JP4518472B2 - Zoom lens, lens unit, camera, and portable information terminal device - Google Patents
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Description
本発明は、所定の焦点距離範囲において所望の焦点距離に選択的に設定し得るズームレンズに係り、小型化および高性能化に加えて広角端の広画角化および高変倍比化を図り、銀塩フィルムを用いる銀塩カメラにも利用可能であるが、特にディジタルカメラおよびビデオカメラ等のように電子的撮像手段を用いたカメラに好適なズームレンズ、並びにそのようなズームレンズを用いるレンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。 The present invention relates to a zoom lens that can be selectively set to a desired focal length within a predetermined focal length range, and achieves a wide angle of view and a high zoom ratio at the wide-angle end in addition to downsizing and high performance. A zoom lens suitable for a camera using electronic imaging means, such as a digital camera and a video camera, and a lens using such a zoom lens, although it can be used for a silver salt camera using a silver salt film. The present invention relates to a unit, a camera, and a portable information terminal device.
ディジタルカメラまたは電子カメラ等と称され、被写体像を、例えばCCD(電荷結合素子)撮像素子等の固体撮像素子により撮像し、被写体の静止画像(スティル画像)または動画像(ムービー画像)の画像データを得て、フラッシュメモリに代表される不揮発性半導体メモリ等にディジタル的に記録するタイプのカメラは既に一般化しており、旧来の銀塩フィルムを用いる在来型のカメラ、すなわち銀塩カメラとの置き換えが急速に進みつつある。
このようなディジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ディジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたってきている。中でも、高画質化と小型化は常にユーザの欲するところであり、大きなウエイトを占めている。このため、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められる。
小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長、すなわち最も物体側のレンズ面から像面までの距離、を短縮することが必要であり、また、各レンズ群の厚みを薄くして、収納時の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも、300万〜500万画素程度、あるいはそれ以上の画素数、の撮像素子に対応する解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
It is called a digital camera or an electronic camera, and a subject image is picked up by a solid-state image pickup device such as a CCD (charge coupled device) image pickup device, and image data of a still image (still image) or a moving image (movie image) of the subject. The type of camera that digitally records in a non-volatile semiconductor memory such as a flash memory has already been generalized, and is a conventional camera using a conventional silver salt film, that is, a silver salt camera. Replacement is progressing rapidly.
The market for such digital cameras has become very large, and user demands for digital cameras have also varied. Among them, high image quality and miniaturization are always desired by users and occupy a large weight. For this reason, zoom lenses used as photographic lenses are also required to have both high performance and small size.
In terms of miniaturization, it is necessary to shorten the total lens length in use, that is, the distance from the lens surface closest to the object side to the image plane, and reduce the thickness of each lens group for storage. It is also important to reduce the overall length of the hour. Furthermore, in terms of high performance, it is necessary to have a resolving power corresponding to an image sensor having at least about 3 to 5 million pixels or more over the entire zoom range.
また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの広角端の半画角は、38度以上であることが望ましい。半画角38度は、35mm判(いわゆるライカ判)銀塩フィルムを用いる35mm銀塩カメラ換算の焦点距離で28mmに相当する。
さらに、ズーム変倍比についてもなるべく大きなものが望まれている。35mm銀塩カメラ換算の焦点距離で28〜135mm相当程度のズームレンズであれば、一般的な撮影のほとんどをこなすことが可能であると考えられ、このようなズームレンズの変倍比は約4.8倍である。したがって、ディジタルカメラにおいてもこれと同等またはそれよりも高い変倍比が望まれる。
ディジタルカメラ用のズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、5群以上のレンズ群を有するものは、全レンズ系の総厚を小さくすることが困難であり、小型化には適していない。また、3倍程度のズームレンズでは最も一般的なタイプとして、物体側から、順次、負の焦点距離、すなわち負の屈折力、を有する第1レンズ群と、正の焦点距離、すなわち正の屈折力、を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置して、前記第2レンズ群の物体側に該第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、前記第2レンズ群が像側から物体側へと単調に移動し、前記第1レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものがある。しかしながら、このような構成のズームレンズは、4倍を超えるような高変倍化には適していない。
In addition, there are many users who desire a wide angle of view of the photographing lens, and it is desirable that the half angle of view at the wide angle end of the zoom lens is 38 degrees or more. A half angle of view of 38 degrees corresponds to a focal length of 28 mm in terms of a 35 mm silver salt camera using a 35 mm (so-called Leica) silver salt film.
Further, a zoom magnification ratio as large as possible is desired. A zoom lens equivalent to 28 to 135 mm with a focal length equivalent to a 35 mm silver-salt camera is considered to be able to handle most of general photographing, and the zoom ratio of such a zoom lens is about 4 .8 times. Therefore, a zoom ratio equivalent to or higher than that is also desired for digital cameras.
Many types of zoom lenses for digital cameras are conceivable, but those having five or more lens groups are difficult to reduce the total thickness of all lens systems and are not suitable for miniaturization. . As the most common type of a zoom lens of about 3 times, a first lens group having a negative focal length, that is, negative refractive power, and a positive focal length, that is, positive refraction, in order from the object side. A second lens group having a power and a third lens group having a positive refractive power, and a diaphragm that moves integrally with the second lens group on the object side of the second lens group The second lens group monotonously moves from the image side to the object side as the magnification changes from the short focal end to the long focal end, and the first lens group changes the position of the image plane associated with the magnification change. Some move to compensate for variations. However, the zoom lens having such a configuration is not suitable for a high zoom ratio exceeding 4 times.
例えば特許文献1等には、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配設し、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側へ単調に移動し、前記第2レンズ群が固定位置を保持し、前記第4レンズ群が適宜移動するタイプのズームレンズが開示されている。また、例えば特許文献2等には、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側へ単調に移動し、前記第2レンズ群が像側へ単調に移動し、前記第4レンズ群が適宜移動するタイプのズームレンズが開示されている。なお、例えば特許文献3に等には、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群が固定位置を保持し、前記第2レンズ群が像側へ単調に移動し、前記第3レンズ群が物体側へ移動するタイプのズームレンズが開示されている。
For example,
すなわち、高変倍化に適したタイプとして良く知られているズームレンズとして、物体側から、順次、正の屈折力(焦点距離)を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配設し、前記第3レンズ群近傍に開口絞りを設けてなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第3レンズ群が固定位置を保持し、前記第2レンズ群が物体側から像側へと単調に移動し、前記第4レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものがあり、例えば、特許文献4や、特許文献5等に開示されている。このタイプのズームレンズは、移動するレンズ群が2個と少なく、鏡胴の構成を簡略化することができることもあって、多くのビデオカメラや一部のデジタルカメラに用いられている。しかしながら、このタイプのズームレンズにおいては、変倍作用のほとんどを負担する前記第2レンズ群の移動量を大きく確保する必要があるため、前記第3レンズ群近傍に配設される絞りが前記第1レンズ群から常に離れて配置され、広角化しようとすると前記第1レンズ群が非常に大きなものとなってしまう。 That is, as a zoom lens well known as a type suitable for high zooming, a first lens group having a positive refractive power (focal length) and a second lens having a negative refractive power in order from the object side. A lens group, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power are disposed, and an aperture stop is provided in the vicinity of the third lens group. Along with zooming to the end, the first lens group and the third lens group hold a fixed position, the second lens group monotonously moves from the object side to the image side, and the fourth lens group Are moved so as to correct fluctuations in the image plane position due to zooming, and are disclosed in, for example, Patent Document 4 and Patent Document 5. This type of zoom lens is used in many video cameras and some digital cameras because there are only two moving lens groups and the structure of the lens barrel can be simplified. However, in this type of zoom lens, since it is necessary to ensure a large amount of movement of the second lens group that bears most of the zooming action, a stop disposed in the vicinity of the third lens group is not limited to the first lens group. If the lens is always arranged away from one lens group and attempts to widen the angle, the first lens group becomes very large.
そこで、前記開口絞りを挟んで前記第2レンズ群と前記第3レンズ群を互いに反対方向に移動させ、第3レンズ群にも変倍作用を負担させることによって、前記第2レンズ群の移動量を減らし、前記第1レンズ群の小径化を図ったものが提案されており、例えば、特許文献6や、特許文献3等に開示されている。しかしながら、このタイプのズームレンズにおいても、前記第1レンズ群が固定位置を保持し、それによってレンズ全長がほぼ一定となるため、広角端の半画角を38度以上へ広角化しようとすると、やはり前記第1レンズ群の大型化を伴うことになるので、広角端の半画角を38度以上へ広角化することは困難である
上述したように、広角端の半画角を38度以上に広角化するためには、前記第1レンズ群が位置固定されるズームタイプでは無理があり、前記第1レンズ群が移動するタイプが望ましい。広角端でのレンズ全長を望遠端に比べて短くすることにより、前記第1レンズ群の大型化を抑制しつつ、充分な広角化が可能になるのである。
Therefore, the second lens group and the third lens group are moved in opposite directions with the aperture stop interposed therebetween, and the third lens group is also subjected to a zooming action, thereby moving the second lens group. In order to reduce the diameter of the first lens group, there have been proposed ones in which the diameter of the first lens group is reduced. However, even in this type of zoom lens, the first lens group maintains a fixed position, and thereby the overall length of the lens becomes substantially constant. Therefore, when attempting to widen the half angle of view at the wide angle end to 38 degrees or more, Since the first lens group is also increased in size, it is difficult to widen the half angle of view at the wide angle end to 38 degrees or more. As described above, the half angle of view at the wide angle end is 38 degrees or more. In order to widen the angle, the zoom type in which the position of the first lens group is fixed is impossible, and the type in which the first lens group moves is desirable. By shortening the total lens length at the wide-angle end as compared with the telephoto end, it is possible to sufficiently widen the angle while suppressing an increase in the size of the first lens group.
このようなズームタイプのもの、つまり、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配設し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群が物体側へ向かって単調に移動するズームレンズとして、例えば特許文献1および特許文献2に開示されたものがある。しかしながら、これら特許文献1および特許文献2に開示されたズームレンズは、広角端における半画角が25〜32度程度に止まっており、広角化という面では、なお不充分である。
Such a zoom type, that is, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power in order from the object side. And a fourth lens group having a positive refractive power, and a zoom lens in which the first lens group monotonously moves toward the object side upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end is, for example, a patent There are those disclosed in
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを、物体側から、順次、配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、広角端における充分な広画角(例えば、半画角が38度以上)を確保しつつ、通常の撮影領域を充分にカバーし得る高い変倍比(例えば4.5倍以上)を得て、しかも小型で且つ高い解像力(例えば、300万〜500万画素)を有するズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるレンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項1の目的は、特に、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかもより小型化に適し、特に小径化に適し且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項2の目的は、特に、各収差をより良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. The fourth lens group having positive refractive power is sequentially arranged from the object side, and the first lens group and the third lens group are accompanied by zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In a zoom lens in which the lens moves monotonously toward the object side, it is possible to sufficiently cover a normal shooting area while ensuring a sufficient wide field angle (for example, a half field angle of 38 degrees or more) at the wide angle end. Zoom lens having a magnification ratio (for example, 4.5 times or more) and having a small size and high resolution (for example, 3 to 5 million pixels), and a lens unit, a camera, and portable information using such a zoom lens To provide terminal equipment It is the target.
The object of
An object of claim 2 of the present invention is to provide a zoom lens capable of obtaining high performance by correcting each aberration better.
本発明の請求項3の目的は、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項4の目的は、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項5の目的は、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項6の目的は、特に、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得る他の構成のズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項7の目的は、より小型化に適し、特に小径化に適するズームレンズを提供することにある。
A third object of the present invention is to provide a zoom lens that can correct each aberration more satisfactorily and obtain high performance.
A fourth object of the present invention is to provide a zoom lens that can correct each aberration more satisfactorily and obtain high performance.
The purpose of claim 5 of the present invention, in particular, the aberrations further excellently corrected, it is to provide a zoom lens that makes it possible to obtain high performance.
The object of claim 6 of the present invention is to obtain a sufficiently wide angle of view, particularly, a half angle of view at the wide angle end of 38 degrees or more, a zoom ratio of 4.5 times or more, a small size and 300 An object of the present invention is to provide a zoom lens having another configuration that can have a resolving power corresponding to an image sensor with 10,000 to 5,000,000 pixels or more.
An object of claim 7 of the present invention is to provide a zoom lens which is suitable for further miniaturization and particularly suitable for reduction in diameter.
本発明の請求項8の目的は、特に、色収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項9の目的は、特に、色収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項10の目的は、特に、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得る他の構成のズームレンズを用いて、高性能を得ることを可能とするレンズユニットを提供することにある。
本発明の請求項11の目的は、特に、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることを可能とするカメラを提供することにある。
本発明の請求項12の目的は、特に、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることを可能とする携帯情報端末装置を提供することにある。
An object of
An object of
The object of the tenth aspect of the present invention is to obtain a sufficient wide angle of view, in particular, a half angle of view at the wide angle end of 38 degrees or more, a zoom ratio of 4.5 times or more, a small size and 300 It is an object of the present invention to provide a lens unit capable of obtaining high performance using a zoom lens having another configuration that can have a resolving power corresponding to an image sensor with 10,000 to 5,000,000 pixels or more.
