JP4503886B2 - Zoom lens and image pickup apparatus equipped with zoom lens - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、奥行き方向が薄いズームレンズおよびこのズームレンズを備えたビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、銀塩35mmフィルム(いわゆるライカ版)カメラに代る次世代のカメラとしてデジタルカメラ(電子カメラ)が注目されている。
【0003】
これらデジタルカメラは、業務用の高機能なものからポータブルな普及タイプまで幅広いものが知られている。
【0004】
本発明において目的とする特にポータブルな普及タイプのビデオカメラあるいはデジタルカメラで、高画質で奥行きの薄いビデオカメラ、デジタルカメラを実現するためにネックになっているのは、光学系、特にズーム光学系の最も物体側の面から撮像面までの厚さを薄くすることである。
【0005】
最近、撮影時に光学系をカメラボディー内からせり出し、一方携帯時には光学系をカメラボディー内に収納する沈胴式鏡筒を採用したものが知られている。
【0006】
しかしながら、使用する光学系のタイプやフィルターによって光学系を沈銅させた時の厚さが大きく異なる。特にズーム比やFナンバー等の仕様を高く設定するために好適な、光学系の最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するいわゆる正先行型ズームレンズは、各レンズの肉厚が大であり、デッドスペースが大になり、沈胴しても厚さをあまり小にすることができない(特開平11−258507号公報)。
【0007】
これに対し、負先行型の2群乃至3群ズームレンズは、沈胴式を採用する場合有利である。
【0008】
また、特開平11−52246号公報に記載されているズームレンズは、各群の構成レンズ枚数が大であり、最も物体側のレンズが正レンズであるため沈胴させてもカメラの厚さを薄くすることはできない。
【0009】
現在知られているズームレンズで、電子撮像素子を用いるカメラに適していて、かつズーム比、画角、Fナンバー等の結像性能が良好であって、沈胴厚を最も薄くし得る光学系の例として特開平11−194274号、特開平11−287953号、特開2000−9997号の各公報に記載されたものがある。
【0010】
これら従来例において、第1群を薄くするためには、入射瞳位置を浅くするのがよいが、そのためには第2群の倍率を高くせざるを得ない。しかし、第2群の倍率を高くして第2群の負担が大になると、第2群自身を薄くできなくなり、また収差補正が困難になり、製造誤差による影響が大になり好ましくない。
【0011】
また、薄型化、小型化を達成するためには、撮像素子を小さくすればよいが、同じ画素数で撮像素子を小さくするためには画素ピッチを小さくする必要があり、感度不足を光学系でカバーする必要がある。また回折による影響もでるため好ましくない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、構成枚数が少なく、リアーフォーカスを採用し得る構成で、小型で簡単でしかもズーム全領域および無限遠から近距離まで安定した結像性能であり、更に各レンズを薄くして各レンズ群の厚さを薄くしレンズ系全体を薄型にした安価なズームレンズおよびこのズームレンズを備えた奥行きの薄い撮像装置を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とよりなり、広角端から望遠端に変倍する際に前記第3レンズ群と像面との間隔が大になるように第3レンズ群を移動するレンズ系で、第3レンズ群が正レンズ1枚よりなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足することを特徴とする。
(1) |fW/f2R|<0.1
(2) 0.89<f3/fT<2.8
(3) 1.1<|β23T|<2
(4) 1/β2T<0.25
ただし、f2Rは第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離、β23Tは望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成倍率、β2Tは望遠端における第2レンズ群の倍率、fWは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
【0014】
デジタルスチルカメラのような電子撮像装置は、電子撮像素子に入射する光線の角度を極力小さくする必要がある。
【0015】
本発明のズームレンズは、負の第1レンズ群と正の第2レンズ群の2群ズームレンズのうちの第2レンズ群の最も像側の正レンズを第3レンズ群とし、電子撮像素子に入射する光線の角度が小さくなるように第3レンズ群を独立に移動するようにした。更に前記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足するようにして沈胴厚を薄くしつつ無限遠より近距離までの収差が良好になるようにした。
【0016】
条件(1)は、第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離(屈折力)を規制することによって沈胴厚を薄くするようにしたものである。
【0017】
条件(1)の上限の0.1を超えるとレンズの厚さを薄くすることが困難になり、沈胴厚を薄くすることができない。
【0018】
また、沈胴厚を更に薄くし、また色収差の発生を抑え、温度や湿度の変化による影響を受けないようにするためには、条件(1)の代りに下記条件(1−1)を満足することが望ましい。
(1−1) |fW/f2R|<0.05
【0019】
条件(2)は、第3レンズ群の移動量を制限することにより沈胴厚を薄くするために設けたものである。
【0020】
本発明のズームレンズは、第2レンズ群と第3レンズ群との収差のバランスをとることにより収差を良好に補正するようにした。条件(2)の下限の0.89を超えると第3レンズ群の屈折力が強くなり、第3レンズ群にて発生するコマ収差や非点収差の補正が困難になる。また、上限の2.8を超えると、第2レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差の補正が困難になる。
【0021】
また、沈胴厚をより小さくするためには、条件(2)の代りに下記条件(2−1)を満足することが望ましい。
(2−1) 1.1<f3/fT<2
【0022】
条件(3)は、望遠端における無限遠合焦時の第2レンズ群と第3レンズ群の合成の倍率β23Tを規定するものである。このβ23Tの絶対値は、出来る限り大きい方が広角端における入射瞳位置を浅く出来、第1レンズ群の径を小さくしやすく、ひいては第1レンズ群の厚さを小さくできる。この条件(3)の下限の1.1を超えると第1レンズ群の厚さを小さくすることが困難になり、また上限の2を超えると球面収差、コマ収差、非点収差等の補正が困難になる。
【0023】
上記条件(3)の代りに下記条件(3−1)を満足すればより望ましい。
(3−1) 1.2<|β23T|<1.8
【0024】
条件(4)は、フォーカシングによる収差の変動を小さくするための条件であり、倍率0.05倍までの撮影に対し、収差変動を小さく抑えるようにするための条件である。この条件(4)の上限の0.25を超えると近距離撮影時の球面収差、コマ収差、非点収差等の補正が困難になる。
【0025】
また、近距離の0.1倍の撮影において良好な像を得るためには、条件(4)の代りに下記条件(4−1)を満足することが望ましい。
(4−1) 1/β2T<0.1
【0026】
本発明のレンズ系は、沈胴厚を薄くするために第2レンズ群の曲率を出来るだけ緩くし、そのために第2レンズ群の屈折力が弱くなり、この屈折力の不足を第3レンズ群にて補うようにしたものである。そのため、第3レンズ群は、変倍時に第2レンズ群の移動について移動する。これら、第2レンズ群と第3レンズ群の広角端から望遠端にかけての移動量は、次の条件(5)を満足することが好ましい。
(5) 0.6<Δ2/Δ3<3
ただし、Δ2、Δ3は夫々第2レンズ群、第3レンズ群の広角端から望遠端の移動量である。
【0027】
この条件(5)において、下限の0.6を超えると第2レンズ群の屈折力が弱くなり、収差補正が困難になる。また撮影時の全長が長くなり沈胴状態から撮影状態への移行に時間がかかり、シャッターチャンスを逃す等の問題が生ずる。条件(5)の上限の3を超えると、沈胴厚が厚くなる。
【0028】
電子撮像素子を用いたカメラにおいて、色分解プリズムの後に三つのCCDを配置して撮影を行なう3板カメラの場合、色分解プリズムとして干渉膜を用いるために、光学系よりの光束が傾くと色シェーディングが発生する。これを回避するためには、主光線の光軸に対する傾きを5度以内にする必要がある。
【0029】
そのために、前記構成の本発明のズームレンズは、下記条件(6)を満足することが望ましい。
(6) DW/fW>5
ただしDWは広角端での開口絞りから像面までの距離である。
【0030】
条件(6)の下限の5を超えると撮像面に入射する主光線の傾き角が5度を超えるため色シェーディングが起きる。
【0031】
また、光学系が一眼レフタイプのファインダーを備える場合、ハーフミラーやクイックリターンミラーをレンズと像面との間に入れる必要があり、レンズと像面との間隔をとる必要がある。そのためには、下記条件(7)を満足する必要がある。
(7) f2/fW>3.6
ただし、f2は第2レンズ群の焦点距離である。
【0032】
この条件(7)の下限の3.6を超えると一眼レフ用の光分割部材を配置できなくなるか、第2レンズ群のレンズの枚数を増やす必要性が生じ第2レンズ群が厚くなり、レンズ系の全長が長くなり、沈胴厚を薄くできない。またクイックリターンミラーを配置する場合、レンズ系の全長は長くなるが、沈胴時はクイックリターンミラーを跳ね上げるので、沈胴厚を縮めることはできる。
【0033】
本発明のズームレンズは、フォーカシングのために第3レンズ群を用いることが望ましい。第3レンズ群を物体側に繰り出すことにより近距離の被写体に合焦することができる。
【0034】
第3レンズ群をフォーカシングのために移動すると、レンズの移動に伴う収差変動が問題になる。第3レンズ群に非球面を設けて第1レンズ群と第2レンズ群で残存する収差を補正する場合、第3レンズ群のフォーカシングのための移動により補正バランスが崩れる。そのために第3レンズ群をフォーカシングのために使用する場合は、変倍域全域にわたって第1レンズ群と第2レンズ群で非点収差を良好に補正し、第3レンズ群は球面系にすることが望ましい。
【0035】
尚、条件式(2)を満足することは、第3レンズ群をフォーカシングレンズとして使用する場合にも有効である。条件式(2)を満足すると、第3レンズ群のフォーカシング時の移動が制限され、沈胴厚を薄くすることが可能になる。
【0036】
条件(2)の下限を超えると望遠端での第3レンズ群の移動量が大になり、第3レンズ群を指示する機構が大になるため沈胴厚を小さくすることが困難になる。また第3レンズ群の径方向の長さが大になる。尚条件(2)の代りに条件(2−1)を満足すれば広角端における制限がより容易になり、かつ沈胴厚をより小さくすることが可能になる。
【0037】
