable)
17 ∞ 0.6 1.51633 64.1-
Image plane ∞
非球面データ
第8面
K = 1.71905e-001 A 4=-1.72272e-003 A 6=-3.28988e-005 A 8= 4.96438e-007
A10=-1.55833e-007
第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.61742e-003 A 6=-1.29861e-005 A 8= 2.23105e-007
A10=-1.68559e-008
第15面
K = 8.08018e-001 A 4=-7.90203e-003
第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.31578e-003 A 6= 7.57632e-005
Aspheric data
8th page
K = 1.71905e-001 A 4 = -1.72272e-003 A 6 = -3.28988e-005 A 8 = 4.96438e-007
A10 = -1.55833e-007
9th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.61742e-003 A 6 = -1.29861e-005 A 8 = 2.23105e-007
A10 = -1.68559e-008
15th page
K = 8.08018e-001 A 4 = -7.90203e-003
16th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -7.31578e-003 A 6 = 7.57632e-005
各種データ
ズーム比 3.9
広角 中間 望遠
焦点距離 2.1000 5.3781 8.1970
焦点距離(850nm) 2.1104 5.3970 8.2212
Fno 1.47 2.41 3.23
半画角(ω)(度) 46.7 16.9 11.0
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 28.50 23.14 24.12
BF 2.31 5.96 8.71
間隔 広角 中間 望遠
d 6 11.81 2.69 0.59
d14 1.5 1.61 1.94
d16 1.49 5.14 7.89
各群焦点距離
1群 -5.19
2群 5.97
3群 -17.2
固体撮像素子の画素ピッチ:0.0014[mm]
Various data
Zoom ratio 3.9
Wide angle Medium telephoto
Focal length 2.1000 5.3781 8.1970
Focal length (850nm) 2.1104 5.3970 8.2212
Fno 1.47 2.41 3.23
Half angle of view (ω) (degrees) 46.7 16.9 11.0
Image height 1.58 1.58 1.58
Total lens length 28.50 23.14 24.12
BF 2.31 5.96 8.71
Distance Wide angle Medium telephoto
d 6 11.81 2.69 0.59
d14 1.5 1.61 1.94
d16 1.49 5.14 7.89
Each group focal length
1 group -5.19
2 groups 5.97
3 groups -17.2
Pixel pitch of solid-state image sensor: 0.0014 [mm]
[実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θCt
1 81.883 0.5 1.60311 60.6 0.8321
2 4.785 2.78
3 -5.342 0.45 1.6968 55.5 0.8330
4 40.015 0.17
5 32.621 0.89 1.95906 17.5 0.6264
6 -27.041 (可変)
7(絞り) ∞ 0.55
8* 5.523 2.23 1.4971 81.6 0.8349
9* -11.967 0.1
10 12.555 1.7 1.437 95.1 0.8427
11 -9.016 0.3 1.90366 31.3 0.6968
12 14.94 0.57
13 6.623 2.24 1.59282 68.6 0.7960
14 -6.838 (可変)
15* -4.602 0.75 1.75501 51.2 0.8042
16* -6.385 (可変)
17 ∞ 0.6 1.51633 64.1 -
像面 ∞
[Example 2]
Unit mm
Surface data
Surface number rd nd νd θCt
1 81.883 0.5 1.60311 60.6 0.8321
2 4.785 2.78
3 -5.342 0.45 1.6968 55.5 0.8330
4 40.015 0.17
5 32.621 0.89 1.95906 17.5 0.6264
6 -27.041 (variable)
7 (Aperture) ∞ 0.55
8 * 5.523 2.23 1.4971 81.6 0.8349
9 * -11.967 0.1
10 12.555 1.7 1.437 95.1 0.8427
11 -9.016 0.3 1.90366 31.3 0.6968
12 14.94 0.57
13 6.623 2.24 1.59282 68.6 0.7960
14 -6.838 (variable)
15 * -4.602 0.75 1.75501 51.2 0.8042
16 * -6.385 (variable)
17 ∞ 0.6 1.51633 64.1-
Image plane ∞
非球面データ
第8面
K = 1.71905e-001 A 4=-9.76188e-004 A 6=-5.45335e-005 A 8= 5.46064e-007
A10=-1.79190e-007
第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.16798e-004 A 6=-2.83657e-005 A 8=-1.98708e-006
A10= 1.55926e-007
第15面
K = 1.57008e+000 A 4=-4.45778e-003 A 6= 2.83105e-004 A 8= 1.23099e-005
A10= 8.32708e-006
第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.92074e-003 A 6= 1.11257e-004 A 8= 2.44653e-005