The object of the eleventh aspect of the present invention is to obtain a sufficient wide angle of view, in particular, a half angle of view at the wide angle end of 38 degrees or more, a zoom ratio of 4.5 times or more, a small size and 300 It is an object of the present invention to provide a camera that is small in size and can obtain high image quality with high resolving power by using a zoom lens that can have resolving power corresponding to an image sensor with 10,000 to 5,000,000 pixels or more.
The purpose of
請求項1に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、
望遠端における前記第4レンズ群の結像倍率をm4T、広角端から望遠端への変倍に伴う前記第1レンズ群の総移動量をX1、望遠端における全系の焦点距離をfTとして、
条件式:
0.65<m4T<0.80
0.60<X1/fT<0.75
を満足することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a zoom lens according to the present invention described in
In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, a third lens group having a positive refractive power, and a positive refractive power. Zoom lens in which the first lens group and the third lens group move monotonously toward the object side in response to zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group holds its position fixedly, and the fourth lens group moves at the telephoto end so that it is positioned closer to the image side than the wide-angle end.
The imaging magnification of the fourth lens group at the telephoto end is m4T , the total movement amount of the first lens group accompanying the zooming from the wide-angle end to the telephoto end is X1, and the focal length of the entire system at the telephoto end is fT.
Conditional expression:
0.65 <m4T <0.80
0.60 <X1 / fT <0.75
It is characterized by satisfying.
請求項2に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1のズームレンズであって、
望遠端における前記第4レンズ群の結像倍率をm4T、広角端における前記第4レンズ群の結像倍率をm4Wとして、
条件式:
1.0<m4T/m4W<1.3
を満足することを特徴としている。
The zoom lens according to the present invention described in claim 2 is the zoom lens according to
The imaging magnification of the fourth lens group at the telephoto end is m4T, and the imaging magnification of the fourth lens group at the wide angle end is m4W.
Conditional expression:
1.0 <m4T / m4W <1.3
It is characterized by satisfying .
請求項3に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1または請求項2のズームレンズであって、
広角端から望遠端への変倍に際する第3レンズ群の総移動量をX3、望遠端における全系の焦点距離をfTとして、
条件式:
0.25<X3/fT<0.50
を満足することを特徴としている。
請求項4に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項のズームレンズであって、
前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第3レンズ群の焦点距離をf3として、
条件式:
0.6<|f2|/f3<1.0
を満足することを特徴としている。
The zoom lens according to a third aspect of the present invention is the zoom lens according to the first or second aspect ,
X3 is the total amount of movement of the third lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and fT is the focal length of the entire system at the telephoto end.
Conditional expression:
0.25 <X3 / fT <0.50
It is characterized by satisfying.
A zoom lens according to a fourth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to third aspects,
The focal length of the second lens group is f2, and the focal length of the third lens group is f3.
Conditional expression:
0.6 <| f2 | / f3 <1.0
It is characterized by satisfying.
請求項5に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項のズームレンズであって、
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として、
条件式:
6.0<f1/fW<12.0
を満足することを特徴としている。
請求項6に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第1レンズ群の総移動量をX1、望遠端における全系の焦点距離をfTとして、
条件式:
0.60<X1/fT<0.75
を満足することを特徴としている。
A zoom lens according to a fifth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to fourth aspects,
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.
Conditional expression:
6.0 <f1 / fW <12.0
It is characterized by satisfying.
In order to achieve the above-described object, a zoom lens according to the present invention described in claim 6 is provided.
In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, a third lens group having a positive refractive power, and a positive refractive power. Zoom lens in which the first lens group and the third lens group move monotonously toward the object side in response to zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group holds its position fixedly, and the fourth lens group moves at the telephoto end so that it is positioned closer to the image side than the wide-angle end.
Assuming that the total movement amount of the first lens group accompanying the zooming from the wide angle end to the telephoto end is X1, the focal length of the entire system at the telephoto end is fT,
Conditional expression:
0. 60 <X1 / fT <0. 75
It is characterized by satisfying.
請求項7に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項のズームレンズであって、
前記開口絞りは、隣接するレンズ群とは独立に移動し、前記開口絞りと前記第3レンズ群との間隔が、広角端で最も広くなり、望遠端で最も狭くなることを特徴としている。
請求項8に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項7のうちのいずれか1項のズームレンズであって、
前記第2レンズ群が、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとを順次配置した3枚のレンズからなることを特徴としている。
請求項9に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項8のズームレンズであって、
前記第2レンズ群中で物体側から数えてi番目のレンズの屈折率をN2i、前記第2レンズ群中で物体側から数えてi番目のレンズのアッベ数をν2iとして、
条件式:
1.75<N21<1.90,35<ν21<50
1.65<N22<1.90,20<ν22<35
1.75<N23<1.90,35<ν23<50
を満足することを特徴としている。
A zoom lens according to the present invention described in claim 7 is the zoom lens according to any one of
The aperture stop moves independently of adjacent lens groups, and the distance between the aperture stop and the third lens group is the widest at the wide angle end and the narrowest at the telephoto end.
The zoom lens according to the present invention described in
The second lens group includes, from the object side, a negative lens having a large curvature surface facing the image side, a positive lens having a large curvature surface facing the image side, and a large curvature surface facing the object side. The negative lens is characterized by comprising three lenses arranged in sequence.
A zoom lens according to the present invention described in
The refractive index of the i-th lens counted from the object side in the second lens group is N2i, and the Abbe number of the i-th lens counted from the object side in the second lens group is ν2i.
Conditional expression:
1.75 <N21 <1.90, 35 <ν21 <50
1.65 <N22 <1.90, 20 <ν22 <35
1.75 <N23 <1.90, 35 <ν23 <50
It is characterized by satisfying.
請求項10に記載した本発明に係るレンズユニットは、
請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含む光学系と、
前記光学系を構成する各光学要素を支持し且つ前記各光学要素を少なくとも前記各レンズ群毎に移動させる機構と
を備えることを特徴としている。
請求項11に記載した本発明に係るカメラは、
撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことを特徴としている。
請求項12に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、
カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズを含むことを特徴としている。
The lens unit according to the present invention described in
An optical system including the zoom lens according to any one of
And a mechanism for supporting each optical element constituting the optical system and moving each optical element at least for each lens group.
A camera according to the present invention described in claim 11 is provided.
The zoom lens according to any one of
The portable information terminal device according to the present invention described in
The zoom lens according to any one of
本発明によれば、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを、物体側から、順次、配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、広角端における充分な広画角を確保しつつ、通常の撮影領域を充分にカバーし得る高い変倍比を得て、しかも小型で且つ高い解像力を有するズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるレンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項1のズームレンズによれば、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、望遠端における前記第4レンズ群の結像倍率をm4T、広角端から望遠端への変倍に伴う前記第1レンズ群の総移動量をX1、望遠端における全系の焦点距離をfTとして、
条件式:
0.65<m4T<0.80
0.60<X1/fT<0.75
を満足することにより、特に、限られたスペースの中で、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかもより小型化し、特に、小径化に適しで且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を得ることが可能となる。
According to the present invention, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, a third lens group having a positive refractive power, and a positive refractive power. Are arranged in order from the object side, and the first lens group and the third lens group are directed toward the object side as the magnification is changed from the wide-angle end to the telephoto end. In a zoom lens that moves monotonically, the zoom lens has a high zoom ratio that can sufficiently cover a normal shooting area while ensuring a sufficient wide angle of view at the wide-angle end, and is small and has high resolving power In addition, a lens unit, a camera, and a portable information terminal device using such a zoom lens can be provided.
That is, according to the zoom lens of the first aspect of the present invention, from the object side, in order, the first lens group having a positive refractive power, the second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, and a positive aperture A third lens group having refracting power and a fourth lens group having positive refracting power are arranged, and the first lens group and the third lens group are changed with zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In a zoom lens in which the lens group moves monotonously toward the object side,
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group holds its position fixedly, and the fourth lens group moves at the telephoto end so that it is positioned closer to the image side than the wide-angle end. The imaging magnification of the fourth lens group at the telephoto end is m4T , the total movement amount of the first lens group accompanying the zooming from the wide-angle end to the telephoto end is X1, and the focal length of the entire system at the telephoto end is fT.
Conditional expression:
0.65 <m4T <0.80
0.60 <X1 / fT <0.75
In particular, in a limited space, the half angle of view at the wide-angle end is 38 degrees or more and a sufficient wide angle of view is obtained, and the zoom ratio is 4.5 or more. It is possible to obtain a resolving power that is more compact and particularly suitable for reducing the diameter and corresponding to an image sensor with 3 to 5 million pixels or more.
また、本発明の請求項2のズームレンズによれば、請求項1のズームレンズであって、望遠端における前記第4レンズ群の結像倍率をm4T、広角端における前記第4レンズ群の結像倍率をm4Wとして、
条件式:
1.0<m4T/m4W<1.3
を満足することにより、特に、変倍に伴う第4レンズ群の倍率変化に関して、各収差をより良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
The zoom lens according to claim 2 of the present invention is the zoom lens according to
Conditional expression:
1.0 <m4T / m4W <1.3
By satisfying the above, it is possible to correct each aberration more satisfactorily and obtain high performance particularly with respect to the change in the magnification of the fourth lens group due to zooming .
本発明の請求項3のズームレンズによれば、請求項1または請求項2のズームレンズであって、広角端から望遠端への変倍に際する第3レンズ群の総移動量をX3、望遠端における全系の焦点距離をfTとして、
条件式:
0.25<X3/fT<0.50
を満足することにより、特に、第3レンズ群の移動量に関して、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項4のズームレンズによれば、請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項のズームレンズであって、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第3レンズ群の焦点距離をf3として、
条件式:
0.6<|f2|/f3<1.0
を満足することにより、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
According to the zoom lens of claim 3 of the present invention, the zoom lens of
Conditional expression:
0.25 <X3 / fT <0.50
By satisfying the above, it is possible to obtain a high performance by correcting each aberration more favorably with respect to the movement amount of the third lens group.
According to a zoom lens of a fourth aspect of the present invention, in the zoom lens according to any one of the first to third aspects, the focal length of the second lens group is f2, and the third lens group. Let f3 be the focal length of
Conditional expression:
0.6 <| f2 | / f3 <1.0
In particular, it is possible to correct each aberration more satisfactorily and obtain high performance.
本発明の請求項5のズームレンズによれば、請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項のズームレンズであって、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として、
条件式:
6.0<f1/fW<12.0
を満足することにより、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
According to the zoom lens according to claim 5 of the present invention, be any one of the zoom lens of
Conditional expression:
6.0 <f1 / fW <12.0
In particular, it is possible to correct each aberration more satisfactorily and obtain high performance.
本発明の請求項6のズームレンズによれば、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、広角端から望遠端への変倍に伴う前記第1レンズ群の総移動量をX1、望遠端における全系の焦点距離をfTとして、
条件式:
0.60<X1/fT<0.75
を満足することにより、特に、請求項1とは、若干異なる構成を用いて、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を得ることができる。
本発明の請求項7のズームレンズによれば、請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項のズームレンズであって、前記開口絞りは、隣接するレンズ群とは独立に移動し、前記開口絞りと前記第3レンズ群との間隔が、広角端で最も広くなり、望遠端で最も狭くなることにより、一層小型化に適し、特に小径化に適するズームレンズとすることができる。
According to the zoom lens according to claim 6 of the present invention, in order from the object side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, a positive refractive A third lens group having a power and a fourth lens group having a negative refractive power are disposed, and the first lens group and the third lens are accompanied by zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In the zoom lens in which the group moves monotonously toward the object side, the second lens group holds its position fixedly at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and the fourth lens group is at the telephoto end. While moving so as to be located on the image side with respect to the wide-angle end, the total movement amount of the first lens group accompanying the zooming from the wide-angle end to the telephoto end is X1, and the focal length of the entire system at the telephoto end is fT.
Conditional expression:
0. 60 <X1 / fT <0. 75
By satisfying the above, in particular, using a configuration slightly different from that of
According to a zoom lens of a seventh aspect of the present invention, in the zoom lens according to any one of the first to sixth aspects, the aperture stop moves independently of an adjacent lens group, The distance between the aperture stop and the third lens group is widest at the wide-angle end and narrowest at the telephoto end, so that a zoom lens suitable for further miniaturization and particularly suitable for small diameter can be obtained.
本発明の請求項8のズームレンズによれば、請求項1〜請求項7のうちのいずれか1項のズームレンズであって、前記第2レンズ群が、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとを順次配置した3枚のレンズからなる構成により、特に、色収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。 According to a zoom lens of an eighth aspect of the present invention, in the zoom lens according to any one of the first to seventh aspects, the second lens group is sequentially moved from the object side to the image side. By a configuration comprising three lenses, in which a negative lens having a large curvature surface, a positive lens having a large curvature surface on the image side, and a negative lens having a large curvature surface on the object side are sequentially arranged In particular, it becomes possible to correct chromatic aberration more satisfactorily and obtain high performance.
本発明の請求項9のズームレンズによれば、請求項8のズームレンズであって、前記第2レンズ群中で物体側から数えてi番目のレンズの屈折率をN2i、前記第2レンズ群中で物体側から数えてi番目のレンズのアッベ数をν2iとして、
条件式:
1.75<N21<1.90, 35<ν21<50
1.65<N22<1.90, 20<ν22<35
1.75<N23<1.90, 35<ν23<50
を満足することにより、特に、色収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
さらに、本発明の請求項10のレンズユニットによれば、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含む光学系と、前記光学系を構成する各光学要素を支持し且つ前記各光学要素を少なくとも前記各レンズ群毎に移動させる機構とを備えることにより、特に、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得る他の構成のズームレンズを用いて、高性能を得ることが可能となる。
According to the zoom lens of
Conditional expression:
1.75 <N21 <1.90, 35 <ν21 <50
1.65 <N22 <1.90, 20 <ν22 <35
1.75 <N23 <1.90, 35 <ν23 <50
In particular, it is possible to correct chromatic aberration more satisfactorily and obtain high performance.