また、本発明のズームレンズにおいて、沈胴厚を出来る限り薄くするためには、第2レンズ群の厚さを出来る限り薄くする必要がある。そのためには第2レンズ群のレンズ枚数を少なくするか、レンズの曲率を緩くする必要がある。しかし、収差補正のためには屈折力が必要であるため、ある程度の曲率が必要である。そのためには次の条件(8)を満足することが望ましい。
(8) 0.3<R2b/f2<0.6
ただし、R2bは第2レンズ群中の空気に接する凸面で最も小さい曲率半径(非球面の場合光軸付近の曲率半径)、f2は第2レンズ群の焦点距離である。
【0038】
条件(8)の下限の0.3を超えると第2レンズ群の厚さが厚くなり沈胴厚が厚くなりすぎる。上限の0.6を超えると収差補正とくに球面収差の補正が困難になる。
【0039】
また、本発明のズームレンズは、開口絞りを第2レンズ群の物体側に配置し、第2レンズ群中の特に軸外収差の補正にとって効果的である最も像側のレンズに非球面を設けることが好ましい。この第2レンズ群の最も像側のレンズに非球面を設けることによりコマ収差を良好に補正することができる。
【0040】
一般に、非球面を設けるレンズの硝材は、アッベ数の小さいものが多い。
【0041】
上記非球面を設けるレンズは、前記条件(1)を満足することにより肉厚を薄くすることができるだけでなく、アッベ数の小さいレンズを用いても色収差の発生を抑えることができる。また温度、湿度の変化に影響されにくい。
【0042】
また、第2レンズ群の物体側の正レンズと負レンズは、これらレンズの相対的偏芯による収差の変動が大きいため、これら正レンズと負レンズを接合することが好ましい。更にこのような構成のレンズ群は、前玉径が大きくなりにくいので開口絞りを第2レンズ群と一体にし、つまり第2レンズ群の物体側に配置し、変倍の際に第2レンズ群と開口絞りとを一体で移動することが機構上単純な構成になり、また沈胴時にデットスペースが生じにくいので好ましい。また、広角端と望遠端におけるFナンバーを小さくできる。
【0043】
以上のことを考慮すると、第2レンズ群の構成は、単レンズ−接合レンズ−単レンズかあるいは接合レンズ−単レンズであることが好ましい。
ここで、第2レンズ群の物体側からi番目の単レンズの焦点距離をf2iとおき、下記の条件式(9)を満たす場合、その単レンズを屈折力の弱いレンズと呼ぶ。
(9) |fW/f2i|<0.1
【0044】
上記第2レンズ群の構成においては、いずれも単レンズは屈折力が弱く平面に近いため、収差補正能力が小である。この収差補正が十分でない分は非球面にて補う必要がある。
【0045】
また、前記構成のうち、接合レンズ−単レンズの場合、最も物体側の面を非球面にすれば、単レンズ−接合レンズ−単レンズの物体側単レンズを除いても、単レンズ−接合レンズ−単レンズと同等の結像性能を得ることができる。この場合いずれも接合レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。また、この接合レンズの接合面を分離して僅かに空気間隔をおいて配置した2枚のレンズとし、両レンズの互いに向かい合う面の曲率がほぼ等しくなるようにすれば、接合レンズと同等の作用を有するレンズ成分にすることができる。
【0046】
次に、本発明のズームレンズにおいて、第1レンズ群は、出来る限り薄くするためにレンズの枚数を少なく、各レンズの屈折力を弱くし、枚数を減らし、屈折力を弱くすることにより減少した収差補正作用を非球面を用いることにより補うようにすることが望ましい。
【0047】
第1レンズ群中、物体側からi番目の単レンズの焦点距離をf1i、第1群の焦点距離をf1としたとき、以下の式を満足する場合にそのレンズを屈折力の弱い単レンズと呼ぶ。
(10) |f1/f1i|<0.2
第1レンズ群を薄くするためには2枚か3枚のレンズにて構成し、3枚にて構成する場合は、正レンズと負レンズと屈折力の弱い単レンズにて、または物体側から順に屈折力の弱い単レンズと負レンズと正レンズにて、または物体側から順に屈折力の弱い単レンズと負レンズと屈折力の弱い単レンズとにて構成し、いずれも屈折力の弱い単レンズに非球面を設けるとよい。2枚のレンズにて構成する場合は、負レンズと正レンズにて構成して負レンズに非球面を設ける構成にすることが望ましい。
【0048】
上記第1レンズ群の構成のうち屈折力の弱い単レンズと負レンズと正レンズとにて構成する場合、最も物体側の直径の大きなレンズの屈折力を弱くすることにより第1レンズ群の厚さを薄くし、それにより生ずる収差補正の不足分を非球面により補うことができる。またこの構成の第1レンズ群の2番目のレンズである負レンズの像側の面を強い凹面にして3番目のレンズである正レンズを物体側に凸のメニスカスレンズにすればコマ収差や非点収差を良好に補正し得る。
【0049】
また、第1レンズ群を物体側より順に屈折力の弱い単レンズと負レンズと屈折力の弱い単レンズにて構成した場合、最も像側の屈折力の弱い単レンズの屈折力を極端に弱くして平行平面板に近づけ、それにより発生する収差を非球面を設けることにより補正するようにすることが望ましい。
【0050】
また第1レンズ群を前述のように、正レンズと負レンズと屈折力の弱い単レンズにて構成する場合について述べる。第1レンズ群を球面系の三つのレンズにて構成する場合は、両凸の正の第1レンズと、像側に強い凹面を向けた負の第2レンズと、物体側に強い凸面を向けた正のメニスカスレンズの第3レンズとにて構成するのが一般的である。しかし、第3レンズがメニスカスレンズであるために光軸方向にかなり厚くなる。第1レンズ群を薄くするためには、第3レンズの屈折力を弱くして光軸方向の厚さを薄くし、それにより発生する収差を非球面により補正するようにすることが好ましい。
【0051】
そのために、第1レンズ群を3枚のレンズにて構成する場合には、物体側から順に、正レンズと負レンズと屈折力の弱い単レンズとにて構成するのが良い。
また、以下の条件(10−1)を満足すれば更に望ましい。
(10−1) |f1/f1i|<0.13
【0052】
更に、第1レンズ群を2枚のレンズにて構成する場合、負レンズと正レンズとにて構成し、負レンズの物体側の面を非球面にすることが好ましい。
【0053】
非球面を有する屈折力の弱い単レンズと負レンズと正レンズの3枚のレンズにて構成されている第1レンズ群の屈折力の弱い非球面単レンズを除去して、負レンズと正レンズの2枚のレンズにて構成し、その時発生する収差を負レンズの物体側の面を非球面にして補正するようにすればよい。
【0054】
これにより、第1レンズ群は2枚のレンズのみからなり薄くすることができ、又、沈胴厚を薄くできる。
【0055】
以上述べた屈折力の弱い非球面レンズは、温度や湿度の変化により屈折率が変化する材料を使用することも可能である。したがって、材料として例えばプラスチックを使用すれば大量かつ安価に生産することができ、コストを低減させ得る。特にオートフォーカス機能を有する場合、温度や湿度の変化による同焦点ずれを自動的に補正でき、収差変動を小さくし得る。
【0056】
また、下記条件(11)を満足するようにすれば、温度湿度による合焦ずれによる収差変動は、実用上問題にならないレベルになし得る。
(11) |fW/fp|<0.1
ただし、fpはプラスチックレンズの焦点距離、fWは広角端における全系の焦点距離である。
【0057】
また下記条件(11−1)を満足すればより望ましい。
(11−1) |fW/fp|<0.05
【0058】
更に下記条件(11−2)を満足すれば最も望ましい。
(11−2) |fW/fp|<0.02
【0059】
以上述べた本発明のズームレンズの像位置に電子撮像素子を配置することにより本発明の撮像装置を構成し得る。
【0060】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について述べる。
【0061】
まず、本発明のズームレンズの実施の形態を下記データを有する実施例をもとに述べる。

Figure 0004503886
Figure 0004503886
【0062】
Figure 0004503886
Figure 0004503886
【0063】
Figure 0004503886
Figure 0004503886
【0064】
Figure 0004503886
Figure 0004503886
【0065】
Figure 0004503886
Figure 0004503886
【0066】
Figure 0004503886
Figure 0004503886
【0067】
ただしr1 ,r2 ,・・・ はレンズ各面の曲率半径、d1 ,d2 ,・・・ は各レンズの肉厚および面間隔、n1 ,n2 ,・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ,ν2 ,・・・ は各レンズのアッベ数である。尚f、r1 ,r2 ,・・・ 、d1 ,d2 ・・・ 等の長さの単位はmmである。
【0068】
本発明のズームレンズの実施例1は、図1に示す通りの構成で、負の屈折力の第1レンズ群G1と正の屈折力の第2レンズ群G2と正の屈折力の第3レンズ群G3とよりなり、広角端から望遠端にかけての変倍の際にすべてのレンズ群G1、G2、G3および明るさ絞りSが光軸上を図示するように移動する。そのうち第3レンズ群G3は、像面Iとの距離が増大するように移動する。
【0069】
また、第1レンズ群G1は3枚のレンズよりなる。つまり物体側より順に、正レンズと負レンズと屈折力の弱い単レンズとよりなり、屈折力の弱い単レンズの物体側の面(r5 )が非球面である。第2レンズ群G2は単レンズと接合レンズと単レンズとよりなり、最も像側の単レンズは平面に近い形状の屈折力の弱いレンズであり、このレンズの像側の面(r14)は非球面である。第3レンズ群は両凸レンズである。
【0070】
この実施例1のズームレンズは、前述のように第1レンズ群G1の最も像側のレンズと第2レンズ群G2の最も像側のレンズを非球面レンズにし、これらレンズの屈折力を弱くしてレンズの厚さを薄くして沈胴厚を薄くした。
【0071】
実施例2は、図2に示す通りの構成であって、負の第1レンズ群G1と正の第2レンズ群G2と正の第3レンズ群G3とよりなる。
【0072】
この実施例2は、実施例1と類似の構成であるが、第2レンズ群G2の最も物体側の面(r8 )も非球面である点で実施例1と相違する。
【0073】
この実施例2のズームレンズは、第1レンズ群G1の像側のレンズと第2レンズ群G2の像側のレンズを非球面レンズとし、更に第2レンズ群G2の物体側のレンズも非球面レンズにし、これらレンズの屈折力を弱くすると共にその光学系材料をプラスチックにした。また、第3レンズ群G3と像面Iとの間隔を大にしてクイックリターンミラーを配置し得るようにした。
【0074】
実施例3は、図3に示すようなズームレンズであって実施例1、2と類似の構成である。
【0075】
この実施例3は、第1レンズ群G1の最も物体側のレンズの像側の面(r2 )と第2レンズ群G2の最も物体側の面(r8 )と第2レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面である面(r13)が非球面である。つまり、第1レンズ群G1の最も物体側のレンズ、第2レンズ群G2の最も物体側のレンズと最も像側のレンズが非球面レンズでこれらはプラスチックレンズである。
【0076】
実施例4は図4に示す通り実施例1、2、3のズームレンズと類似の構成である。
【0077】