Aspheric data
8th page
K = 1.71905e-001 A 4 = -9.76188e-004 A 6 = -5.45335e-005 A 8 = 5.46064e-007
A10 = -1.79190e-007
9th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 6.16798e-004 A 6 = -2.83657e-005 A 8 = -1.98708e-006
A10 = 1.55926e-007
15th page
K = 1.57008e + 000 A 4 = -4.45778e-003 A 6 = 2.83105e-004 A 8 = 1.23099e-005
A10 = 8.32708e-006
16th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -3.92074e-003 A 6 = 1.11257e-004 A 8 = 2.44653e-005
各種データ
ズーム比 3.4
広角 中間 望遠
焦点距離 2.1002 4.6100 7.1397
焦点距離(850nm) 2.1086 4.6269 7.1650
Fno 1.44 2.04 2.66
半画角(ω)(度)51.3 19.9 12.7
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 28.50 24.38 25.59
BF 3.51 7.02 10.46
間隔 広角 中間 望遠
d 6 10.27 2.67 0.4
d14 1.5 1.47 1.5
d16 2.76 6.27 9.71
各群焦点距離
1群 -4.61
2群 5.83
3群 -26.65
固体撮像素子の画素ピッチ:0.0014[mm]
Various data
Zoom ratio 3.4
Wide angle Medium telephoto
Focal length 2.1002 4.6100 7.1397
Focal length (850nm) 2.1086 4.6269 7.1650
Fno 1.44 2.04 2.66
Half angle of view (ω) (degrees) 51.3 19.9 12.7
Image height 1.58 1.58 1.58
Total lens length 28.50 24.38 25.59
BF 3.51 7.02 10.46
Distance Wide angle Medium telephoto
d 6 10.27 2.67 0.4
d14 1.5 1.47 1.5
d16 2.76 6.27 9.71
Each group focal length
1 group -4.61
2 groups 5.83
3 groups -26.65
Pixel pitch of solid-state image sensor: 0.0014 [mm]
[実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd θCt
1 27.876 0.5 1.59522 67.7 0.7953
2 5.385 3.79
3 -6.479 0.45 1.6968 55.5 0.8330
4 20.356 1 1.95906 17.5 0.6264
5 -73.186 (可変)
6(絞り) ∞ -0.34
7* 5.977 2.44 1.4971 81.6 0.8349
8* -23.466 0.17
9 14.447 2.2 1.437 95.1 0.8427
10 -8.129 0.36 1.801 35.0 0.7255
11 11.965 0.52
12* 6.226 2.2 1.4971 81.6 0.8349
13* -31.597 0.2
14 34.176 1.37 1.883 40.8 0.7397
15 -12.849 (可変)
16* -8.346 0.75 1.68893 31.2 0.6972
17* -24.69 (可変)
18 ∞ 0.6 1.51633 64.1
像面 ∞
[Example 3]
Unit mm
Surface data
Surface number rd nd νd θCt
1 27.876 0.5 1.59522 67.7 0.7953
2 5.385 3.79
3 -6.479 0.45 1.6968 55.5 0.8330
4 20.356 1 1.95906 17.5 0.6264
5 -73.186 (variable)
6 (Aperture) ∞ -0.34
7 * 5.977 2.44 1.4971 81.6 0.8349
8 * -23.466 0.17
9 14.447 2.2 1.437 95.1 0.8427
10 -8.129 0.36 1.801 35.0 0.7255
11 11.965 0.52
12 * 6.226 2.2 1.4971 81.6 0.8349
13 * -31.597 0.2
14 34.176 1.37 1.883 40.8 0.7397
15 -12.849 (variable)
16 * -8.346 0.75 1.68893 31.2 0.6972
17 * -24.69 (variable)
18 ∞ 0.6 1.51633 64.1
Image plane ∞
非球面データ
第7面
K = 1.71905e-001 A 4=-3.33036e-004 A 6=-9.87827e-006 A 8= 1.23665e-006
A10=-1.01218e-007 A12= 1.16810e-009
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.19740e-004 A 6= 4.07730e-006 A 8= 6.63670e-007
A10=-9.46456e-008 A12= 1.48221e-009
第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.52538e-004 A 6=-4.78683e-006 A 8=-1.31423e-006
第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.70578e-004 A 6= 4.10856e-006 A 8= 1.58203e-008
A10=-8.55304e-009
第16面
K = 1.57008e+000 A 4=-2.72570e-003 A 6= 2.84051e-004 A 8=-3.66403e-006