Furthermore, according to the lens unit of
また、本発明の請求項11のカメラによれば、撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことにより、特に、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
本発明の請求項12の携帯情報端末装置によれば、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズを含むことにより、特に、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
According to the camera of the eleventh aspect of the present invention, the zoom lens according to any one of the first to ninth aspects is included as the photographing optical system, and in particular, the half-angle at the wide angle end. An angle of view of 38 degrees or more provides a sufficiently wide angle of view, a zoom ratio of 4.5 or more, and a resolution that is compatible with small image sensors with 3 to 5 million pixels. By using the zoom lens to be obtained, it is possible to obtain a high quality image with a small size and high resolution.
According to the portable information terminal device of the twelfth aspect of the present invention, by including the zoom lens according to any one of the first to ninth aspects as a photographing optical system of the camera function unit, in particular, a wide angle. Resolving power corresponding to an image sensor with a zoom ratio of 4.5 times or more, a small size, and 3 to 5 million pixels or more, while obtaining a sufficient wide field angle of 38 degrees or more at the end. It is possible to obtain a high quality image with a small size and high resolution using a zoom lens that can have
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明するために、特許請求の範囲の各請求項に定義した構成およびその機能について説明する。
本発明の請求項1〜請求項9に係るズームレンズは、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、開口絞り、正の屈折力を有する第3レンズ群および正の屈折力を有する第4レンズ群を設け、これら第1レンズ群と、第2レンズ群と、開口絞りと、第3レンズ群と、第4レンズ群とを、物体側から、順次配置して構成し、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が物体側へ単調に移動するとともに、該広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群はその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群は望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するズームレンズであって、さらに、それぞれ次のような特徴を有している。
請求項1に係るズームレンズは、m4Tを望遠端における前記第4レンズ群の結像倍率とし、X1を広角端から望遠端への変倍に伴う前記第1レンズ群の総移動量とし、fTを望遠端における全系の焦点距離とするとき、次の条件式を満足する。
0.65<m4T<0.80
0.60<X1/fT<0.75
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a zoom lens, a lens unit, a camera, and a portable information terminal device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Before describing specific examples, first, in order to explain the principle embodiments of the present invention, configurations and functions defined in the claims of the claims will be described.
A zoom lens according to
In the zoom lens according to
0.65 <m4T <0.80
0.60 <X1 / fT <0.75
請求項2に係るズームレンズは、請求項1のズームレンズにおいて、さらに、m4Wを広角端における第4レンズ群の結像倍率とするとき、次の条件式を満足する。
1.0<m4T/m4W<1.3
請求項3に係るズームレンズは、請求項1または請求項2のズームレンズにおいて、fTを望遠端における全系の焦点距離とし、さらにX3を広角端から望遠端への変倍に際する第3レンズ群の総移動量とするとき、次の条件式を満足する。
0.25<X3/fT<0.50
請求項4に係るズームレンズは、請求項1〜請求項3のいずれか1項のズームレンズにおいて、f2を第2レンズ群の焦点距離とし、f3を第3レンズ群の焦点距離とするとき、次の条件式を満足する。
0.6<|f2|/f3<1.0
The zoom lens according to a second aspect satisfies the following conditional expression in the zoom lens according to the first aspect, when m4W is an imaging magnification of the fourth lens group at the wide angle end.
1.0 <m4T / m4W <1. 3
The zoom lens according to 請 Motomeko 3, first in
0.25 <X3 / fT <0.50
The zoom lens according to claim 4 is the zoom lens according to any one of
0.6 <| f2 | / f3 <1.0
請求項5に係るズームレンズは、請求項1〜請求項4のいずれかのズームレンズにおいて、f1を第1レンズ群の焦点距離とし、fWを広角端における全系の焦点距離とするとき、次の条件式を満足する。
6.0<f1/fW<12.0
請求項6に係るズームレンズは、X1を広角端から望遠端への変倍に伴う第1レンズ群の総移動量とし、fTを望遠端における全系の焦点距離とするとき、次の条件式を満足する。
0.60<X1/fT<0.75
The zoom lens according to claim 5 is the zoom lens according to any one of
6.0 <f1 / fW <12.0
In the zoom lens according to claim 6 , when X1 is a total moving amount of the first lens unit accompanying zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and fT is a focal length of the entire system at the telephoto end, the following conditional expression Satisfied.
0. 60 <X1 / fT <0. 75
請求項7に係るズームレンズは、請求項1〜請求項6のいずれか1項のズームレンズにおいて、前記開口絞りは、隣接するレンズ群とは独立に移動し、且つ前記開口絞りと前記第3レンズ群との間隔が、広角端で最も広く、望遠端で最も狭くなる。
請求項8に係るズームレンズは、請求項1〜請求項7のいずれか1項のズームレンズにおいて、前記第2レンズ群が、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとの3枚のレンズで構成される。
The zoom lens according to a seventh aspect is the zoom lens according to any one of the first to sixth aspects, wherein the aperture stop moves independently of an adjacent lens group, and the aperture stop and the third lens The distance from the lens group is widest at the wide angle end and narrowest at the telephoto end.
A zoom lens according to an eighth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to seventh aspects, wherein the second lens group is a negative lens having a surface with a large curvature facing the image side sequentially from the object side. The lens is composed of three lenses: a positive lens having a large curvature surface on the image side, and a negative lens having a large curvature surface on the object side.
請求項9に係るズームレンズは、請求項8のズームレンズにおいて、N2iを第2群中で物体側から数えてi番目のレンズの屈折率とし、ν2iを第2群中で物体側から数えてi番目のレンズのアッベ数とするとき、次の条件式を満足する。
1.75<N21<1.90, 35<ν21<50
1.65<N22<1.90, 20<ν22<35
1.75<N23<1.90, 35<ν23<50
本発明の請求項10に係るレンズユニットは、請求項1〜請求項9のいずれか1項のズームレンズ含む光学系と、前記光学系を構成する各光学要素を支持し且つ前記各光学要素を少なくとも前記各レンズ群毎に移動させる機構とを備える。
本発明の請求項11に係るカメラは、請求項1〜請求項9のいずれか1項のズームレンズを、撮影用光学系として有する。
Zoom lens according to
1.75 <N21 <1.90, 35 <ν21 <50
1.65 <N22 <1.90, 20 <ν22 <35
1.75 <N23 <1.90, 35 <ν23 <50
A lens unit according to a tenth aspect of the present invention supports the optical system including the zoom lens according to any one of the first to ninth aspects, and each optical element constituting the optical system, and the optical element. And a mechanism for moving at least each lens group.
A camera according to an eleventh aspect of the present invention includes the zoom lens according to any one of the first to ninth aspects as a photographing optical system.
本発明の請求項12に係る携帯情報端末装置は、請求項1〜請求項9のいずれか1項のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有する。
次に、上述した本発明の特許請求の範囲の各請求項に定義した実施の形態についてさらに詳細に説明する。
本発明に係るズームレンズは、正−負−正−正の4群構成、すなわち正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを、物体側から、順次配置するタイプであり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に、開口絞りが配置される。このように正−負−正−正の4つのレンズ群で構成されるズームレンズは、一般に、第2レンズ群が主要な変倍作用を負担する、いわゆるバリエータとして構成される。しかしながら、本発明のズームレンズにおいては、第3レンズ群にも変倍作用を分担させ、第2レンズ群の負担を軽くして、広角化・高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度を確保している。また、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群を、物体側へ大きく移動させることにより、広角端において第1レンズ群を通過する光線の高さ(光軸からの距離)を低くして、広角化に伴う第1レンズ群の大型化を抑制するとともに、望遠端では第1レンズ群と第2レンズ群の間隔を大きく確保して、長焦点化を達成している。
A portable information terminal device according to a twelfth aspect of the present invention includes the zoom lens according to any one of the first to ninth aspects as a photographing optical system of a camera function unit.
Next, the embodiments defined in the claims of the above-described claims of the present invention will be described in more detail.
The zoom lens according to the present invention has a positive-negative-positive-positive four-group configuration, that is, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power. A third lens group having a positive refractive power and a fourth lens group having a positive refractive power are sequentially disposed from the object side, and an aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group. Is done. A zoom lens composed of four positive-negative-positive-positive lens groups as described above is generally configured as a so-called variator in which the second lens group bears a main zooming action. However, in the zoom lens according to the present invention, the third lens unit also shares the zooming action, reduces the burden on the second lens unit, and corrects aberrations that become difficult with widening and high zooming. A degree of freedom is secured. Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the height of the light beam (distance from the optical axis) passing through the first lens group at the wide-angle end is greatly moved by moving the first lens unit toward the object side. The distance between the first lens group and the second lens group is kept large at the telephoto end to achieve a long focal length while suppressing the enlargement of the first lens group accompanying the wide angle.
さらに、本発明のズームレンズにおいては、変倍に際して第2レンズ群を固定位置に保持させるようにすることによって、鏡胴構成の簡素化、ならびに群間偏心精度の確保にも配慮している。もちろん、収差補正を優先すれば全てのレンズ群を移動させるようにしたほうが有利ではあるが、そのようにすると、鏡胴の構成が複雑になり、製作誤差も生じ易くなる。変倍に際して第2レンズ群が固定されることは、本発明の大きな前提である。
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群および第3レンズ群は物体側へ単調に移動し、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔は大きくなり、第2レンズと第3レンズ群との間隔は小さくなって、第2レンズ群と第3レンズ群の倍率はどちらも増加し、変倍作用を互いに分担する。
また、第4レンズ群は望遠端で広角端よりも像側に位置するように移動させている。このような移動により、広角端から望遠端への変倍に際して、第4レンズ群の倍率も増加する方向となり、変倍作用を負担することができるため、限られたスペースの中で有効に変倍が行えるようになる。
Furthermore, in the zoom lens according to the present invention, consideration is given to simplifying the lens barrel configuration and ensuring the accuracy of decentration between groups by holding the second lens group at a fixed position during zooming. Of course, if aberration correction is prioritized, it is advantageous to move all the lens groups. However, if this is done, the structure of the lens barrel becomes complicated and manufacturing errors are likely to occur. It is a major premise of the present invention that the second lens group is fixed during zooming.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group and the third lens group move monotonously toward the object side, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the second lens and the third lens group increase. The distance from the lens group is reduced, the magnifications of the second lens group and the third lens group are both increased, and the zooming action is shared with each other.
The fourth lens group is moved so that it is positioned closer to the image side than the wide-angle end at the telephoto end. Due to such movement, the magnification of the fourth lens unit also increases in zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and the zooming action can be borne. Therefore, the zoom lens is effectively changed in a limited space. Can be doubled.
加えて、次の条件式を満足することにより、狙いとしている広角化と高変倍化を達成した上で、充分な収差補正が可能となる。
0.65<m4T<0.80
但し、m4Tは、望遠端における第4レンズ群の結像倍率をあらわす。
この場合、m4Tを0.65以下とすると、第3レンズ群から射出される光束がアフォーカルに近付くことになり、第3レンズ群が有効に変倍に寄与することができなくなってしまう。結果として、第2レンズ群の変倍負担が増加し、広角化に伴って増大する像面湾曲や非点収差を補正することが困難になる。一方、m4Tを0.80以上とすると、第4レンズ群が像面に近付きすぎて必要なバックフォーカスを確保することができなくなるか、あるいは第4レンズ群の屈折力が小さくなりすぎてしまう。第4レンズ群の屈折力が小さくなりすぎると、射出瞳が像面に近付き、受光素子周辺部への光線入射角が大きくなって、周辺部の光量不足を招き易くなる。
In addition, by satisfying the following condition, in terms of achieving a wide-angle and a high zoom ratio which is aimed, that Do is possible to sufficiently correct aberrations.
0.65 <m4T <0.80
However, m4T represents the imaging magnification of the fourth lens group at the telephoto end.
In this case, if m4T is set to 0.65 or less, the light beam emitted from the third lens group approaches afocal, and the third lens group cannot effectively contribute to zooming. As a result, the variable magnification burden of the second lens group increases, and it becomes difficult to correct field curvature and astigmatism that increase with a wide angle. On the other hand, if m4T is 0.80 or more, the fourth lens group will be too close to the image plane and the required back focus cannot be secured, or the refractive power of the fourth lens group will be too small. If the refractive power of the fourth lens group becomes too small, the exit pupil moves closer to the image plane, the light incident angle on the periphery of the light receiving element increases, and it becomes easy to cause a shortage of light in the periphery.
なお、さらに望ましくは、次の条件式を満足するように構成する。
0.65<m4T<0.80
さらに、広角端から望遠端への変倍に際しての第4レンズ群の倍率変化に関して、次の条件式を満足することが望ましい。
1.0<m4T/m4W<1.3
但し、m4Wは、広角端における第4レンズ群の結像倍率をあらわす。
この場合、(m4T/m4W)を1.0以下とすると、第4レンズ群が変倍に寄与しなくなり、第2レンズ群・第3レンズ群の変倍負担が増加して、変倍に際する像面のバランスを取ることが難しくなる。一方、(m4T/m4W)を1.3以上とすると、第4レンズ群の変倍負担が大きくなりすぎ、第4レンズ群が例えば正レンズ1枚といった簡単な構成のままでは、収差を補正することが困難となる。
It is more desirable that the following conditional expression is satisfied.