この実施例4は、第1レンズ群G1が正レンズと負レンズと正レンズよりなり、第2レンズ群G2が両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと負のメニスカスレンズよりなり、第3レンズ群G3が正レンズ1枚よりなる。つまり、第2レンズ群G2の構成が実施例1〜3と相違する。
【0078】
この実施例4は、第1レンズ群G1の最も物体側のレンズの像側の面である面(r2 )と、第2レンズ群G2の最も物体側のレンズの像側の面(r8 )と、第2レンズ群G2の最も像側のレンズの物体側の面(r11)が非球面である。このように実施例4は実施例3の第2レンズ群G2の最も物体側のプラスチック非球面レンズをなくし、接合レンズの物体側の面を非球面にして収差補正を行なうようにした。これにより第2レンズ群G2を薄くし、沈胴厚を薄くした。
【0079】
実施例5は、図5に示す通りで、第1レンズ群G1が負レンズと正レンズの2枚のレンズにて構成した点で他の実施例1〜4と相違する。
【0080】
この実施例5は、第1レンズ群G1の最も物体側のレンズの物体側の面(r1 )と、第2レンズ群G2の最も像側のレンズの像側の面(r12)が非球面である。
【0081】
この実施例5は、第1レンズ群G1を負レンズと正レンズの2枚のレンズにすることによりこの第1レンズ群G1を薄くして沈胴厚を薄くした。
【0082】
実施例6は、図6に示す通りの構成で、実施例1等と類似の構成のズームレンズである。
【0083】
この実施例6は、第1レンズ群G1の最も物体側のレンズの像側の面(r2 )と最も像側のレンズの物体側の面(r5 )と、第2レンズ群G2の最も物体側のレンズの物体側の面(r8 )と最も像側のレンズの像側の面(r14)が非球
面である。
【0084】
この実施例6のズームレンズは、第1レンズ群G1の物体側および像側、第2レンズ群G2の物体側および像側にプラスチック非球面レンズを配置して安価なレンズ系にした。
【0085】
実施例1のズームレンズの無限遠合焦時の広角端、中間焦点距離及び望遠端における収差状況は、夫々図7、図8、図9に示す通りであり、収差は良好に補正されている。
【0086】
他の実施例2〜6のズームレンズの収差状況も、実施例1と同様に良好に補正されている。
【0087】
また、図1〜図6において、Sは明るさ絞り、F1、F2等は赤外カットフィルター、ローパスフィルター等のフィルター類、Iは像面である。
【0088】
各実施例にて用いられている非球面の形状は、光軸上の光が進む方向をx軸、光軸と直交する方向をy軸とした時、次の式にて表わされる。
【0089】
x=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)21/2]+A22+A44+A66+A88+・・・
ただし、rは基準球面の曲率半径、Kは円錐係数、A2、A4、A6、A8、・・・は非球面係数である。
【0090】
図10〜図12は本発明の撮像装置の実施の形態であるデジタルカメラの概念図を示す。図10はデジタルカメラ10の外観を示す前方斜視図、図11は同後方斜視図、図12はデジタルカメラ10の構成を示す断面図である。この図示するデジタルカメラ10は、撮影用光路12を有する撮影光学系11と、ファインダー用光路14を有するファインダー光学系13と、シャッターボタン15と、フラッシュ16と、液晶表示モニター17を含み、カメラ10の上部に配置されたシャッターボタン15を押圧すると、それに連動して撮影光学系11、例えば図1に示す本発明の実施例1のズームレンズを通して撮影が行なわれる。撮影光学系11によって形成された物体像が、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルターF1、F2を介して電子撮像素子(CCD)19の撮像面上に形成される。このCCD19で受光された物体像は、処理手段21を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター17に表示される。また、この処理手段21には記録手段22が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なおこの記録手段22は処理手段21と別体に設けてもよいし、フロッピーディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書き込みを行なうように構成してもよい。また、CCD19に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【0091】
更に、ファインダー用光路14上にはファインダー用対物光学系23が配置してある。このファインダー用対物光学系23によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム25の視野枠27上に形成される。このポロプリズム25の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系29が配置されている。なお、撮影光学系11及びファインダー用対物光学系23の入射側、接眼光学系29の射出側にそれぞれカバー部材20が配置されている。
【0092】
このように構成されたデジタルカメラ10は、撮影光学系11が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。つまり、前述のように図12に示す撮影光学系は、本発明の実施例1のズームレンズであって、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とよりなる。またSは明るさ絞り、F1、F2はフィルターである。
【0093】
図10〜図12で本発明の撮像装置の例としてデジタルカメラを示したが、その他の例としては本発明のズームレンズを備えたビデオカメラがある。また、パソコンのような情報処理装置に付属する画像入力手段や、電話、特に携帯電話のような通信装置に付属する画像入力手段として本発明の撮像装置を使用することができる。
【0094】
以上述べたように、本発明のズームレンズは、特許請求の範囲に記載するもののほか下記の各項に記載するものも本発明の目的を達成し得るズームレンズである。
【0095】
(1)特許請求の範囲の請求項1又は2に記載するレンズ系で、第2レンズ群が、物体側より順に、単レンズと接合レンズと単レンズとにて構成され、最も物体側の単レンズが非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
【0096】
(2)前記の(1)の項に記載するレンズ系で、第2群中の接合レンズが物体側に凸面を向けたメニスカス形状であり、下記の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
|fW/f21|<0.1
ただし、f21は第2群の最も物体側の単レンズの焦点距離である。
【0097】
(3)特許請求の範囲の請求項1又は2に記載するレンズ系で、第2レンズ群が、物体側より順に、接合レンズと単レンズとよりなり、接合レンズの最も物体側の面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。
【0098】
(4)特許請求の範囲の請求項1又は2に記載するレンズ系で、第1レンズ群が、物体側から順に、非球面を有する単レンズと負の屈折力の単レンズと物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとにて構成され下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
|f1/f11|<0.2
ただし、f11は第1レンズ群中の最も物体側のレンズの焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離である。
【0099】
(5)特許請求の範囲の請求項1又は2に記載するレンズ系で、第1レンズ群が、物体側から順に、両凸の単レンズと像側に強い凹面を向けた負の屈折力の単レンズと非球面を有する単レンズとにて構成されており、下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
|f1/f13|<0.2
ただし、f13は第1群の最も像側のレンズの焦点距離である。
【0100】
(6)特許請求の範囲の請求項1又は2に記載するレンズ系で、第1レンズ群が、非球面を有する単レンズと像側に強い凹面を向けた負の屈折力の単レンズと非球面を有する単レンズとにて構成されており、下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
|f1/f11|<0.2
|f1/f13|<0.2
【0101】
(7)特許請求の範囲の請求項1又は2に記載するレンズ系で、第1レンズ群が非球面を有し像側に強い凹面を向けた負の屈折力のレンズと像側に凸面を向けたメニスカスレンズにて構成されていることを特徴とするズームレンズ。
【0102】
(8)前記の(2)、(4)、(5)、(6)又は(7)の項に記載するレンズ系で、下記条件(11)を満足することを特徴とするズームレンズ。
11) |fW/fp|<0.05
ただし、fpはプラスチックレンズの焦点距離、fWは広角端における全系の焦点距離である。
【0103】
(9)特許請求の範囲の請求項1又は2に記載するレンズ系で、第3レンズ群を物体側に繰り出すことにより近距離の被写体に合焦することを特徴とするズームレンズ。
【0104】
(10)特許請求の範囲の請求項1又は2に記載するレンズ系で、第2レンズ群の最も像側のレンズが非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
【0105】
【発明の効果】
本発明によれば、沈胴厚が薄く収納性に優れかつ高倍率でリアーフォーカスにおいても高い結像性能を有するズームレンズを実現し得る。また本発明のズームレンズを備えることによりビデオカメラやデジタルカメラの薄型化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のズームレンズの実施例1の断面図
【図2】本発明のズームレンズの実施例2の断面図
【図3】本発明のズームレンズの実施例3の断面図
【図4】本発明のズームレンズの実施例4の断面図
【図5】本発明のズームレンズの実施例5の断面図
【図6】本発明のズームレンズの実施例6の断面図
【図7】上記実施例1の無限遠合焦時の広角端における収差図
【図8】上記実施例1の無限遠合焦時の中間焦点距離における収差図
【図9】上記実施例1の無限遠合焦時の望遠端における収差図
【図10】本発明の撮像装置の前方斜視図
【図11】上記撮像装置の後方斜視図
【図12】上記撮像装置の断面図[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a zoom lens having a thin depth direction and an imaging apparatus such as a video camera or a digital camera provided with the zoom lens.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a digital camera (electronic camera) has attracted attention as a next-generation camera replacing a silver salt 35 mm film (so-called Leica version) camera.