A10=-1.88077e-007
第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.19739e-003 A 6= 3.02610e-004 A 8=-9.57983e-006
Aspheric data
7th page
K = 1.71905e-001 A 4 = -3.33036e-004 A 6 = -9.87827e-006 A 8 = 1.23665e-006
A10 = -1.01218e-007 A12 = 1.16810e-009
8th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 4.19740e-004 A 6 = 4.07730e-006 A 8 = 6.63670e-007
A10 = -9.46456e-008 A12 = 1.48221e-009
12th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -6.52538e-004 A 6 = -4.78683e-006 A 8 = -1.31423e-006
Side 13
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.70578e-004 A 6 = 4.10856e-006 A 8 = 1.58203e-008
A10 = -8.55304e-009
16th page
K = 1.57008e + 000 A 4 = -2.72570e-003 A 6 = 2.84051e-004 A 8 = -3.66403e-006
A10 = -1.88077e-007
17th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -2.19739e-003 A 6 = 3.02610e-004 A 8 = -9.57983e-006
各種データ
ズーム比 4.9
広角 中間 望遠
焦点距離 2.1503 5.2024 10.5489
焦点距離(850nm) 2.1615 5.2205 10.5756
Fno 1.44 2.3 3.85
半画角(ω)(度)48.5 17.6 8.57
像高 1.58 1.58 1.58
レンズ全長 35.50 29.60 33.24
BF 3.50 7.90 15.10
間隔 広角 中間 望遠
d 5 14.89 4.64 0.89
d15 1.5 1.45 1.64
d17 0.66 5.06 12.26
各群焦点距離
1群 -5.16
2群 6.88
3群 -18.65
固体撮像素子の画素ピッチ:0.00275[mm]
Various data
Zoom ratio 4.9
Wide angle Medium telephoto
Focal length 2.1503 5.2024 10.5489
Focal length (850nm) 2.1615 5.2205 10.5756
Fno 1.44 2.3 3.85
Half angle of view (ω) (degrees) 48.5 17.6 8.57
Image height 1.58 1.58 1.58
Total lens length 35.50 29.60 33.24
BF 3.50 7.90 15.10
Distance Wide angle Medium telephoto
d 5 14.89 4.64 0.89
d15 1.5 1.45 1.64
d17 0.66 5.06 12.26
Each group focal length
1 group -5.16
2 groups 6.88
3 groups -18.65
Pixel pitch of solid-state image sensor: 0.00275 [mm]
L1 第1レンズ群 L2 第2レンズ群 L3 第3レンズ群 L1 First lens group L2 Second lens group L3 Third lens group
Claims (13)
前記第1レンズ群は負レンズと正レンズを有し、
波長486.13nmの光に対する材料の屈折率をnF、
波長587.6nmの光に対する材料の屈折率をnd、
波長656.27nmの光に対する材料の屈折率をnC、
波長1013.98nmの光に対する材料の屈折率をnt、
材料のアッベ数νdと部分分散比θCtを、それぞれ
νd=(nd−1)/(nF−nC)
θCt=(nC−nt)/(nF−nC)
とするとき、
前記第2レンズ群は、
85<νd
−0.25<θCt−(0.0047×νd+0.546)<−0.10
なる条件式を満足する正レンズを有し、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
−3.5<f1/fw<−1.8
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 In order from the object side to the image side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a negative refractive power, and the distance between adjacent lens groups changes during zooming. In the zoom lens in which each lens group moves,
The first lens group includes a negative lens and a positive lens;
The refractive index of the material for light with a wavelength of 486.13 nm is nF,
The refractive index of the material for light having a wavelength of 587.6 nm is nd
The refractive index of the material for light with a wavelength of 656.27 nm is nC,
The refractive index of the material for light with a wavelength of 101.98 nm is nt,
The Abbe number νd and the partial dispersion ratio θCt of the material are represented by νd = (nd-1) / (nF-nC), respectively.