0.65 <m4T <0.80
Further, with respect to the magnification change in the fourth lens group upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, it has to desirable to satisfy the following condition.
1.0 <m4T / m4W <1.3
However, m4W represents the imaging magnification of the fourth lens group at the wide angle end.
In this case, if (m4T / m4W) is 1.0 or less, the fourth lens group does not contribute to zooming, and the zooming burden of the second lens group and the third lens group is increased, so It becomes difficult to balance the image plane. On the other hand, if (m4T / m4W) is set to 1.3 or more, the variable magnification burden of the fourth lens group becomes too large, and the aberration is corrected if the fourth lens group remains a simple configuration, for example, one positive lens. It becomes difficult.
なお、さらに望ましくは、次の条件式を満足するように構成する。
1.05<m4T/m4W<1.2
本発明では、変倍に際して第2レンズ群が固定位置を保持するようにしており、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔は第1レンズ群の移動量のみによって決定される。これに関して、次の条件式を満足することが望ましい。
0.50<X1/fT<0.85
但し、X1は、広角端から望遠端への変倍に際しての第1レンズ群の総移動量をあらわし、fTは、望遠端における全系の焦点距離をあらわす。
It is more desirable that the following conditional expression is satisfied.
1.05 <m4T / m4W <1.2
In the present invention, the second lens group is held at a fixed position during zooming, and the distance between the first lens group and the second lens group is determined only by the amount of movement of the first lens group. In this regard, it was desired to satisfy the following condition.
0.50 <X1 / fT <0.85
Here, X1 represents the total amount of movement of the first lens group upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and fT represents the focal length of the entire system at the telephoto end.
この場合、(X1/fT)を0.50以下とすると、第2レンズ群の変倍への寄与が小さくなって第3レンズ群の負担が増加するか、第1レンズ群・第2レンズ群の屈折力を強めなければならなるかして、いずれにせよ、各種収差の悪化を招くことになる。また、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第1レンズ群を通過する光線の高さが増加し、第1レンズ群の大型化を招く。一方、(X1/fT)を0.85以上とすると、広角端での全長が短くなりすぎるか、望遠端での全長が長くなりすぎるかすることになる。広角端での全長が短くなりすぎると、第3レンズ群の移動スペースが限定され、第3レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、全体の収差補正が困難となる。望遠端での全長が長くなりすぎると、全長方向の小型化の妨げになるだけでなく、望遠端での周辺光量確保のために径方向が大型化したり、また、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も招き易くなる。
なお、さらに望ましくは、次の条件式を満足するように構成する。
0.60<X1/fT<0.75
第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が第1レンズ群の移動量のみによって決まるのと同様に、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は第3レンズ群の移動量のみによって決まる。これに関して、次の条件式を満足することが望ましい。
0.25<X3/fT<0.50
但し、X3は、広角端から望遠端への変倍に際しての第3レンズ群の総移動量をあらわす。
In this case, if (X1 / fT) is 0.50 or less, the contribution of the second lens group to the zooming is reduced and the burden on the third lens group is increased, or the first lens group / second lens group is increased. However, in any case, various aberrations will be deteriorated. Further, the total lens length at the wide-angle end is increased, and the height of the light beam passing through the first lens group is increased, leading to an increase in size of the first lens group. On the other hand, if (X1 / fT) is 0.85 or more, the total length at the wide-angle end will be too short, or the total length at the telephoto end will be too long. If the total length at the wide-angle end becomes too short, the moving space of the third lens group is limited, the contribution of the third lens group to zooming becomes small, and it becomes difficult to correct the entire aberration. If the total length at the telephoto end becomes too long, it will not only hinder downsizing in the full-length direction, but the radial direction will be enlarged to secure the amount of peripheral light at the telephoto end, and the lens barrel will be tilted. Degradation of image performance due to errors is also likely to occur.
It is more desirable that the following conditional expression is satisfied.
0.60 <X1 / fT <0.75
Just as the distance between the first lens group and the second lens group is determined only by the movement amount of the first lens group, the distance between the second lens group and the third lens group is determined only by the movement amount of the third lens group. Determined. In this regard, it was desired to satisfy the following condition.
0.25 <X3 / fT <0.50
X3 represents the total amount of movement of the third lens group upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
この場合、(X3/fT)を0.25以下とすると、第3レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第2ンズ群の負担が増加するか、第3レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなるかして、いずれにせよ、各種収差の悪化を招くことになる。一方、(X3/fT)を0.45以上とすると、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第1レンズ群を通過する光線の高さが増大し、第1レンズ群の大型化を招く。
なお、さらに望ましくは、次の条件式を満足するように構成する。
0.30<X3/fT<0.45
収差補正に関して、さらに次の条件式を満足することが望ましい。
0.6<|f2|/f3<1.0
6.0<f1/fW<10.0
但し、f1は、第1レンズ群の焦点距離をあらわし、f2は、第2レンズ群の焦点距離をあらわし、f3は、第3レンズ群の焦点距離をあらわし、そしてfWは、広角端における全系の焦点距離をあらわす。
In this case, if (X3 / fT) is 0.25 or less, the contribution of the third lens group to the zooming is reduced, and the burden on the second lens group is increased, or the refractive power of the third lens group itself is increased. In any case, various aberrations will be worsened. On the other hand, if (X3 / fT) is 0.45 or more, the total lens length at the wide-angle end becomes long, the height of the light beam passing through the first lens group increases, and the size of the first lens group increases.
It is more desirable that the following conditional expression is satisfied.
0.30 <X3 / fT <0.45
Respect aberration correction, have to desirable to further satisfy the following condition.
0.6 <| f2 | / f3 <1.0
6.0 <f1 / fW <10.0
However, f1 represents the focal length of the first lens group, f2 represents the focal length of the second lens group, f3 represents the focal length of the third lens group, and fW represents the entire system at the wide angle end. Represents the focal length.
この場合、(|f2|/f3)を0.6以下とすると、第2レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、(|f2|/f3)を1.0以上とすると、第3レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、いずれにしろ変倍に際しての収差変動が大きくなりがちになる。
また、(f1/fW)を6.0以下とすると、第2レンズ群の結像倍率が等倍に近付いて変倍効率が上がり、高変倍化には有利であるが、第1レンズ群の各レンズに大きな屈折力が必要になって、特に望遠端での色収差が悪化するなどの弊害があるばかりか、第1レンズ群が厚肉化・大口径化して、特に収納状態での小型化に不利となる。一方、(f1/fW)を12.0以上とすると、第2レンズ群の変倍への寄与が小さくなってしまい、高変倍化が困難になる。
なお、本発明の先に述べた目的は、次のような構成によっても達成することができる。すなわち、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを、物体側から、順次、配置し、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は物体側へ単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群は固定位置を保持し、前記第4レンズ群は望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するズームレンズにおいて、次の条件式を満足する構成としても良い。
0.60<X1/fT<0.75
但し、X1は、広角端から望遠端への変倍に際しての第1レンズ群の総移動量をあらわし、fTは、望遠端における全系の焦点距離をあらわす。
In this case, if (| f2 | / f3) is 0.6 or less, the refractive power of the second lens group becomes too strong. If (| f2 | / f3) is 1.0 or more, the third lens group The refractive power becomes too strong, and in any case, the aberration variation at the time of zooming tends to become large.
If (f1 / fW) is 6.0 or less, the imaging magnification of the second lens unit approaches the same magnification and the zooming efficiency is improved, which is advantageous for high zooming. Each lens requires a large refractive power, which not only has adverse effects such as worsening chromatic aberrations at the telephoto end, but also the first lens group becomes thicker and larger in diameter, and is particularly compact in the retracted state. Disadvantageous. On the other hand, if (f1 / fW) is set to 12.0 or more, the contribution of the second lens group to zooming becomes small, and high zooming becomes difficult.
The above-described object of the present invention can also be achieved by the following configuration. That is, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power. The lens group is sequentially arranged from the object side, and the first lens group and the third lens group move monotonously to the object side as the magnification changes from the wide-angle end to the telephoto end. When zooming from the telephoto end to the telephoto end, the following condition is satisfied in the zoom lens in which the second lens group holds a fixed position and the fourth lens group moves at the telephoto end so as to be positioned closer to the image side than the wide-angle end. also not good as a configuration that satisfies the equation.
0. 60 <X1 / fT <0. 75
Here, X1 represents the total amount of movement of the first lens group upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and fT represents the focal length of the entire system at the telephoto end.
また、本発明のズームレンズにおいて、前記開口絞りは隣接する第2レンズ群および第3レンズ群とは独立に移動し、前記開口絞りと前記第3レンズ群との間隔が、広角端で最も広く、望遠端で最も狭くなることが望ましい。
開口絞りと第3レンズ群との間隔を広角端で最も広くすることによって、広角端において開口絞りを第1レンズ群に近づけ、第1レンズ群を通過する光線の高さをより低くすることが可能となって、第1レンズ群のさらなる小型化を達成することができる。
次に、小型化を妨げない範囲で、より良好な収差補正を行うための条件を検討する。
前記第2レンズ群は、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとの3枚のレンズを有してなることが望ましい。
In the zoom lens of the present invention, the aperture stop moves independently of the adjacent second lens group and third lens group, and the distance between the aperture stop and the third lens group is widest at the wide-angle end. , have to desirable narrowest at the telephoto end.
By making the distance between the aperture stop and the third lens group the widest at the wide-angle end, the aperture stop can be brought closer to the first lens group at the wide-angle end, and the height of the light beam passing through the first lens group can be made lower. As a result, further downsizing of the first lens group can be achieved.
Next, conditions for performing better aberration correction within a range that does not hinder downsizing are examined.
The second lens group includes, from the object side, a negative lens having a large curvature surface facing the image side, a positive lens having a large curvature surface facing the image side, and a large curvature surface facing the object side. negative lens and a not to want to become a three lenses.
負の屈折力を有する変倍群としては、これを3枚のレンズで構成する場合、物体側から、順次、負レンズ−負レンズ−正レンズという配置のものが良く知られているが、この構成に比して、上述の構成は広角化に伴う倍率色収差の補正能力に優れている。ここで、第2レンズ群の物体側から2番目のレンズと3番目のレンズは、適宜接合しても良い。
このとき、前記第2レンズ群の各レンズは、次の条件式を満足することが望ましい。
1.75<N21<1.90, 35<ν21<50
1.65<N22<1.90, 20<ν22<35
1.75<N23<1.90, 35<ν23<50
但し、N2iは、第2レンズ群中で物体側から数えてi番目のレンズの屈折率をあらわし、ν2iは第2レンズ群中で物体側から数えてi番目のレンズのアッベ数をあらわす。
このような硝種を選択することにより、色収差のより良好な補正が可能となる。
As a variable power group having a negative refractive power, in the case where it is composed of three lenses, an arrangement of negative lens-negative lens-positive lens in order from the object side is well known. Compared to the configuration, the above-described configuration is excellent in the ability to correct lateral chromatic aberration associated with widening the angle. Here, the second lens and the third lens from the object side of the second lens group may be appropriately joined.
In this case, each lens of the second lens group, not to desired to satisfy the following condition.
1.75 <N21 <1.90, 35 <ν21 <50
1.65 <N22 <1.90, 20 <ν22 <35
1.75 <N23 <1.90, 35 <ν23 <50
N2i represents the refractive index of the i-th lens counted from the object side in the second lens group, and ν2i represents the Abbe number of the i-th lens counted from the object side in the second lens group.
By selecting such a glass type, it is possible to correct chromatic aberration better.
前記第1レンズ群は、少なくとも1枚の負レンズと、少なくとも1枚の正レンズとを、物体側から、順次、配置してなる構成であることが望ましい。より具体的には、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に強い凸面を向けた正レンズとを配置した2枚のレンズで構成するか、または、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に強い凸面を向けた正レンズと、物体側に強い凸面を向けた正レンズとを配置した3枚のレンズで構成するかすることが望ましい。 The first lens group preferably has a configuration in which at least one negative lens and at least one positive lens are sequentially arranged from the object side. More specifically, from the object side, the lens is composed of two lenses in which a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive lens having a strong convex surface facing the object side are arranged, or the object In order from the side, the lens is composed of three lenses, a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, a positive lens having a strong convex surface facing the object side, and a positive lens having a strong convex surface facing the object side. It is desirable to do this.
前記第3レンズ群は、物体側から、順次、正レンズと、正レンズと、負レンズとを配置した3枚のレンズで構成することが望ましい。ここで、第3レンズ群の物体側から2番目のレンズと3番目のレンズは、適宜接合しても良い。
前記第4レンズ群は、正レンズ1枚で構成することが望ましい。また、有限距離へのフォーカシングの際には、第4レンズ群のみを移動させる方法が、移動させるべき物体の重量が最も小さくて良い。また、第4レンズ群は、変倍に際しての移動量が小さく、変倍のための移動機構とフォーカシングのための移動機構を兼用することができるというメリットもある。
良好な収差補正を保ちながらより小型化を進めるためには、非球面の使用が不可欠であり、少なくとも前記第2レンズ群および前記第3レンズ群には、それぞれ1面以上の非球面を用いることが望ましい。特に、第2レンズ群においては、最も物体側の面と最も像側の面の双方を非球面とすると、広角化に伴って増大しがちな歪曲収差・非点収差等の補正に高い効果を得ることができる。
The third lens group is preferably composed of three lenses in which a positive lens, a positive lens, and a negative lens are sequentially arranged from the object side. Here, the second lens and the third lens from the object side of the third lens group may be appropriately joined.