[0003]
These digital cameras are known in a wide range from high-functional ones for business use to portable popular types.
[0004]
A particularly popular portable video camera or digital camera intended for the present invention is a bottleneck to realize a video camera and a digital camera with high image quality and thin depth. Is to reduce the thickness from the most object side surface to the imaging surface.
[0005]
Recently, there has been known a lens barrel that employs a collapsible lens barrel that projects the optical system from the camera body when taking a picture, while accommodating the optical system in the camera body when carrying the picture.
[0006]
However, the thickness when the optical system is precipitated is greatly different depending on the type of optical system used and the filter. In particular, a so-called positive leading zoom lens in which the lens group closest to the object side of the optical system has a positive refractive power, which is suitable for setting the zoom ratio, the F number, etc. high, has a large thickness of each lens. In addition, the dead space becomes large, and the thickness cannot be reduced too much even when retracted (Japanese Patent Laid-Open No. 11-258507).
[0007]
On the other hand, the negative leading type 2 group to 3 group zoom lens is advantageous when the retractable type is adopted.
[0008]
Further, the zoom lens described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-52246 has a large number of constituent lenses in each group, and since the most object side lens is a positive lens, the camera thickness is reduced even when retracted. I can't do it.
[0009]
A zoom lens that is currently known and suitable for a camera using an electronic image sensor, has good imaging performance such as a zoom ratio, a field angle, and an F number, and has an optical system that can make the collapsible thickness the smallest. Examples thereof include those described in JP-A-11-194274, JP-A-11-287533, and JP-A-2000-9997.
[0010]
In these conventional examples, in order to make the first group thin, it is preferable to make the entrance pupil position shallow, but for that purpose, the magnification of the second group has to be increased. However, if the magnification of the second group is increased and the burden on the second group is increased, the second group itself cannot be made thin, aberration correction becomes difficult, and the influence of manufacturing errors increases, which is not preferable.
[0011]
In order to achieve thinning and miniaturization, the image sensor can be made small. However, in order to make the image sensor small with the same number of pixels, it is necessary to reduce the pixel pitch, and the lack of sensitivity is caused by the optical system. Need to cover. Further, it is not preferable because of the influence of diffraction.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has a small number of components and can adopt a rear focus, is small and simple, and has stable imaging performance from the entire zoom range and from infinity to a short distance. An inexpensive zoom lens in which the thickness of the lens system is reduced and the entire lens system is made thin and an imaging device with a small depth provided with the zoom lens are provided.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The zoom lens of the present invention includes, in order from the object 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 positive refractive power, This is a lens system that moves the third lens group so that the distance between the third lens group and the image plane becomes large when zooming from the wide-angle end to the telephoto end. The third lens group consists of one positive lens. The following conditions (1), (2), (3), and (4) are satisfied.
(1) | fW / f2R | <0.1
(2) 0.89 <f3 / fT <2.8
(3) 1.1 <| β23T | <2
(4) 1 / β2T <0.25
However, f2R is the focal length of the lens closest to the image side of the second lens group, f3 is the focal length of the third lens group, β23T is the combined magnification of the second lens group and the third lens group at the telephoto end, and β2T is the telephoto end. , FW is the focal length of the entire zoom lens system at the wide angle end, and fT is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end.
[0014]
An electronic imaging device such as a digital still camera needs to make the angle of light incident on the electronic imaging element as small as possible.
[0015]
In the zoom lens according to the present invention, the positive lens closest to the image side of the second lens group among the two-group zoom lenses of the negative first lens group and the positive second lens group is used as a third lens group. The third lens group is moved independently so that the angle of the incident light beam becomes smaller. Further, in order to satisfy the above conditions (1), (2), (3), and (4), the retractable thickness was reduced and the aberration from infinity to near distance was improved.
[0016]
Condition (1) is such that the collapsible thickness is reduced by restricting the focal length (refractive power) of the lens on the most image side of the second lens group.
[0017]
When the upper limit of 0.1 of the condition (1) is exceeded, it is difficult to reduce the thickness of the lens, and the retractable thickness cannot be reduced.
[0018]
In addition, in order to further reduce the retractable thickness, suppress the occurrence of chromatic aberration, and avoid being affected by changes in temperature and humidity, the following condition (1-1) is satisfied instead of condition (1). It is desirable.
(1-1) | fW / f2R | <0.05
[0019]
Condition (2) is provided in order to reduce the collapsed thickness by limiting the amount of movement of the third lens group.
[0020]
In the zoom lens of the present invention, the aberration is favorably corrected by balancing the aberration of the second lens group and the third lens group. If the lower limit of 0.89 of the condition (2) is exceeded, the refractive power of the third lens group becomes strong, and it becomes difficult to correct coma and astigmatism generated in the third lens group. On the other hand, if the upper limit of 2.8 is exceeded, the refractive power of the second lens group becomes strong, making it difficult to correct spherical aberration.
[0021]
In order to reduce the collapsed thickness, it is desirable to satisfy the following condition (2-1) instead of the condition (2).
(2-1) 1.1 <f3 / fT <2
[0022]
Condition (3) defines the magnification β23T of the combination of the second lens group and the third lens group at the time of focusing at infinity at the telephoto end. When the absolute value of β23T is as large as possible, the entrance pupil position at the wide-angle end can be made shallower, the diameter of the first lens group can be easily reduced, and the thickness of the first lens group can be reduced. If the lower limit of 1.1 of this condition (3) is exceeded, it will be difficult to reduce the thickness of the first lens group. If the upper limit of 2 is exceeded, correction of spherical aberration, coma, astigmatism, etc. will be difficult. It becomes difficult.
[0023]
It is more desirable if the following condition (3-1) is satisfied instead of the above condition (3).
(3-1) 1.2 <| β23T | <1.8
[0024]
Condition (4) is a condition for reducing the fluctuation of aberration due to focusing, and is a condition for suppressing the fluctuation of aberration to a small extent for photographing up to a magnification of 0.05 times. If the upper limit of 0.25 of this condition (4) is exceeded, it will be difficult to correct spherical aberration, coma, astigmatism, etc. during close-up shooting.
[0025]
Further, in order to obtain a good image in photographing at 0.1 times the short distance, it is desirable to satisfy the following condition (4-1) instead of the condition (4).
(4-1) 1 / β2T <0.1
[0026]
In the lens system of the present invention, the curvature of the second lens group is made as gentle as possible in order to reduce the retractable thickness, so that the refractive power of the second lens group becomes weak, and this lack of refractive power is caused in the third lens group. To compensate. Therefore, the third lens group moves with respect to the movement of the second lens group at the time of zooming. The amount of movement of the second lens group and the third lens group from the wide angle end to the telephoto end preferably satisfies the following condition (5).
(5) 0.6 <Δ2 / Δ3 <3
However, Δ2 and Δ3 are the movement amounts from the wide-angle end to the telephoto end of the second lens group and the third lens group, respectively.