θCt = (nC−nt) / (nF−nC)
And when
The second lens group includes:
85 <νd
−0.25 <θCt− (0.0047 × νd + 0.546) <− 0.10
A positive lens that satisfies the conditional expression
When the focal length of the first lens group is f1, and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw,
−3.5 <f1 / fw <−1.8
A zoom lens satisfying the following conditional expression:
−0.50<f2/f3<−0.15
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 When the focal length of the second lens group is f2, and the focal length of the third lens group is f3,
−0.50 <f2 / f3 <−0.15
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.80<Nd1p
νd1p<26.0
なる条件式を満足する正レンズを有することを特徴とする請求項1又は2に記載のズームレンズ。 When the refractive index and Abbe number of the material of the positive lens included in the first lens group are Nd1p and νd1p, respectively, the first lens group is
1.80 <Nd1p
νd1p <26.0
The zoom lens according to claim 1, further comprising a positive lens that satisfies the following conditional expression:
前記第2レンズ群は3枚以上の正レンズと1枚以上の負レンズを有し、
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
−1.2<f1/f2<−0.4
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレンズ。 The first lens group has two or more negative lenses,
The second lens group has three or more positive lenses and one or more negative lenses,
When the focal length of the second lens group is f2,
−1.2 <f1 / f2 <−0.4
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
−20.0<f3/fw<−5.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズ。 When the focal length of the third lens group is f3,
-20.0 <f3 / fw <-5.0
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.12<−M3/OALw<0.50
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレンズ。 When the amount of movement of the third lens unit in zooming from the wide-angle end to the telephoto end is M3, and the total lens length at the wide-angle end is OALw,
0.12 <-M3 / OALw <0.50
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.28<(β3t/β3w)/(β2t/β2w)<0.70
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズ。 The lateral magnification at the wide-angle end of the second lens group is β2w, the lateral magnification at the telephoto end of the second lens group is β2t, the lateral magnification at the wide-angle end of the third lens group is β3w, and the telephoto end of the third lens group When the lateral magnification at is β3t,
0.28 <(β3t / β3w) / (β2t / β2w) <0.70
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
2.0<Fnow・((fw_850−fw)/p)<30.0
10.0<Fnot・((ft_850−ft)/p)<120.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項12に記載の撮像装置。 The open F number at the wide-angle end of the zoom lens is Fnow, the open F-number at the telephoto end of the zoom lens is Fnot, the focal length of the entire system at the telephoto end is ft, and the focal length of the entire system at the wide-angle end with respect to light having a wavelength of 850 nm. Fw_850, the focal length of the entire system at the telephoto end with respect to light having a wavelength of 850 nm is ft_850, and the pixel pitch of the image sensor is p,
2.0 <Fnow. ((Fw_850-fw) / p) <30.0
10.0 <Fnot · ((ft — 850−ft) / p) <120.0
The imaging apparatus according to claim 12, wherein the following conditional expression is satisfied.
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