The fourth lens group is preferably composed of one positive lens. Further, when focusing to a finite distance, the method of moving only the fourth lens group may require the smallest weight of the object to be moved. In addition, the fourth lens group has a merit that a moving amount at the time of zooming is small, and a moving mechanism for zooming can be used as a moving mechanism for focusing.
In order to further reduce the size while maintaining good aberration correction, it is indispensable to use an aspheric surface, and at least the second lens group and the third lens group should each have one or more aspheric surfaces. Is desirable. In particular, in the second lens group, if both the most object-side surface and the most image-side surface are aspherical surfaces, it is highly effective in correcting distortion and astigmatism that tend to increase as the angle of view increases. Obtainable.
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスおよび光学プラスチックを成型したもの(それぞれガラスモールド非球面およびプラスチックモールド非球面などと称される)や、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの(ハイブリッド非球面またはレプリカ非球面等と称される)等を使用することができる。
絞りの開放径は変倍にかかわらず一定とするのが機構上簡略となって良い。但し、長焦点端の開放径を短焦点端に比べて大きくすることにより、変倍に伴うFナンバ(F値)の変化を小さくすることもできる。また、像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、絞りを小径化しても良いが、絞り径を大きく変更することなく、ND(中間濃度)フィルタ等を挿入することによって光量を減少させるようにしたほうが、回折現象による解像力の低下を防止することができて好ましい。
As an aspheric lens, optical glass and optical plastic are molded (referred to as glass mold aspheric surface and plastic mold aspheric surface, respectively), or a thin resin layer is molded on the surface of the glass lens. An aspherical surface (referred to as a hybrid aspherical surface or a replica aspherical surface) can be used.
It may be simplified in terms of the mechanism that the aperture diameter of the aperture is constant regardless of zooming. However, by making the open diameter of the long focal end larger than that of the short focal end, the change in F number (F value) associated with zooming can be reduced. Further, when it is necessary to reduce the amount of light reaching the image plane, the aperture may be reduced, but the amount of light is reduced by inserting an ND (intermediate density) filter or the like without greatly changing the aperture diameter. This is preferable because it can prevent a decrease in resolution due to a diffraction phenomenon.
上述したようなズームレンズまたはそれを用いたレンズユニットを撮影用光学系として用いて、カメラを構成すれば、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を得ることができ、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で携帯性に優れ、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
また、上述したようなズームレンズまたはそれを用いたレンズユニットをカメラ機能部の撮影用光学系として用いて、携帯情報端末装置を構成すれば、広角端の半画角が38度以上と充分な広画角を得るとともに、4.5倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ300万〜500万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で携帯性に優れ、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
If a camera is configured using the zoom lens as described above or a lens unit using the same as a photographing optical system, a sufficient wide angle of view with a half angle of view of 38 degrees or more at the wide angle end can be obtained. Using a zoom lens that can obtain a zoom ratio of 5 times or more, is small, and has a resolving power corresponding to an image sensor with 3 million to 5 million pixels or more, it is small, excellent in portability, and high. that Do not it possible to obtain a high-quality by the resolution.
Further, if a portable information terminal device is configured using the zoom lens as described above or a lens unit using the same as a photographing optical system of the camera function unit, the half angle of view at the wide-angle end is sufficiently 38 degrees or more. Using a zoom lens that has a wide angle of view, a zoom ratio of 4.5 times or more, and is small and capable of resolving power corresponding to an image sensor with 3 to 5 million pixels or more. excellent portability, moreover possible to obtain high image quality due to high resolution and that Do.
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例1、実施例2、実施例3および実施例4は、本発明に係るズームレンズの具体的数値例による具体的構成の実施例であり、実施例5は、実施例1〜実施例4に示されるようなズームレンズを有して構成したレンズユニットを撮影用光学系として用いた本発明に係るカメラまたは携帯情報端末装置の具体的実施例である。
本発明に係るズームレンズの実施例1〜実施例4においては、ズームレンズの構成およびその具体的な数値例を示している。なお、実施例1〜実施例4において、最大像高は3.70mmである。
実施例1〜実施例4において、第4レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、CCDセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものであり、ここではフィルタ/カバーと称することにする。
Next, specific examples based on the above-described embodiment of the present invention will be described in detail. Example 1, Example 2, Example 3 and Example 4 described below are examples of specific configurations based on specific numerical examples of the zoom lens according to the present invention, and Example 5 is an example of Examples 1 to 1. FIG. 9 is a specific example of a camera or a portable information terminal device according to the present invention in which a lens unit having a zoom lens as shown in Example 4 is used as a photographing optical system.
In the first to fourth embodiments of the zoom lens according to the present invention, the configuration of the zoom lens and specific numerical examples thereof are shown. In Examples 1 to 4, the maximum image height is 3.70 mm.
In the first to fourth embodiments, the optical element formed of a parallel plate disposed on the image plane side of the fourth lens group includes various optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and light reception by a CCD sensor or the like. An element cover glass (seal glass) is assumed, and is referred to as a filter / cover here.
各レンズの材質は、実施例1の第9レンズおよび実施例3の第10レンズ(いずれも第4レンズ群)に光学プラスチックを用いている他は、全て光学ガラスを用いている。
また、実施例1〜実施例4において、第2レンズ群の最も物体側の面と最も像側の面の双方、第3レンズ群の最も物体側のレンズの両面および第4レンズ群の最も物体側の面がそれぞれ非球面となっている。なお、先に触れたように、実施例1〜実施例4における非球面はいわゆるモールド非球面レンズのように、各レンズ面を直接非球面とするものとして説明しているが、それと同等の非球面を、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して得る、いわゆるハイブリッドレンズ形式の非球面レンズを構成しても良い。
実施例1〜実施例4における収差は充分に補正されており、300万画素〜500万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明に従ってズームレンズを構成することによって、充分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜実施例4より明らかである。
The materials of the lenses are all optical glass except that optical plastic is used for the ninth lens of Example 1 and the tenth lens of Example 3 (both are the fourth lens group).
In Examples 1 to 4, both the most object-side surface and the most image-side surface of the second lens group, both surfaces of the most object-side lens of the third lens group, and the most object of the fourth lens group Each side surface is aspherical. As described above, the aspheric surfaces in Examples 1 to 4 are described as directly aspherical surfaces, like so-called molded aspherical lenses. An aspherical lens of the so-called hybrid lens type obtained by laying a resin thin film forming an aspherical surface on the lens surface of the spherical lens may be configured.
Aberrations in Examples 1 to 4 are sufficiently corrected, and can correspond to light receiving elements with 3 to 5 million pixels. It is clear from Examples 1 to 4 that by configuring the zoom lens according to the present invention, it is possible to ensure a very good image performance while achieving a sufficient size reduction.
実施例1〜実施例4における記号の意味は以下の通りである。
f:全系の焦点距離
F:Fナンバ
ω:半画角
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率(dはレンズ番号=1〜10)
νd:アッベ数(dはレンズ番号=1〜10)
K:非球面の円錐定数
A4:4次の非球面係数
A6:6次の非球面係数
A8:8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをHとするとき、次式で定義される。
The meanings of the symbols in Examples 1 to 4 are as follows.
f: Focal length of entire system F: F number ω: Half angle of view R: Radius of curvature D: Surface spacing N d : Refractive index (d is lens number = 1 to 10)
ν d : Abbe number (d is lens number = 1-10)
K: aspherical conic constant A 4: 4-order aspherical coefficients A 6: 6-order aspherical coefficients A 8: 8-order aspherical coefficients A 10: 10-order aspherical coefficients, however, non-used here The spherical surface is defined by the following equation, where C is the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curvature) and H is the height from the optical axis.
図1は、本発明の実施例1に係るズームレンズの光学系の構成を示しており、(a)は短焦点端、つまり広角端、(b)は中間焦点距離、そして(c)は長焦点端、つまり望遠端の状態をそれぞれ示している。
図1に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、絞りFAおよびフィルタ/カバーFCを具備している。この場合、第1レンズE1および第2レンズE2は、第1レンズ群G1を構成し、第3レンズE3〜第5レンズE5は、第2レンズ群G2を構成し、第6レンズE6〜第8レンズE8は、第3レンズ群G3を構成し、そして第9レンズE9は、単独で第4レンズ群G4を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図1には、各光学面の面番号も示している。なお、図1に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため図2〜図4と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 1 shows a configuration of an optical system of a zoom lens according to
The zoom lens shown in FIG. 1 includes a first lens E1, a second lens E2, a third lens E3, a fourth lens E4, a fifth lens E5, a sixth lens E6, a seventh lens E7, an eighth lens E8, and a ninth lens. A lens E9, an aperture FA, and a filter / cover FC are provided. In this case, the first lens E1 and the second lens E2 constitute the first lens group G1, the third lens E3 to the fifth lens E5 constitute the second lens group G2, and the sixth lens E6 to the eighth lens. The lens E8 constitutes the third lens group G3, and the ninth lens E9 alone constitutes the fourth lens group G4, and is supported by a common support frame or the like appropriate for each group, and zooming is performed. At the same time, each group operates integrally. FIG. 1 also shows the surface numbers of the optical surfaces. 1 are used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code. Therefore, the same reference numerals as those in FIGS. However, they are not necessarily in common with other embodiments.
図1において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、絞りFA、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9およびフィルタ/カバーFCの順で配列されており、フィルタ/カバーFCの背後に結像される。
第1レンズE1は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第2レンズE2は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。これら第1レンズE1および第2レンズE2により構成する第1レンズ群G1は、全体として正の焦点距離、つまり正の屈折力、を有する。第3レンズE3は、物体側に凸に形成され、物体側の面を非球面とするとともに、像側を強い凹面とした、負メニスカスレンズである。第4レンズE4は、像側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズ、そして第5レンズE5は、物体側を強い凹面とし、像側の面を非球面とした両凹レンズからなる負レンズであり、これら第4レンズE4および第5レンズE5は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。
In FIG. 1, each optical element constituting the optical system of the zoom lens includes, for example, a first lens E1, a second lens E2, a third lens E3, a fourth lens E4, and a fifth lens sequentially from the object side such as a subject. E5, stop FA, sixth lens E6, seventh lens E7, eighth lens E8, ninth lens E9 and filter / cover FC are arranged in this order, and an image is formed behind the filter / cover FC.
The first lens E1 is a negative meniscus lens that is convex on the object side, and the second lens E2 is a positive meniscus lens that is convex on the object side. The first lens group G1 configured by the first lens E1 and the second lens E2 has a positive focal length, that is, a positive refractive power as a whole. The third lens E3 is a negative meniscus lens that is convex toward the object side, has an aspheric surface on the object side, and a strong concave surface on the image side. The fourth lens E4 is a positive lens composed of a biconvex lens with a strong convex surface on the image side, and the fifth lens E5 is a negative lens composed of a biconcave lens with a strong concave surface on the object side and an aspheric surface on the image side. In other words, the fourth lens E4 and the fifth lens E5 are closely bonded and joined together to form a cemented lens.
これら第3レンズE3〜第5レンズE5により構成する第2レンズ群G2は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第6レンズE6は、両面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。第7レンズE7は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズ、そして第8レンズE8は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第7レンズE7および第8レンズE8は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第6レンズE6〜第8レンズE8により構成する第3レンズ群G3は、全体として正の屈折力を有する。第9レンズE9は、物体側に非球面からなる強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。この第9レンズE9のみにより単独で構成する第4レンズ群G4は、もちろん正の焦点距離を有する。 The second lens group G2 constituted by the third lens E3 to the fifth lens E5 has a negative focal length, that is, negative refractive power as a whole. The sixth lens E6 is a positive lens composed of a biconvex lens having both aspheric surfaces. The seventh lens E7 is a positive lens made up of a biconvex lens with a strong convex surface facing the image side, and the eighth lens E8 is a negative lens made up of a biconcave lens. The seventh lens E7 and the eighth lens E8 are closely And bonded together to form a cemented lens. The third lens group G3 constituted by the sixth lens E6 to the eighth lens E8 has a positive refractive power as a whole. The ninth lens E9 is a positive lens composed of a biconvex lens having a strong convex surface made of an aspheric surface facing the object side. Of course, the fourth lens group G4 constituted solely by the ninth lens E9 has a positive focal length.