[0027]
In this condition (5), if the lower limit of 0.6 is exceeded, the refractive power of the second lens group becomes weak, and aberration correction becomes difficult. Further, the total length at the time of photographing becomes long, and it takes time to shift from the retracted state to the photographing state, thereby causing problems such as missing a photo opportunity. When the upper limit of 3 of the condition (5) is exceeded, the retractable thickness increases.
[0028]
In a camera using an electronic image sensor, in the case of a three-plate camera that shoots by arranging three CCDs after the color separation prism, an interference film is used as the color separation prism. Shading occurs. In order to avoid this, it is necessary to make the inclination of the principal ray with respect to the optical axis within 5 degrees.
[0029]
Therefore, it is desirable that the zoom lens of the present invention having the above configuration satisfies the following condition (6).
(6) DW / fW> 5
However, DW is the distance from the aperture stop to the image plane at the wide-angle end.
[0030]
If the lower limit of 5 of the condition (6) is exceeded, color shading occurs because the tilt angle of the principal ray incident on the imaging surface exceeds 5 degrees.
[0031]
In addition, when the optical system includes a single-lens reflex type finder, it is necessary to put a half mirror or a quick return mirror between the lens and the image plane, and it is necessary to keep a distance between the lens and the image plane. For that purpose, it is necessary to satisfy the following condition (7).
(7) f2 / fW> 3.6
Here, f2 is the focal length of the second lens group.
[0032]
When the lower limit of 3.6 of the condition (7) is exceeded, it becomes impossible to arrange a single-lens reflex light splitting member, or it becomes necessary to increase the number of lenses in the second lens group, and the second lens group becomes thick. The total length of the system becomes long and the retractable thickness cannot be reduced. When the quick return mirror is arranged, the total length of the lens system becomes long, but the retracted thickness can be reduced because the quick return mirror is flipped up when retracted.
[0033]
In the zoom lens of the present invention, it is desirable to use the third lens group for focusing. By extending the third lens group to the object side, it is possible to focus on a subject at a short distance.
[0034]
When the third lens group is moved for focusing, aberration fluctuations accompanying the movement of the lens become a problem. When an aspheric surface is provided in the third lens group to correct the remaining aberration in the first lens group and the second lens group, the correction balance is lost due to the movement of the third lens group for focusing. Therefore, when the third lens group is used for focusing, the first lens group and the second lens group should satisfactorily correct astigmatism over the entire zoom range, and the third lens group should be a spherical system. Is desirable.
[0035]
Satisfying conditional expression (2) is also effective when the third lens group is used as a focusing lens. When the conditional expression (2) is satisfied, the movement of the third lens group during focusing is limited, and the retractable thickness can be reduced.
[0036]
If the lower limit of condition (2) is exceeded, the amount of movement of the third lens group at the telephoto end becomes large, and the mechanism for indicating the third lens group becomes large, so it becomes difficult to reduce the retractable thickness. Further, the length of the third lens group in the radial direction becomes large. If the condition (2-1) is satisfied instead of the condition (2), the restriction at the wide-angle end becomes easier and the retractable thickness can be made smaller.
[0037]
In the zoom lens of the present invention, in order to make the retractable thickness as thin as possible, it is necessary to make the thickness of the second lens group as thin as possible. For this purpose, it is necessary to reduce the number of lenses in the second lens group or to loosen the curvature of the lenses. However, since refractive power is required for aberration correction, a certain degree of curvature is required. For that purpose, it is desirable to satisfy the following condition (8).
(8) 0.3 <R2b / f2 <0.6
Here, R2b is the smallest curvature radius (curvature radius near the optical axis in the case of an aspheric surface) on the convex surface in contact with air in the second lens group, and f2 is the focal length of the second lens group.
[0038]
If the lower limit of 0.3 of condition (8) is exceeded, the thickness of the second lens group will be too thick and the retractable thickness will be too thick. Exceeding the upper limit of 0.6 makes it difficult to correct aberrations, particularly spherical aberrations.
[0039]
In the zoom lens of the present invention, the aperture stop is disposed on the object side of the second lens group, and an aspherical surface is provided on the most image side lens in the second lens group, which is particularly effective for correcting off-axis aberrations. It is preferable. By providing an aspherical surface on the most image side lens of the second lens group, coma can be corrected well.
[0040]
In general, many glass materials for lenses having an aspherical surface have a small Abbe number.
[0041]
The lens provided with the aspherical surface not only can be reduced in thickness by satisfying the condition (1), but the occurrence of chromatic aberration can be suppressed even when a lens having a small Abbe number is used. In addition, it is less susceptible to changes in temperature and humidity.
[0042]
In addition, since the positive lens and the negative lens on the object side of the second lens group have large fluctuations in aberration due to relative decentration of these lenses, it is preferable to join these positive lenses and negative lenses. Further, in the lens group having such a configuration, since the front lens diameter does not easily increase, the aperture stop is integrated with the second lens group, that is, disposed on the object side of the second lens group, and the second lens group at the time of zooming. It is preferable to move the aperture stop and the aperture stop together because the mechanism is simple and the dead space is not easily generated when the lens is retracted. In addition, the F number at the wide-angle end and the telephoto end can be reduced.
[0043]
Considering the above, the configuration of the second lens group is preferably a single lens-junction lens-single lens or a cemented lens-single lens.
Here, when the focal length of the i-th single lens from the object side of the second lens group is set to f2i and the following conditional expression (9) is satisfied, the single lens is called a lens having a weak refractive power.
(9) | fW / f2i | <0.1
[0044]
In any of the configurations of the second lens group, since the single lens has a weak refractive power and is close to a flat surface, the aberration correction capability is small. It is necessary to compensate for this aberration correction with an aspherical surface.
[0045]
Further, in the case of the cemented lens-single lens among the above-described structures, if the object side surface is the most aspherical surface, the single lens-junction lens-single lens object side single lens can be removed even if the single lens-junction lens is removed. -Imaging performance equivalent to that of a single lens can be obtained. In each case, the cemented lens has a meniscus shape with a convex surface facing the object side. Further, if the cemented surfaces of the cemented lens are separated and arranged with a slight air gap between them, the curvatures of the surfaces facing each other are made approximately equal to each other. A lens component having
[0046]
Next, in the zoom lens of the present invention, the first lens group is reduced by reducing the number of lenses in order to make it as thin as possible, weakening the refractive power of each lens, reducing the number of lenses, and weakening the refractive power. It is desirable to compensate the aberration correcting action by using an aspherical surface.
[0047]
In the first lens group, when the focal length of the i-th single lens from the object side is f1i and the focal length of the first group is f1, the lens is referred to as a single lens having a weak refractive power when the following expression is satisfied. Call.
(10) | f1 / f1i | <0.2
In order to make the first lens group thin, it is composed of two or three lenses. In the case of three lenses, a positive lens, a negative lens, a single lens having a weak refractive power, or from the object side It consists of a single lens with a weak refractive power and a negative lens and a positive lens in order, or a single lens with a weak refractive power, a negative lens and a single lens with a low refractive power in order from the object side. A lens may be provided with an aspherical surface. In the case of using two lenses, it is desirable to use a negative lens and a positive lens so that the negative lens has an aspheric surface.
[0048]
When the first lens group is composed of a single lens having a weak refractive power, a negative lens, and a positive lens, the thickness of the first lens group is reduced by reducing the refractive power of the lens having the largest diameter on the object side. The aspherical surface can compensate for the shortage of aberration correction caused thereby. Further, if the negative lens, which is the second lens of the first lens group in this configuration, has a strong concave surface on the image side, and the positive lens, which is the third lens, is a meniscus lens convex to the object side, coma aberration and non- Point aberration can be corrected well.
[0049]
Further, when the first lens unit is composed of a single lens having a weak refractive power, a negative lens, and a single lens having a low refractive power in order from the object side, the refractive power of the single lens having the weakest refractive power on the image side becomes extremely weak. Thus, it is desirable to correct the aberration caused by being close to the plane parallel plate by providing an aspherical surface.
[0050]
A case where the first lens group is composed of a positive lens, a negative lens, and a single lens having a low refractive power as described above will be described. When the first lens group is composed of three spherical lenses, a biconvex positive first lens, a negative second lens with a strong concave surface facing the image side, and a strong convex surface facing the object side In general, it is constituted by a third lens of a positive meniscus lens. However, since the third lens is a meniscus lens, it is considerably thick in the optical axis direction. In order to reduce the thickness of the first lens group, it is preferable that the refractive power of the third lens is weakened to reduce the thickness in the optical axis direction, and the aberration generated thereby is corrected by an aspherical surface.
[0051]
For this reason, when the first lens group is composed of three lenses, it is preferable that the first lens group is composed of a positive lens, a negative lens, and a single lens having a low refractive power in order from the object side.
Further, it is more desirable if the following condition (10-1) is satisfied.
(10-1) | f1 / f1i | <0.13
[0052]
Further, when the first lens group is composed of two lenses, it is preferable that the first lens group is composed of a negative lens and a positive lens, and the object side surface of the negative lens is aspherical.
[0053]
The negative lens and the positive lens are removed by removing the low refractive power aspheric single lens in the first lens group, which is composed of the aspherical single lens with weak refractive power, the negative lens and the positive lens. It is sufficient to correct the aberration generated at that time by making the object side surface of the negative lens an aspherical surface.
[0054]
As a result, the first lens group can be made thin only by two lenses, and the retractable thickness can be made thin.
[0055]
The aspherical lens having a low refractive power described above can use a material whose refractive index changes with changes in temperature and humidity. Therefore, for example, if plastic is used as the material, it can be produced in large quantities and at low cost, and the cost can be reduced. In particular, when an autofocus function is provided, it is possible to automatically correct a defocus due to changes in temperature and humidity, and to reduce aberration fluctuations.
[0056]
Further, if the following condition (11) is satisfied, aberration fluctuations due to out-of-focus due to temperature and humidity can be at a level that does not cause a problem in practice.
(11) | fW / fp | <0.1
Here, fp is the focal length of the plastic lens, and fW is the focal length of the entire system at the wide angle end.
[0057]
Moreover, it is more desirable if the following condition (11-1) is satisfied.
(11-1) | fW / fp | <0.05
[0058]
Furthermore, it is most desirable if the following condition (11-2) is satisfied.
(11-2) | fW / fp | <0.02
[0059]
The image pickup apparatus of the present invention can be configured by arranging the electronic image pickup element at the image position of the zoom lens of the present invention described above.
[0060]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described.
[0061]
First, an embodiment of the zoom lens of the present invention will be described based on an example having the following data.
Figure 0004503886
Figure 0004503886
[0062]
Figure 0004503886
Figure 0004503886
[0063]
Figure 0004503886
Figure 0004503886
[0064]
Figure 0004503886
Figure 0004503886
[0065]
Figure 0004503886
Figure 0004503886
[0066]
Figure 0004503886
Figure 0004503886
[0067]
Where r 1 , R 2 , ... are the radius of curvature of each lens surface, d 1 , D 2 , ... are the thickness and surface spacing of each lens, n 1 , N 2 , ... are the refractive indices of each lens, ν 1 , Ν 2 , ... are Abbe numbers of each lens. F and r 1 , R 2 , ..., d 1 , D 2 ... The unit of length of etc. is mm.
[0068]
Embodiment 1 of the zoom lens according to the present invention has the configuration shown in FIG. 1, and has a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, and a third lens having a positive refractive power. All the lens groups G1, G2, and G3 and the aperture stop S move as shown in the figure on the optical axis during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. Among them, the third lens group G3 moves so that the distance from the image plane I increases.
[0069]
The first lens group G1 is composed of three lenses. In other words, in order from the object side, a positive lens, a negative lens, and a single lens having a weak refractive power, and a surface on the object side of the single lens having a low refractive power (r Five ) Is an aspherical surface. The second lens group G2 includes a single lens, a cemented lens, and a single lens, and the single lens on the most image side is a lens having a shape close to a plane and having a weak refractive power. 14 ) Is an aspherical surface. The third lens group is a biconvex lens.
[0070]
In the zoom lens of Embodiment 1, as described above, the lens closest to the image side of the first lens group G1 and the lens closest to the image side of the second lens group G2 are aspherical lenses, and the refractive power of these lenses is weakened. The lens thickness was reduced to reduce the retractable thickness.
[0071]
The second embodiment has a configuration as shown in FIG. 2 and includes a negative first lens group G1, a positive second lens group G2, and a positive third lens group G3.
[0072]
The second embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment, but the most object side surface (r of the second lens group G2) 8 ) Also differs from the first embodiment in that it is an aspherical surface.
[0073]
In the zoom lens of Example 2, the image-side lens of the first lens group G1 and the image-side lens of the second lens group G2 are aspherical lenses, and the object-side lens of the second lens group G2 is also aspherical. Lenses were used, the refractive power of these lenses was weakened, and the optical system material was plastic. Further, the quick return mirror can be arranged by increasing the distance between the third lens group G3 and the image plane I.
[0074]
The third embodiment is a zoom lens as shown in FIG. 3 and has a configuration similar to that of the first and second embodiments.
[0075]
In Example 3, the image side surface (r of the most object side lens of the first lens group G1) 2 ) And the most object side surface (r of the second lens group G2) 8 ) And the surface (r that is the object side surface of the lens closest to the image side of the second lens group) 13 ) Is an aspherical surface. That is, the most object side lens of the first lens group G1, the most object side lens and the most image side lens of the second lens group G2 are aspherical lenses, and these are plastic lenses.
[0076]
The fourth embodiment has a configuration similar to the zoom lenses of the first, second, and third embodiments as shown in FIG.
[0077]
In Example 4, the first lens group G1 includes a positive lens, a negative lens, and a positive lens, the second lens group G2 includes a cemented lens of a biconvex lens and a biconcave lens, and a negative meniscus lens, and the third lens group G3. Consists of one positive lens. That is, the configuration of the second lens group G2 is different from those of the first to third embodiments.
[0078]
In Example 4, the surface (r) which is the image side surface of the most object side lens of the first lens group G1. 2 ) And the image side surface (r of the most object side lens of the second lens group G2) 8 ) And the object side surface (r of the most image side lens of the second lens group G2) 11 ) Is an aspherical surface. As described above, in Example 4, the most object-side plastic aspherical lens of the second lens group G2 of Example 3 is eliminated, and aberration correction is performed by making the object-side surface of the cemented lens an aspherical surface. As a result, the second lens group G2 was thinned and the collapsible thickness was thinned.
[0079]
The fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments in that the first lens group G1 includes two lenses, a negative lens and a positive lens, as shown in FIG.
[0080]
In Example 5, the object-side surface (r of the most object-side lens of the first lens group G1) 1 ) And the image side surface (r of the most image side lens of the second lens group G2) 12 ) Is an aspherical surface.
[0081]
In Example 5, the first lens group G1 is made of two lenses, a negative lens and a positive lens, so that the first lens group G1 is thinned and the collapsible thickness is thinned.
[0082]
The zoom lens according to the sixth embodiment is configured as shown in FIG. 6 and has a configuration similar to that of the first embodiment.
[0083]
In Example 6, the image side surface (r of the most object side lens of the first lens group G1) 2 ) And the object side surface (r of the most image side lens) Five ) And the object side surface (r of the most object side lens of the second lens group G2) 8 ) And the image side surface of the most image side lens (r 14 ) Is non-spherical
Surface.
[0084]
In the zoom lens of Example 6, a plastic aspherical lens is disposed on the object side and the image side of the first lens group G1 and on the object side and the image side of the second lens group G2, thereby making an inexpensive lens system.
[0085]
The aberration states at the wide-angle end, the intermediate focal length, and the telephoto end of the zoom lens of Example 1 at infinity are as shown in FIGS. 7, 8, and 9, respectively, and the aberration is corrected well. .
[0086]
The aberration states of the zoom lenses of the other Examples 2 to 6 are also corrected as well as the Example 1.
[0087]
1 to 6, S is an aperture stop, F1 and F2 and the like are filters such as an infrared cut filter and a low-pass filter, and I is an image plane.
[0088]
The shape of the aspherical surface used in each example is expressed by the following equation, where the direction of light traveling on the optical axis is the x axis and the direction orthogonal to the optical axis is the y axis.
[0089]
x = (y 2 / R) / [1+ {1- (1 + K) (y / r) 2 } 1/2 ] + A 2 y 2 + A Four y Four + A 6 y 6 + A 8 y 8 + ...
Where r is the radius of curvature of the reference sphere, K is the cone coefficient, A 2 , A Four , A 6 , A 8 , ... are aspherical coefficients.
[0090]
10 to 12 are conceptual diagrams of a digital camera which is an embodiment of the imaging apparatus of the present invention. 10 is a front perspective view showing the appearance of the digital camera 10, FIG. 11 is a rear perspective view thereof, and FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the digital camera 10. The illustrated digital camera 10 includes a photographing optical system 11 having a photographing optical path 12, a finder optical system 13 having a finder optical path 14, a shutter button 15, a flash 16, and a liquid crystal display monitor 17. When the shutter button 15 disposed on the upper side of the lens is pressed, photographing is performed through the photographing optical system 11, for example, the zoom lens of the first embodiment of the present invention shown in FIG. An object image formed by the photographing optical system 11 is formed on the image pickup surface of an electronic image pickup device (CCD) 19 through filters F1 and F2 such as a low-pass filter and an infrared cut filter. The object image received by the CCD 19 is displayed as an electronic image on the liquid crystal display monitor 17 provided on the back of the camera via the processing means 21. In addition, a recording unit 22 is connected to the processing unit 21 so that a photographed electronic image can be recorded. The recording means 22 may be provided separately from the processing means 21, or may be configured to perform recording and writing electronically using a floppy disk, memory card, MO, or the like. Further, it may be configured as a silver salt camera in which a silver salt film is arranged instead of the CCD 19.
[0091]
Further, a finder objective optical system 23 is disposed on the finder optical path 14. The object image formed by the finder objective optical system 23 is formed on the field frame 27 of the Porro prism 25 that is an image erecting member. Behind this Porro prism 25, an eyepiece optical system 29 for guiding an erect image to the observer eyeball E is arranged. The cover members 20 are disposed on the incident side of the photographing optical system 11 and the finder objective optical system 23 and on the exit side of the eyepiece optical system 29, respectively.