短焦点端、つまり広角端、から長焦点端、つまり望遠端への変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第2レンズE2の像側の面(面番号4)と、第2レンズ群G2の最も物体側の面、つまり第3レンズE3の物体側の面(面番号5)との間隔DA、第2レンズ群G2の最も像側の面、つまり第5レンズE5の像側の面(面番号9)と、絞りFAの面(面番号10)との間隔DB、絞りFAの面(面番号10)と、第3レンズ群G3の最も物体側の面、つまり第6レンズE6の物体側の面(面番号11)との間隔DC、第3レンズ群G3の最も像側の面、つまり第8レンズE8の像側の面(面番号15)と、第4レンズ群G4の最も物体側の面、つまり第9レンズE9の物体側の面(面番号16)との間隔DD、そして第4レンズ群G4の最も像側の面、つまり第9レンズE9の像側の面(面番号16)と、フィルタ/カバーFCの物体側の面(面番号18)との間隔DEが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群G1および前記第3レンズ群G3が物体側に向かって単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群G2がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群G4が望遠端において広角端よりも像側に位置するように、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が移動する。
この実施例1においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=4.74〜21.59,F=3.32〜4.98,ω=39.14〜9.55の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
In zooming from the short focal end, that is, the wide-angle end, to the long focal end, that is, the telephoto end, the variable interval between the groups, that is, the most image-side surface of the first lens group G1, that is, the second lens E2 The distance DA between the image side surface (surface number 4) and the most object side surface of the second lens group G2, that is, the object side surface (surface number 5) of the third lens E3, and the most distance of the second lens group G2. Distance DB between the image side surface, that is, the image side surface (surface number 9) of the fifth lens E5 and the surface of the aperture FA (surface number 10), the surface of the aperture FA (surface number 10), and the third lens The distance DC between the most object side surface of the group G3, that is, the object side surface (surface number 11) of the sixth lens E6, the most image side surface of the third lens group G3, that is, the image side of the eighth lens E8. Surface (surface number 15) and the most object-side surface of the fourth lens group G4, that is, the object-side surface of the ninth lens E9 (surface number 1) ) And the most image side surface of the fourth lens group G4, that is, the image side surface (surface number 16) of the ninth lens E9, and the object side surface (surface number 18) of the filter / cover FC. , And the first lens group G1 and the third lens group G3 move monotonously toward the object side as the magnification changes from the wide-angle end to the telephoto end. At the time of zooming to the telephoto end, the second lens group G2 holds its position fixedly, and the first lens group is arranged such that the fourth lens group G4 is positioned closer to the image side than the wide angle end at the telephoto end. G1, the third lens group G3, and the fourth lens group G4 move.
In the first embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 4.74 to 21.59, F = 3.32 to 4.98, and ω = by zooming, respectively. It varies in the range of 39.14 to 9.55. The characteristics of each optical surface are as shown in the following table.
表1において面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した第5面、第9面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、各非球面の(1)式におけるパラメータは、次の通りである。
非球面:第5面
K=0.0,
A4=2.42400×10−4,
A6=−2.92208×10−6,
A8=9.40210×10−9,
A10=−4.16456×10−11
非球面:第9面
K=0.0,
A4=−5.16761×10−4,
A6=1.81605×10−6,
A8=−1.01642×10−6,
A10=−1.75699×10−8
In Table 1, the optical surfaces of the fifth surface, the ninth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface indicated by “* (asterisk)” in the surface number are aspheric surfaces, and each aspheric surface. The parameters in the equation (1) are as follows.
Aspherical surface: 5th surface K = 0.0,
A 4 = 2.42400 × 10 −4 ,
A 6 = −2.92208 × 10 −6 ,
A 8 = 9.40210 × 10 −9 ,
A 10 = −4.16456 × 10 −11
Aspherical surface: 9th surface K = 0.0,
A 4 = −5.16761 × 10 −4 ,
A 6 = 1.81605 × 10 −6 ,
A 8 = −1.01642 × 10 −6 ,
A 10 = −1.75699 × 10 −8
非球面:第11面
K=0.0,
A4=−1.08496×10−3,
A6=−2.17192×10−5,
A8=5.79037×10−6,
A10=−5.25493×10−7
非球面:第12面
K=0.0,
A4=4.85474×10−4,
A6=−4.49460×10−5,
A8=8.98429×10−6,
A10=−5.68154×10−7
非球面:第16面
K=0.0,
A4=−5.46424×10−5,
A6=1.80637×10−5,
A8=−9.17793×10−7,
A10=2.09899×10−8
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と絞りFAとの間の可変間隔DB、絞りFAと第3レンズ群との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4と光学フィルタFCとの間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Aspheric surface: Eleventh surface K = 0.0,
A 4 = −1.08496 × 10 −3 ,
A 6 = −2.117192 × 10 −5 ,
A 8 = 5.79037 × 10 −6 ,
A 10 = −5.25493 × 10 −7
Aspheric surface: 12th surface K = 0.0,
A 4 = 4.885474 × 10 −4 ,
A 6 = −4.49460 × 10 −5 ,
A 8 = 8.998429 × 10 −6 ,
A 10 = −5.668154 × 10 −7
Aspheric surface: 16th surface K = 0.0,
A 4 = −5.44644 × 10 −5 ,
A 6 = 1.86063 × 10 −5 ,
A 8 = −9.177793 × 10 −7 ,
A 10 = 2.09899 × 10 −8
A variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, a variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture FA, a variable distance DC between the aperture FA and the third lens group, The variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 and the variable distance DE between the fourth lens group G4 and the optical filter FC are changed as shown in the following table with zooming. .
また、この実施例1における先に述べた各条件式に係る値は、次の通りとなる。
条件式数値
m4T = 0.718
m4T/m4W = 1.098
X1/fT = 0.698
X3/fT = 0.366
|f2|/f3 = 0.792
f1/fW = 8.44
したがって、この実施例1における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
Further, the values relating to the conditional expressions described in the first embodiment are as follows.
Conditional expression numerical value m4T = 0.718
m4T / m4W = 1.098
X1 / fT = 0.698
X3 / fT = 0.366
| F2 | /f3=0.792
f1 / fW = 8.44
Therefore, the numerical values related to the conditional expressions described in the first embodiment are within the range of the conditional expressions.
図2は、本発明の実施例2に係るズームレンズの光学系の構成を示しており、(a)は広角端(短焦点端)、(b)は中間焦点距離、そして(c)は望遠端(長焦点端)の状態をそれぞれ示している。
図2に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、絞りFAおよびフィルタ/カバーFCを具備している。この場合、第1レンズE1および第2レンズE2は、第1レンズ群G1を構成し、第3レンズE3〜第5レンズE5は、第2レンズ群G2を構成し、第6レンズE6〜第8レンズE8は、第3レンズ群G3を構成し、そして第9レンズE9は、単独で第4レンズ群G4を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図2には、各光学面の面番号も示している。なお、図2に対する各参照符号は、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1、図3および図4と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 2 shows the configuration of an optical system of a zoom lens according to Example 2 of the present invention, where (a) is a wide angle end (short focal end), (b) is an intermediate focal length, and (c) is telephoto. The state of the end (long focal end) is shown.
The zoom lens shown in FIG. 2 includes a first lens E1, a second lens E2, a third lens E3, a fourth lens E4, a fifth lens E5, a sixth lens E6, a seventh lens E7, an eighth lens E8, and a ninth lens. A lens E9, an aperture FA, and a filter / cover FC are provided. In this case, the first lens E1 and the second lens E2 constitute the first lens group G1, the third lens E3 to the fifth lens E5 constitute the second lens group G2, and the sixth lens E6 to the eighth lens. The lens E8 constitutes the third lens group G3, and the ninth lens E9 alone constitutes the fourth lens group G4, and is supported by a common support frame or the like appropriate for each group, and zooming is performed. At the same time, each group operates integrally. FIG. 2 also shows the surface numbers of the optical surfaces. 2 are used independently for each embodiment. Therefore, even if the same reference symbols as those in FIGS. 1, 3, and 4 are given, they are not necessarily different from the other embodiments. It is not a common configuration.
図2において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、絞りFA、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9およびフィルタ/カバーFCの順で配列されており、フィルタ/カバーFCの背後に結像される。
第1レンズE1は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第2レンズE2は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、これら第1レンズE1および第2レンズE2は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第1レンズE1と第2レンズE2の接合レンズにより構成する第1レンズ群G1は、全体として正の屈折力を有する。第3レンズE3は、物体側に凸に形成され、物体側の面を非球面とするとともに、像側を強い凹面とした、負メニスカスレンズである。第4レンズE4は、像側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズ、そして第5レンズE5は、物体側を強い凹面とし、像側の面を非球面とした両凹レンズからなる負レンズであり、これら第4レンズE4および第5レンズE5は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第3レンズE3〜第5レンズE5により構成する第2レンズ群G2は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第6レンズE6は、両面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。
In FIG. 2, each optical element constituting the optical system of the zoom lens includes, for example, a first lens E1, a second lens E2, a third lens E3, a fourth lens E4, and a fifth lens sequentially from the object side such as a subject. E5, stop FA, sixth lens E6, seventh lens E7, eighth lens E8, ninth lens E9 and filter / cover FC are arranged in this order, and an image is formed behind the filter / cover FC.
The first lens E1 is a negative meniscus lens convexly formed on the object side, and the second lens E2 is a positive meniscus lens convexly formed on the object side. The first lens E1 and the second lens E2 are They are stuck together and joined together to form a cemented lens. The first lens group G1 configured by the cemented lens of the first lens E1 and the second lens E2 has a positive refractive power as a whole. The third lens E3 is a negative meniscus lens that is convex toward the object side, has an aspheric surface on the object side, and a strong concave surface on the image side. The fourth lens E4 is a positive lens composed of a biconvex lens with a strong convex surface on the image side, and the fifth lens E5 is a negative lens composed of a biconcave lens with a strong concave surface on the object side and an aspheric surface on the image side. In other words, the fourth lens E4 and the fifth lens E5 are closely bonded and joined together to form a cemented lens. The second lens group G2 constituted by the third lens E3 to the fifth lens E5 has a negative focal length, that is, negative refractive power as a whole. The sixth lens E6 is a positive lens composed of a biconvex lens having both aspheric surfaces.
第7レンズE7は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズ、そして第8レンズE8は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第7レンズE7および第8レンズE8は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第6レンズE6〜第8レンズE8により構成する第3レンズ群G3は、全体として正の屈折力を有する。第9レンズE9は、物体側に非球面からなる強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。この第9レンズE9のみにより単独で構成する第4レンズ群G4は、もちろん正の焦点距離を有する。
広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第2レンズE2の像側の面(面番号3)と、第2レンズ群G2の最も物体側の面、つまり第3レンズE3の物体側の面(面番号4)との間隔DA、第2レンズ群G2の最も像側の面、つまり第5レンズE5の像側の面(面番号8)と、絞りFAの面(面番号9)との間隔DB、絞りFAの面(面番号9)と、第3レンズ群G3の最も物体側の面、つまり第6レンズE6の物体側の面(面番号10)との間隔DC、第3レンズ群G3の最も像側の面、つまり第8レンズE8の像側の面(面番号14)と、第4レンズ群G4の最も物体側の面、つまり第9レンズE9の物体側の面(面番号15)との間隔DD、そして第4レンズ群G4の最も像側の面、つまり第9レンズE9の像側の面(面番号16)と、フィルタ/カバーFCの物体側の面(面番号17)との間隔DEが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群G1および前記第3レンズ群G3が物体側に向かって単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群G2がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群G4が望遠端において広角端よりも像側に位置するように、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が移動する。
The seventh lens E7 is a positive lens composed of a biconvex lens with a strong convex surface facing the image side, and the eighth lens E8 is a negative lens composed of a biconcave lens. The seventh lens E7 and the eighth lens E8 are closely And bonded together to form a cemented lens. The third lens group G3 constituted by the sixth lens E6 to the eighth lens E8 has a positive refractive power as a whole. The ninth lens E9 is a positive lens composed of a biconvex lens having a strong convex surface made of an aspheric surface facing the object side. Of course, the fourth lens group G4 constituted solely by the ninth lens E9 has a positive focal length.
Upon zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end), the variable interval between the groups, that is, the most image-side surface of the first lens group G1, that is, the image of the second lens E2. Distance DA between the second surface group (surface number 3) and the most object side surface of the second lens group G2, that is, the object side surface (surface number 4) of the third lens E3, and the most image of the second lens group G2. Side DB, that is, the distance DB between the image side surface (surface number 8) of the fifth lens E5 and the surface of the aperture FA (surface number 9), the surface of the aperture FA (surface number 9), and the third lens group The distance DC between the most object side surface of G3, that is, the object side surface (surface number 10) of the sixth lens E6, the most image side surface of the third lens group G3, that is, the image side surface of the eighth lens E8. The distance D between (surface number 14) and the most object side surface of the fourth lens group G4, that is, the object side surface (surface number 15) of the ninth lens E9. The distance DE between the most image side surface of the fourth lens group G4, that is, the image side surface (surface number 16) of the ninth lens E9, and the object side surface (surface number 17) of the filter / cover FC is The first lens group G1 and the third lens group G3 monotonously move toward the object side with zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and change from the wide-angle end to the telephoto end. At the time of magnification, the first lens group G1 and the third lens are arranged such that the second lens group G2 holds its position fixedly, and the fourth lens group G4 is positioned closer to the image side than the wide angle end at the telephoto end. The group G3 and the fourth lens group G4 move.
この実施例2においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=4.74〜21.57,F=3.56〜5.00,ω=39.15〜9.57の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。 In Example 2, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 4.74 to 21.57, F = 3.56 to 5.00, and ω = by zooming, respectively. It varies in the range of 39.15 to 9.57. The characteristics of each optical surface are as shown in the following table.