[0092]
The digital camera 10 configured in this manner is a zoom lens with a large back focus, a photographing optical system 11 having a wide angle of view and a high zoom ratio, good aberrations, bright, and a filter that can be arranged. Performance and cost reduction can be realized. That is, as described above, the photographing optical system shown in FIG. 12 is the zoom lens according to Example 1 of the present invention, and includes the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group G3. S is an aperture stop, and F1 and F2 are filters.
[0093]
10 to 12 show a digital camera as an example of the image pickup apparatus of the present invention, another example is a video camera including the zoom lens of the present invention. Further, the image pickup apparatus of the present invention can be used as an image input means attached to an information processing apparatus such as a personal computer or an image input means attached to a communication apparatus such as a telephone, particularly a mobile phone.
[0094]
As described above, the zoom lens of the present invention is a zoom lens that can achieve the object of the present invention as well as those described in the following claims in addition to those described in the claims.
[0095]
(1) In the lens system according to claim 1 or 2, the second lens group includes a single lens, a cemented lens, and a single lens in order from the object side. A zoom lens, wherein the lens has an aspherical surface.
[0096]
(2) The zoom lens according to (1), wherein the cemented lens in the second group has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and satisfies the following condition: .
| FW / f21 | <0.1
However, f21 is the focal length of the single lens closest to the object in the second group.
[0097]
(3) In the lens system according to claim 1 or 2, the second lens group includes, in order from the object side, a cemented lens and a single lens, and the most object side surface of the cemented lens is non-surface. A zoom lens characterized by being spherical.
[0098]
(4) In the lens system according to claim 1 or 2, the first lens group includes, in order from the object side, a single lens having an aspherical surface, a single lens having a negative refractive power, and a convex surface on the object side. And a positive meniscus lens facing the zoom lens, satisfying the following conditional expression:
| F1 / f11 | <0.2
Here, f11 is the focal length of the most object side lens in the first lens group, and f1 is the focal length of the first lens group.
[0099]
(5) In the lens system according to claim 1 or 2, the first lens unit has, in order from the object side, negative refractive power with a biconvex single lens and a strong concave surface facing the image side. A zoom lens comprising a single lens and a single lens having an aspherical surface, and satisfying the following conditional expression:
| F1 / f13 | <0.2
Here, f13 is the focal length of the lens on the most image side in the first group.
[0100]
(6) In the lens system according to claim 1 or 2, the first lens group includes a single lens having an aspherical surface, a single lens having a negative refractive power with a strong concave surface facing the image side, and a non-spherical lens. A zoom lens comprising a single lens having a spherical surface and satisfying the following conditional expression:
| F1 / f11 | <0.2
| F1 / f13 | <0.2
[0101]
(7) The lens system according to claim 1 or 2, wherein the first lens unit has an aspherical surface and a negative refractive power lens having a strong concave surface facing the image side and a convex surface facing the image side. A zoom lens characterized by comprising a meniscus lens facing.
[0102]
(8) In the lens system described in the item (2), (4), (5), (6) or (7), the following condition ( 11 Zoom lens characterized by satisfying
( 11 ) | FW / fp | <0.05
Here, fp is the focal length of the plastic lens, and fW is the focal length of the entire system at the wide angle end.
[0103]
(9) In the lens system according to claim 1 or 2, the zoom lens is configured to focus on a subject at a short distance by extending the third lens group toward the object side.
[0104]
(10) A zoom lens according to claim 1 or 2, wherein the most image side lens of the second lens group has an aspherical surface.
[0105]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a zoom lens having a thin collapsible thickness and excellent storage performance and high imaging performance even in a rear focus with a high magnification. Further, by providing the zoom lens of the present invention, it is possible to reduce the thickness of a video camera or a digital camera.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a zoom lens according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of Embodiment 3 of the zoom lens according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of Example 5 of the zoom lens according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a zoom lens according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an aberration diagram at the wide-angle end when focusing on infinity according to Example 1 above.
FIG. 8 is an aberration diagram at the intermediate focal length at the time of focusing on infinity according to Example 1;
FIG. 9 is an aberration diagram at the telephoto end during focusing on infinity according to Example 1 above.
FIG. 10 is a front perspective view of the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a rear perspective view of the imaging apparatus.
FIG. 12 is a cross-sectional view of the imaging apparatus

Claims (14)

物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とよりなり、広角端から望遠端に変倍する際に前記第3レンズ群と像面との間隔が大になるように第3レンズ群を移動するレンズ系で、第3レンズ群が正レンズ1枚よりなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足するズームレンズ。
(1) |fW/f2R|≦0.055
(2) 0.89<f3/fT<2.8
(3) 1.1<|β23T|<2
(4) 1/β2T<0.25
ただし、f2Rは第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離、β23Tは望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成倍率、β2Tは望遠端における第2レンズ群の倍率、fWは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
In order from the object 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 positive refractive power, change from the wide-angle end to the telephoto end. A lens system that moves the third lens group so that the distance between the third lens group and the image plane becomes large when magnifying, and the third lens group consists of one positive lens, and the following condition (1), A zoom lens satisfying (2), (3), and (4).
(1) | fW / f2R | ≦ 0.055
(2) 0.89 <f3 / fT <2.8
(3) 1.1 <| β23T | <2
(4) 1 / β2T <0.25
However, f2R is the focal length of the lens closest to the image side of the second lens group, f3 is the focal length of the third lens group, β23T is the combined magnification of the second lens group and the third lens group at the telephoto end, and β2T is the telephoto end. , FW is the focal length of the entire zoom lens system at the wide angle end, and fT is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end.
条件(1)、(2)、(3)、(4)の代りに下記条件(1−1)、(2−1)、(3−1)、(4−1)を満足する請求項1のズームレンズ。
(1−1) |fW/f2R|<0.05
(2−1) 1.1<f3/fT<2
(3−1) 1.2<|β23T|<1.8
(4−1) 1/β2T<0.1
The following conditions (1-1), (2-1), (3-1), and (4-1) are satisfied instead of the conditions (1), (2), (3), and (4): Zoom lens.
(1-1) | fW / f2R | <0.05
(2-1) 1.1 <f3 / fT <2
(3-1) 1.2 <| β23T | <1.8
(4-1) 1 / β2T <0.1
ズームレンズと撮像手段とを備え、前記ズームレンズが物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とよりなり、広角端から望遠端に変倍する際に前記第3レンズ群と像面との間隔が大になるように第3レンズ群を移動するレンズ系で、第3レンズ群が正レンズ1枚よりなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足する撮像装置。
(1) |fW/f2R|≦0.055
(2) 0.89<f3/fT<2.8
(3) 1.1<|β23T|<2
(4) 1/β2T<0.25
ただし、f2Rは第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離、β23Tは望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成の倍率、β2Tは望遠端における第2レンズ群の倍率、fWは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
A zoom lens and an imaging unit, wherein the zoom lens in order from the object side is a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens having a positive refractive power. And a lens system that moves the third lens group so that the distance between the third lens group and the image plane is large when zooming from the wide-angle end to the telephoto end. An imaging apparatus that includes one positive lens and satisfies the following conditions (1), (2), (3), and (4).
(1) | fW / f2R | ≦ 0.055
(2) 0.89 <f3 / fT <2.8
(3) 1.1 <| β23T | <2
(4) 1 / β2T <0.25
However, f2R is the focal length of the lens closest to the image side of the second lens group, f3 is the focal length of the third lens group, β23T is the magnification of the combination of the second lens group and the third lens group at the telephoto end, and β2T is telephoto The magnification of the second lens group at the end, fW is the focal length of the entire zoom lens system at the wide angle end, and fT is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end.
物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とよりなり、広角端から望遠端に変倍する際に前記第3レンズ群と像面との間隔が大になるように第3レンズ群を移動するレンズ系で、前記第2レンズ群が、物体側より順に、単レンズと接合レンズと単レンズとにて構成され、最も物体側の単レンズが非球面を有し、前記第3レンズ群が正レンズ1枚よりなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足するズームレンズ。
(1) |fW/f2R|<0.1
(2) 0.89<f3/fT<2.8
(3) 1.1<|β23T|<2
(4) 1/β2T<0.25
ただし、f2Rは第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離、β23Tは望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成倍率、β2Tは望遠端における第2レンズ群の倍率、fWは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
In order from the object 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 positive refractive power, change from the wide-angle end to the telephoto end. In a lens system that moves the third lens group so that the distance between the third lens group and the image plane becomes large when magnifying, the second lens group includes a single lens and a cemented lens in order from the object side. is constituted by a single lens, most single lens on the object side has an aspheric surface, the third lens group consists of one positive lens, the following condition (1), (2), (3), (4 Zoom lens that satisfies).
(1) | fW / f2R | <0.1
(2) 0.89 <f3 / fT <2.8
(3) 1.1 <| β23T | <2
(4) 1 / β2T <0.25
However, f2R is the focal length of the lens closest to the image side of the second lens group, f3 is the focal length of the third lens group, β23T is the combined magnification of the second lens group and the third lens group at the telephoto end, and β2T is the telephoto end. , FW is the focal length of the entire zoom lens system at the wide angle end, and fT is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end.