表3において面番号に「*」を付して示した第4面、第8面、第10面、第11面および15面の各光学面が非球面であり、各非球面の(1)式におけるパラメータは、次の通りである。
非球面:第4面
K=0.0,
A4=1.98102×10−4,
A6=−3.68668×10−6,
A8=4.52405×10−8,
A10=−2.67683×10−10
非球面:第8面
K=0.0,
A4=−4.56912×10−4,
A6=−2.43635×10−6,
A8=−7.31048×10−7,
A10=−1.13163×10−8
The optical surfaces of the fourth surface, the eighth surface, the tenth surface, the eleventh surface, and the fifteenth surface indicated with “*” in the surface number in Table 3 are aspherical surfaces. The parameters in the equation are as follows:
Aspherical surface: 4th surface K = 0.0,
A 4 = 1.998102 × 10 −4 ,
A 6 = −3.6668 × 10 −6 ,
A 8 = 4.52405 × 10 −8 ,
A 10 = −2.66763 × 10 −10
Aspheric surface: 8th surface K = 0.0,
A 4 = −4.56912 × 10 −4 ,
A 6 = −2.343635 × 10 −6 ,
A 8 = −7.3048 × 10 −7 ,
A 10 = −1.13163 × 10 −8
非球面:第10面
K=0.0,
A4=−7.28261×10−4,
A6=5.77887×10−6,
A8=1.03208×10−6,
A10=−1.81386×10−7
非球面:第11面
K=0.0,
A4=4.65357×10−4,
A6=1.34799×10−5,
A8=−4.37956×10−7,
A10=6.85503×10−8
非球面:第15面
K=0.0,
A4=−6.80550×10−5,
A6=1.42409×10−5,
A8=−6.37766×10−7,
A10=1.29041×10−8
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と絞りFAとの間の可変間隔DB、絞りFAと第3レンズ群との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4と光学フィルタFCとの間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Aspheric surface: 10th surface K = 0.0,
A 4 = −7.28261 × 10 −4 ,
A 6 = 5.77787 × 10 −6 ,
A 8 = 1.03208 × 10 −6 ,
A 10 = −1.81386 × 10 −7
Aspheric surface: Eleventh surface K = 0.0,
A 4 = 4.665357 × 10 −4 ,
A 6 = 1.34799 × 10 −5 ,
A 8 = −4.337956 × 10 −7 ,
A 10 = 6.85503 × 10 −8
Aspheric surface: 15th surface K = 0.0,
A 4 = −6.80550 × 10 −5 ,
A 6 = 1.42409 × 10 −5 ,
A 8 = −6.37766 × 10 −7 ,
A 10 = 1.29041 × 10 −8
A variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, a variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture FA, a variable distance DC between the aperture FA and the third lens group, The variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 and the variable distance DE between the fourth lens group G4 and the optical filter FC are changed as shown in the following table with zooming. .
また、この実施例2における先に述べた各条件式に係る値は、次の通りとなる。
条件式数値
m4T = 0.722
m4T/m4W = 1.117
X1/fT = 0.672
X3/fT = 0.396
|f2|/f3 = 0.799
f1/fW = 8.84
したがって、この実施例2における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
Further, the values according to the conditional expressions described in the second embodiment are as follows.
Conditional expression numerical value m4T = 0.722
m4T / m4W = 1.117
X1 / fT = 0.672
X3 / fT = 0.396
| F2 | /f3=0.799
f1 / fW = 8.84
Therefore, the numerical values related to the conditional expressions described in the second embodiment are within the range of the conditional expressions.
図3は、本発明の実施例3に係るズームレンズの光学系の構成を示しており、(a)は広角端(短焦点端)、(b)は中間焦点距離、そして(c)は望遠端(長焦点端)の状態をそれぞれ示している。
図3に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、第10レンズE10、絞りFAおよびフィルタ/カバーFCを具備している。この場合、第1レンズE1〜第3レンズE3は、第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第6レンズE6は、第2レンズ群G2を構成し、第7レンズE7〜第9レンズE9は、第3レンズ群G3を構成し、そして第10レンズE10は、単独で第4レンズ群G4を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。なお、図3に対する各参照符号は、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1、図2および図4と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 3 shows the configuration of an optical system of a zoom lens according to Example 3 of the present invention, where (a) is a wide angle end (short focal end), (b) is an intermediate focal length, and (c) is telephoto. The state of the end (long focal end) is shown.
The zoom lens shown in FIG. 3 includes a first lens E1, a second lens E2, a third lens E3, a fourth lens E4, a fifth lens E5, a sixth lens E6, a seventh lens E7, an eighth lens E8, and a ninth lens. A lens E9, a tenth lens E10, an aperture FA and a filter / cover FC are provided. In this case, the first lens E1 to the third lens E3 constitute the first lens group G1, the fourth lens E4 to the sixth lens E6 constitute the second lens group G2, and the seventh lens E7 to the ninth lens. The lens E9 constitutes the third lens group G3, and the tenth lens E10 alone constitutes the fourth lens group G4. Each lens E9 is supported by a common support frame or the like appropriate for each group, and zooming is performed. At the same time, each group operates integrally. 3 are used independently for each embodiment. Therefore, even if the same reference symbols as those in FIGS. 1, 2, and 4 are given, they are not necessarily different from the other embodiments. It is not a common configuration.
図3において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、絞りFA、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、第10レンズE10およびフィルタ/カバーFCの順で配列されており、フィルタ/カバーFCの背後に結像される。
第1レンズE1は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第2レンズE2は、物体側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズであり、これら第1レンズE1および第2レンズE2は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。第3レンズE3は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。これら第1レンズE1〜第3レンズE3により構成する第1レンズ群G1は、全体として正の屈折力を有する。第4レンズE4は、物体側に凸に形成され、物体側の面を非球面とするとともに、像側を強い凹面とした、負メニスカスレンズである。第5レンズE5は、物体側を平面とした平凸レンズからなる正レンズ、そして第6レンズE6は、像側に凸に形成され、像側の面を非球面とした負メニスカスレンズであり、これら第5レンズE5および第6レンズE6は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第4レンズE4〜第6レンズE6により構成する第2レンズ群G2は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。
In FIG. 3, each optical element constituting the optical system of the zoom lens includes, for example, a first lens E1, a second lens E2, a third lens E3, a fourth lens E4, and a fifth lens sequentially from the object side such as a subject. E5, sixth lens E6, aperture FA, seventh lens E7, eighth lens E8, ninth lens E9, tenth lens E10 and filter / cover FC are arranged in this order, and are connected behind the filter / cover FC. Imaged.
The first lens E1 is a negative meniscus lens that is convex on the object side, and the second lens E2 is a positive lens that is a biconvex lens with a strong convex surface on the object side. The first lens E1 and the second lens E2 Are closely bonded and bonded together to form a cemented lens. The third lens E3 is a positive meniscus lens that is convexly formed on the object side. The first lens group G1 constituted by the first lens E1 to the third lens E3 has a positive refractive power as a whole. The fourth lens E4 is a negative meniscus lens that is convex toward the object side, has an aspheric surface on the object side, and a strong concave surface on the image side. The fifth lens E5 is a positive lens composed of a plano-convex lens having a flat surface on the object side, and the sixth lens E6 is a negative meniscus lens that is convex on the image side and has an aspheric surface on the image side. The fifth lens E5 and the sixth lens E6 are closely bonded and joined together to form a cemented lens. The second lens group G2 constituted by the fourth lens E4 to the sixth lens E6 has a negative focal length, that is, negative refractive power as a whole.
第7レンズE7は、両面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。第8レンズE8は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズ、そして第9レンズE9は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第8レンズE8および第9レンズE9は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第7レンズE7〜第9レンズE9により構成する第3レンズ群G3は、全体として正の屈折力を有する。第10レンズE10は、物体側に非球面からなる強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。この第10レンズE10のみにより単独で構成する第4レンズ群G4は、もちろん正の焦点距離を有する。 The seventh lens E7 is a positive lens composed of a biconvex lens having both aspheric surfaces. The eighth lens E8 is a positive lens made up of a biconvex lens with a strong convex surface facing the image side, and the ninth lens E9 is a negative lens made up of a biconcave lens. The eighth lens E8 and the ninth lens E9 are in close contact with each other. And bonded together to form a cemented lens. The third lens group G3 constituted by the seventh lens E7 to the ninth lens E9 has a positive refractive power as a whole. The tenth lens E10 is a positive lens made of a biconvex lens having a strong convex surface made of an aspheric surface facing the object side. Of course, the fourth lens group G4 constituted solely by the tenth lens E10 has a positive focal length.
広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第3レンズE3の像側の面(面番号5)と、第2レンズ群G2の最も物体側の面、つまり第4レンズE4の物体側の面(面番号6)との間隔DA、第2レンズ群G2の最も像側の面、つまり第6レンズE6の像側の面(面番号10)と、絞りFAの面(面番号11)との間隔DB、絞りFAの面(面番号11)と、第3レンズ群G3の最も物体側の面、つまり第7レンズE7の物体側の面(面番号12)との間隔DC、第3レンズ群G3の最も像側の面、つまり第9レンズE9の像側の面(面番号16)と、第4レンズ群G4の最も物体側の面、つまり第10レンズE10の物体側の面(面番号17)との間隔DD、そして第4レンズ群G4の最も像側の面、つまり第10レンズE10の像側の面(面番号18)と、フィルタ/カバーFCの物体側の面(面番号19)との間隔DEが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群G1および前記第3レンズ群G3が物体側に向かって単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群G2がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群G4が望遠端において広角端よりも像側に位置するように、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が移動する。 In zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end), the variable interval between the groups, that is, the most image side surface of the first lens group G1, that is, the image of the third lens E3. Distance DA between the second surface group (surface number 5) and the most object side surface of the second lens group G2, that is, the object side surface (surface number 6) of the fourth lens E4, and the most image of the second lens group G2. Side, that is, the distance DB between the image side surface (surface number 10) of the sixth lens E6 and the surface of the aperture FA (surface number 11), the surface of the aperture FA (surface number 11), and the third lens group The distance DC between the most object side surface of G3, that is, the object side surface (surface number 12) of the seventh lens E7, the most image side surface of the third lens group G3, that is, the image side surface of the ninth lens E9. (Surface number 16) and the most object-side surface of the fourth lens group G4, that is, the object-side surface of the tenth lens E10 (surface number 17) And the most image side surface of the fourth lens group G4, that is, the image side surface (surface number 18) of the tenth lens E10 and the object side surface (surface number 19) of the filter / cover FC. The first lens group G1 and the third lens group G3 move monotonously toward the object side as the distance DE changes and the magnification changes from the wide-angle end to the telephoto end. The first lens group G1, so that the second lens group G2 holds its position fixedly and the fourth lens group G4 is positioned closer to the image side than the wide-angle end at the telephoto end. The third lens group G3 and the fourth lens group G4 move.
この実施例3においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=4.74〜21.67,F=3.46〜4.91,ω=39.15〜9.50の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。 In the third embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 4.74 to 21.67, F = 3.46 to 4.91, and ω = by zooming, respectively. It varies in the range of 39.15-9.50. The characteristics of each optical surface are as shown in the following table.
表5において面番号に「*」を付して示した第6面、第10面、第12面、第13面および17面の各光学面が非球面であり、各非球面の(1)式におけるパラメータは、次の通りである。
非球面:第6面
K=0.0,
A4=−1.22579×10−4,
A6=−2.98179×10−7,
A8=−1.93092×10−8,
A10=−3.32554×10−10
非球面:第10面
K=0.0,
A4=−8.28512×10−4,
A6=−1.82812×10−5,
A8=8.50623×10−8,
A10=−1.90374×10−7
In Table 5, each optical surface of the sixth surface, the tenth surface, the twelfth surface, the thirteenth surface, and the seventeenth surface indicated by adding “*” to the surface number is an aspheric surface. The parameters in the equation are as follows:
Aspherical surface: 6th surface K = 0.0,
A 4 = −1.225579 × 10 −4 ,
A 6 = −2.998179 × 10 −7 ,
A 8 = −1.93092 × 10 −8 ,
A 10 = −3.32554 × 10 −10
Aspheric surface: 10th surface K = 0.0,
A 4 = −8.25512 × 10 −4 ,
A 6 = −1.82812 × 10 −5 ,
A 8 = 8.50623 × 10 −8 ,
A 10 = −1.90374 × 10 −7
非球面:第12面
K=0.0,
A4=−8.08852×10−4,
A6=1.58812×10−5,
A8=−1.00403×10−6,
A10=2.75151×10−8
非球面:第13面
K=0.0,
A4=4.07275×10−4,
A6=−7.86358×10−6,
A8=1.60507×10−6,
A10=−9.33131×10−8
非球面:第17面
K=0.0,
A4=−1.29441×10−5,
A6=5.93123×10−6,
A8=−3.01006×10−7,
A10=7.06450×10−9
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と絞りFAとの間の可変間隔DB、絞りFAと第3レンズ群との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4と光学フィルタFCとの間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Aspheric surface: 12th surface K = 0.0,
A 4 = −8.08852 × 10 −4 ,
A 6 = 1.58812 × 10 −5 ,
A 8 = −1.00403 × 10 −6 ,
A 10 = 2.775151 × 10 −8
Aspheric surface: 13th surface K = 0.0,
A 4 = 4.007275 × 10 −4 ,
A 6 = −7.886358 × 10 −6 ,
A 8 = 1.660507 × 10 −6 ,
A 10 = −9.33131 × 10 −8
Aspheric surface: 17th surface K = 0.0,
A 4 = −1.29441 × 10 −5 ,
A 6 = 5.93123 × 10 −6 ,
A 8 = −3.01006 × 10 −7 ,
A 10 = 7.06450 × 10 −9
A variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, a variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture FA, a variable distance DC between the aperture FA and the third lens group, The variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 and the variable distance DE between the fourth lens group G4 and the optical filter FC are changed as shown in the following table with zooming. .