前記第2レンズ群中の接合レンズが物体側に凸面を向けたメニスカス形状であり、下記の条件を満足することを特徴とする請求項4のズームレンズ。
|fW/f21|<0.1
ただし、f21は第2レンズ群の最も物体側の単レンズの焦点距離である。
5. The zoom lens according to claim 4, wherein the cemented lens in the second lens group has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and satisfies the following condition.
| FW / f21 | <0.1
Here, f21 is the focal length of the single lens closest to the object side in the second lens group.
物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とよりなり、広角端から望遠端に変倍する際に前記第3レンズ群と像面との間隔が大になるように第3レンズ群を移動するレンズ系で、前記第2レンズ群が、物体側より順に、接合レンズと単レンズとよりなり、接合レンズの最も物体側の面が非球面であり、前記第3レンズ群が正レンズ1枚よりなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足するズームレンズ。
(1) |fW/f2R|<0.1
(2) 0.89<f3/fT<2.8
(3) 1.1<|β23T|<2
(4) 1/β2T<0.25
ただし、f2Rは第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離、β23Tは望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成倍率、β2Tは望遠端における第2レンズ群の倍率、fWは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
In order from the object 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 positive refractive power, change from the wide-angle end to the telephoto end. In a lens system that moves the third lens group so that the distance between the third lens group and the image plane becomes large when the magnification is doubled, the second lens group includes a cemented lens and a single lens in order from the object side. The most object-side surface of the cemented lens is an aspheric surface, and the third lens group is composed of one positive lens, and satisfies the following conditions (1), (2), (3), and (4): Zoom lens.
(1) | fW / f2R | <0.1
(2) 0.89 <f3 / fT <2.8
(3) 1.1 <| β23T | <2
(4) 1 / β2T <0.25
However, f2R is the focal length of the lens closest to the image side of the second lens group, f3 is the focal length of the third lens group, β23T is the combined magnification of the second lens group and the third lens group at the telephoto end, and β2T is the telephoto end. , FW is the focal length of the entire zoom lens system at the wide angle end, and fT is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end.
物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とよりなり、広角端から望遠端に変倍する際に前記第3レンズ群と像面との間隔が大になるように第3レンズ群を移動するレンズ系で、前記第1レンズ群が、物体側から順に、非球面を有する単レンズと負の屈折力の単レンズと物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとにて構成され下記の条件式を満足し、前記第3レンズ群が正レンズ1枚よりなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足するズームレンズ。
|f1/f11|<0.2
(1) |fW/f2R|<0.1
(2) 0.89<f3/fT<2.8
(3) 1.1<|β23T|<2
(4) 1/β2T<0.25
ただし、f11は第1レンズ群中の最も物体側のレンズの焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、f2Rは第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離、β23Tは望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成倍率、β2Tは望遠端における第2レンズ群の倍率、fWは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
In order from the object 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 positive refractive power, change from the wide-angle end to the telephoto end. A lens system that moves the third lens group so that the distance between the third lens group and the image plane becomes large when magnifying, and the first lens group has an aspheric surface in order from the object side. And a negative meniscus lens having a negative refractive power and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, satisfying the following conditional expression, the third lens group is composed of one positive lens, and the following condition (1 ), (2), (3) and (4).
| F1 / f11 | <0.2
(1) | fW / f2R | <0.1
(2) 0.89 <f3 / fT <2.8
(3) 1.1 <| β23T | <2
(4) 1 / β2T <0.25
Where f11 is the focal length of the most object side lens in the first lens group, f1 is the focal length of the first lens group, f2R is the focal length of the most image side lens in the second lens group, and f3 is the third lens. Focal length of the lens group, β23T is the combined magnification of the second lens group and the third lens group at the telephoto end, β2T is the magnification of the second lens group at the telephoto end, fW is the focal length of the entire zoom lens system at the wide angle end, and fT is This is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end.
物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とよりなり、広角端から望遠端に変倍する際に前記第3レンズ群と像面との間隔が大になるように第3レンズ群を移動するレンズ系で、前記第1レンズ群が、物体側から順に、両凸の単レンズと像側に強い凹面を向けた負の屈折力の単レンズと非球面を有する単レンズとにて構成されており、下記の条件式を満足し、前記第3レンズ群が正レンズ1枚よりなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足するズームレンズ。
|f1/f13|<0.2
(1) |fW/f2R|<0.1
(2) 0.89<f3/fT<2.8
(3) 1.1<|β23T|<2
(4) 1/β2T<0.25
ただし、f13は第1レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、f2Rは第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離、β23Tは望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成倍率、β2Tは望遠端における第2レンズ群の倍率、fWは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
In order from the object 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 positive refractive power, change from the wide-angle end to the telephoto end. In a lens system that moves the third lens group so that the distance between the third lens group and the image plane becomes large when magnifying, the first lens group is a biconvex single lens in order from the object side. is constituted by a single lens having a single lens and the aspherical negative refractive power with a strong concave surface facing the image side, and satisfies the following conditional expression, the third lens group consists of one positive lens A zoom lens that satisfies the following conditions (1), (2), (3), and (4).
| F1 / f13 | <0.2
(1) | fW / f2R | <0.1
(2) 0.89 <f3 / fT <2.8
(3) 1.1 <| β23T | <2
(4) 1 / β2T <0.25
Where f13 is the focal length of the lens closest to the image side of the first lens group, f1 is the focal length of the first lens group, f2R is the focal length of the lens closest to the image side of the second lens group, and f3 is the third lens group. , Β23T is the combined magnification of the second lens group and the third lens group at the telephoto end, β2T is the magnification of the second lens group at the telephoto end, fW is the focal length of the entire zoom lens system at the wide-angle end, and fT is telephoto This is the focal length of the entire zoom lens system at the end.
物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とよりなり、広角端から望遠端に変倍する際に前記第3レンズ群と像面との間隔が大になるように第3レンズ群を移動するレンズ系で、前記第1レンズ群が、非球面を有する単レンズと像側に強い凹面を向けた負の屈折力の単レンズと非球面を有する単レンズとにて構成されており、下記の条件式を満足し、前記第3レンズ群が正レンズ1枚よりなり、下記条件(1)、(2)、(3)、(4)を満足するズームレンズ。
|f1/f11|<0.2
|f1/f13|<0.2
(1) |fW/f2R|<0.1
(2) 0.89<f3/fT<2.8
(3) 1.1<|β23T|<2
(4) 1/β2T<0.25
ただし、f11は第1レンズ群中の最も物体側のレンズの焦点距離、f13は第1レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、f2Rは第2レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、f3は第3レンズ群の焦点距離、β23Tは望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成倍率、β2Tは望遠端における第2レンズ群の倍率、fWは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
In order from the object 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 positive refractive power, change from the wide-angle end to the telephoto end. A lens system that moves the third lens group so that the distance between the third lens group and the image plane becomes large when magnifying, wherein the first lens group is strong on the image side with a single lens having an aspherical surface. The lens is composed of a single lens having negative refractive power facing the concave surface and a single lens having an aspherical surface. The following conditional expression is satisfied, and the third lens group includes one positive lens, and the following conditions ( A zoom lens satisfying 1), (2), (3), and (4).
| F1 / f11 | <0.2
| F1 / f13 | <0.2
(1) | fW / f2R | <0.1
(2) 0.89 <f3 / fT <2.8
(3) 1.1 <| β23T | <2
(4) 1 / β2T <0.25
Where f11 is the focal length of the lens closest to the object in the first lens group, f13 is the focal length of the lens closest to the image side of the first lens group, f1 is the focal length of the first lens group, and f2R is the second lens. F3 is the focal length of the third lens group, β23T is the combined magnification of the second lens group and the third lens group at the telephoto end, and β2T is the magnification of the second lens group at the telephoto end. , FW is the focal length of the entire zoom lens system at the wide angle end, and fT is the focal length of the entire zoom lens system at the telephoto end.
前記第1レンズ群が非球面を有し像側に強い凹面を向けた負の屈折力のレンズと像側に凸面を向けたメニスカスレンズにて構成されていることを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。The first lens group includes an aspherical lens having a negative refractive power with a strong concave surface facing the image side and a meniscus lens with a convex surface facing the image side. 2 zoom lens. 前記非球面レンズの少なくとも一つの非球面レンズがプラスチックレンズであり、前記プラスチックレンズが下記条件(11)を満足することを特徴とする請求項7、8、9又は10のズームレンズ。
11) |fW/fp|<0.05
ただし、fpはプラスチックレンズの焦点距離、fWは広角端における全系の焦点距離である。
The zoom lens according to claim 7, 8, 9, or 10 , wherein at least one aspheric lens of the aspheric lens is a plastic lens, and the plastic lens satisfies the following condition ( 11 ).
( 11 ) | fW / fp | <0.05
Here, fp is the focal length of the plastic lens, and fW is the focal length of the entire system at the wide angle end.
前記第3レンズ群を物体側に繰り出すことにより近距離の被写体に合焦することを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。3. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is focused on a subject at a short distance by extending the third lens group toward the object side. 前記第2レンズ群の最も像側のレンズが非球面を有することを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。The zoom lens according to claim 1 or 2, wherein a lens closest to the image side in the second lens group has an aspherical surface. 請求項4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13のいずれか一項記載のズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配置された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。A zoom lens according to any one of claims 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13 and an optical image arranged on the image side of the zoom lens are converted into electric signals. An imaging apparatus comprising: an imaging element.
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