また、この実施例3における先に述べた各条件式に係る値は、次の通りとなる。
条件式数値
m4T = 0.712
m4T/m4W = 1.085
X1/fT = 0.646
X3/fT = 0.351
|f2|/f3 = 0.744
f1/fW = 7.49
したがって、この実施例3における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
Further, the values according to the conditional expressions described in the third embodiment are as follows.
Conditional expression numerical value m4T = 0.712
m4T / m4W = 1.085
X1 / fT = 0.646
X3 / fT = 0.351
| F2 | /f3=0.744
f1 / fW = 7.49
Therefore, the numerical values related to the conditional expressions described in the third embodiment are within the range of the conditional expressions.
図4は、本発明の実施例4に係るズームレンズの光学系の構成を示しており、(a)は広角端(短焦点端)、(b)は中間焦点距離、そして(c)は望遠端(長焦点端)の状態をそれぞれ示している。
図4に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、第10レンズE10、絞りFAおよびフィルタ/カバーFCを具備している。この場合、第1レンズE1〜第3レンズE3は、第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第6レンズE6は、第2レンズ群G2を構成し、第7レンズE7〜第9レンズE9は、第3レンズ群G3を構成し、そして第10レンズE10は、単独で第4レンズ群G4を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。なお、図4に対する各参照符号は、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1〜図3と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 4 shows the configuration of an optical system of a zoom lens according to Example 4 of the present invention, where (a) is a wide angle end (short focal end), (b) is an intermediate focal length, and (c) is telephoto. The state of the end (long focal end) is shown.
The zoom lens shown in FIG. 4 includes a first lens E1, a second lens E2, a third lens E3, a fourth lens E4, a fifth lens E5, a sixth lens E6, a seventh lens E7, an eighth lens E8, and a ninth lens. A lens E9, a tenth lens E10, an aperture FA and a filter / cover FC are provided. In this case, the first lens E1 to the third lens E3 constitute the first lens group G1, the fourth lens E4 to the sixth lens E6 constitute the second lens group G2, and the seventh lens E7 to the ninth lens. The lens E9 constitutes the third lens group G3, and the tenth lens E10 alone constitutes the fourth lens group G4. Each lens E9 is supported by a common support frame or the like appropriate for each group, and zooming is performed. At the same time, each group operates integrally. 4 are used independently for each embodiment. Therefore, even if the same reference symbols as in FIGS. 1 to 3 are given, they are not necessarily different from the other embodiments. is not.
図4において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、絞りFA、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、第10レンズE10およびフィルタ/カバーFCの順で配列されており、フィルタ/カバーFCの背後に結像される。
第1レンズE1は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第2レンズE2は、物体側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズであり、これら第1レンズE1および第2レンズE2は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。第3レンズE3は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。これら第1レンズE1〜第3レンズE3により構成する第1レンズ群G1は、全体として正の屈折力を有する。第4レンズE4は、物体側に凸に形成され、物体側の面を非球面とするとともに、像側を強い凹面とした、負メニスカスレンズである。第5レンズE5は、像側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズ、そして第6レンズE6は、物体側を強い凹面とした両凹レンズからなり、像側の面を非球面とした負レンズであり、これら第5レンズE5および第6レンズE6は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。
In FIG. 4, each optical element constituting the optical system of the zoom lens includes, for example, a first lens E1, a second lens E2, a third lens E3, a fourth lens E4, and a fifth lens sequentially from the object side such as a subject. E5, sixth lens E6, aperture FA, seventh lens E7, eighth lens E8, ninth lens E9, tenth lens E10 and filter / cover FC are arranged in this order, and are connected behind the filter / cover FC. Imaged.
The first lens E1 is a negative meniscus lens that is convex on the object side, and the second lens E2 is a positive lens that is a biconvex lens with a strong convex surface on the object side. The first lens E1 and the second lens E2 Are closely bonded and bonded together to form a cemented lens. The third lens E3 is a positive meniscus lens that is convexly formed on the object side. The first lens group G1 constituted by the first lens E1 to the third lens E3 has a positive refractive power as a whole. The fourth lens E4 is a negative meniscus lens that is convex toward the object side, has an aspheric surface on the object side, and a strong concave surface on the image side. The fifth lens E5 is a positive lens composed of a biconvex lens having a strong convex surface on the image side, and the sixth lens E6 is a negative lens having a biconcave lens having a strong concave surface on the object side, and an aspheric surface on the image side. The fifth lens E5 and the sixth lens E6 are intimately bonded and joined together to form a cemented lens.
これら第4レンズE4〜第6レンズE6により構成する第2レンズ群G2は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第7レンズE7は、両面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。第8レンズE8は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズ、そして第9レンズE9は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第8レンズE8および第9レンズE9は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第7レンズE7〜第9レンズE9により構成する第3レンズ群G3は、全体として正の屈折力を有する。第10レンズE10は、物体側に非球面からなる強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。この第10レンズE10のみにより単独で構成する第4レンズ群G4は、もちろん正の焦点距離を有する。
広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第3レンズE3の像側の面(面番号5)と、第2レンズ群G2の最も物体側の面、つまり第4レンズE4の物体側の面(面番号6)との間隔DA、第2レンズ群G2の最も像側の面、つまり第6レンズE6の像側の面(面番号10)と、絞りFAの面(面番号11)との間隔DB、絞りFAの面(面番号11)と、第3レンズ群G3の最も物体側の面、つまり第7レンズE7の物体側の面(面番号12)との間隔DC、第3レンズ群G3の最も像側の面、つまり第9レンズE9の像側の面(面番号16)と、第4レンズ群G4の最も物体側の面、つまり第10レンズE10の物体側の面(面番号17)との間隔DD、そして第4レンズ群G4の最も像側の面、つまり第10レンズE10の像側の面(面番号18)と、フィルタ/カバーFCの物体側の面(面番号19)との間隔DEが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群G1および前記第3レンズ群G3が物体側に向かって単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群G2がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群G4が望遠端において広角端よりも像側に位置するように、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が移動する。
この実施例4においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=4.74〜21.62,F=3.42〜4.99,ω=39.12〜9.50の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
The second lens group G2 constituted by the fourth lens E4 to the sixth lens E6 has a negative focal length, that is, negative refractive power as a whole. The seventh lens E7 is a positive lens composed of a biconvex lens having both aspheric surfaces. The eighth lens E8 is a positive lens made up of a biconvex lens with a strong convex surface facing the image side, and the ninth lens E9 is a negative lens made up of a biconcave lens. The eighth lens E8 and the ninth lens E9 are in close contact with each other. And bonded together to form a cemented lens. The third lens group G3 constituted by the seventh lens E7 to the ninth lens E9 has a positive refractive power as a whole. The tenth lens E10 is a positive lens made of a biconvex lens having a strong convex surface made of an aspheric surface facing the object side. Of course, the fourth lens group G4 constituted solely by the tenth lens E10 has a positive focal length.
In zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end), the variable interval between the groups, that is, the most image side surface of the first lens group G1, that is, the image of the third lens E3. Distance DA between the second surface group (surface number 5) and the most object side surface of the second lens group G2, that is, the object side surface (surface number 6) of the fourth lens E4, and the most image of the second lens group G2. Side, that is, the distance DB between the image side surface (surface number 10) of the sixth lens E6 and the surface of the aperture FA (surface number 11), the surface of the aperture FA (surface number 11), and the third lens group The distance DC between the most object side surface of G3, that is, the object side surface (surface number 12) of the seventh lens E7, the most image side surface of the third lens group G3, that is, the image side surface of the ninth lens E9. (Surface number 16) and the most object-side surface of the fourth lens group G4, that is, the object-side surface of the tenth lens E10 (surface number 17) And the most image side surface of the fourth lens group G4, that is, the image side surface (surface number 18) of the tenth lens E10 and the object side surface (surface number 19) of the filter / cover FC. The first lens group G1 and the third lens group G3 move monotonously toward the object side as the distance DE changes and the magnification changes from the wide-angle end to the telephoto end. The first lens group G1, so that the second lens group G2 holds its position fixedly and the fourth lens group G4 is positioned closer to the image side than the wide-angle end at the telephoto end. The third lens group G3 and the fourth lens group G4 move.
In the fourth embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 4.74-21.62, F = 3.42-4.99, and ω = by zooming, respectively. It varies in the range of 39.12 to 9.50. The characteristics of each optical surface are as shown in the following table.
表7において面番号に「*」を付して示した第6面、第10面、第12面、第13面および17面の各光学面が非球面であり、各非球面の(1)式におけるパラメータは、次の通りである。
非球面:第6面
K=0.0,
A4=−8.08791×10−5,
A6=−2.03124×10−6,
A8=6.26638×10−9,
A10=−6.12352×10−11
非球面:第10面
K=0.0,
A4=−7.52609×10−4,
A6=−1.24401×10−5,
A8=−9.65466×10−7,
A10=−8.33332×10−8
In Table 7, each optical surface of the sixth surface, the tenth surface, the twelfth surface, the thirteenth surface, and the seventeenth surface indicated by adding “*” to the surface number is an aspheric surface. The parameters in the equation are as follows:
Aspherical surface: 6th surface K = 0.0,
A 4 = −8.08791 × 10 −5 ,
A 6 = −2.03124 × 10 −6 ,
A 8 = 6.26663 × 10 −9 ,
A 10 = −6.132352 × 10 −11
Aspheric surface: 10th surface K = 0.0,
A 4 = −7.52609 × 10 −4 ,
A 6 = −1.24401 × 10 −5 ,
A 8 = −9.665466 × 10 −7 ,
A 10 = −8.33332 × 10 −8
非球面:第12面
K=0.0,
A4=−7.07947×10−4,
A6=−1.16179×10−6,
A8=6.72505×10−8,
A10=−2.53913×10−8
非球面:第13面
K=0.0,
A4=3.43658×10−4,
A6=−1.44022×10−6,
A8=−1.33484×10−7,
A10=−1.40822×10−8
非球面:第17面
K=0.0,
A4=−4.75410×10−5,
A6=1.15429×10−5,
A8=−4.87258×10−7,
A10=9.54084×10−9
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と絞りFAとの間の可変間隔DB、絞りFAと第3レンズ群との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4と光学フィルタFCとの間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Aspheric surface: 12th surface K = 0.0,
A 4 = −7.07947 × 10 −4 ,
A 6 = −1.116179 × 10 −6 ,
A 8 = 6.752505 × 10 −8 ,
A 10 = −2.53913 × 10 −8
Aspheric surface: 13th surface K = 0.0,
A 4 = 3.43658 × 10 −4 ,
A 6 = −1.44022 × 10 −6 ,
A 8 = −1.333484 × 10 −7 ,
A 10 = −1.40822 × 10 −8
Aspheric surface: 17th surface K = 0.0,
A 4 = −4.754010 × 10 −5 ,
A 6 = 1.15429 × 10 −5 ,
A 8 = −4.887258 × 10 −7 ,
A 10 = 9.55404 × 10 −9
A variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, a variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture FA, a variable distance DC between the aperture FA and the third lens group, The variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 and the variable distance DE between the fourth lens group G4 and the optical filter FC are changed as shown in the following table with zooming. .
また、この実施例4における先に述べた各条件式に係る値は、次の通りとなる。
条件式数値
m4T = 0.721
m4T/m4W = 1.095
X1/fT = 0.668
X3/fT = 0.369
|f2|/f3 = 0.795
f1/fW = 8.14
したがって、この実施例4における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
Further, the values according to the conditional expressions described in the fourth embodiment are as follows.
Conditional expression numerical value m4T = 0.721
m4T / m4W = 1.095
X1 / fT = 0.668
X3 / fT = 0.369
| F2 | /f3=0.955
f1 / fW = 8.14
Therefore, the numerical values related to the conditional expressions described in the fourth embodiment are within the range of the conditional expressions.
図5〜図7は、上述した実施例1に係る図1に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図5は、広角端における収差曲線図、図6は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図7は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
図8〜図10は、上述した実施例2に係る図2に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図8は、広角端における収差曲線図、図9は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図10は、望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
5 to 7 show aberration curves of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration in the zoom lens shown in FIG. 1 according to Example 1 described above, and FIG. FIG. 6 is an aberration curve diagram at the intermediate focal length, and FIG. 7 is an aberration curve diagram at the telephoto end. In each aberration curve diagram, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, the broken line represents meridional, the thick line represents the d line, and the thin line represents the g line.
8 to 10 show aberration curves of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration in the zoom lens shown in FIG. 2 according to Example 2 described above, and FIG. FIG. 9 is an aberration curve diagram at the intermediate focal length, and FIG. 10 is an aberration curve diagram at the telephoto end. Also in this case, in each aberration curve diagram, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, the broken line represents meridional, the thick line represents the d line, and the thin line represents the g line. .
図11〜図13は、上述した実施例3に係る図3に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図11は、広角端における収差曲線図、図12は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図13は、望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
そして、図14〜図16は、上述した実施例4に係る図4に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図14は、広角端における収差曲線図、図15は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図16は、望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
これらの図5〜図16の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例1〜実施例4に係る図1〜図4に示した構成のズームレンズでは、いずれも収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
FIGS. 11 to 13 show aberration curve diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration in the zoom lens shown in FIG. 3 according to Example 3 described above. FIG. FIG. 12 is an aberration curve diagram at the intermediate focal length, and FIG. 13 is an aberration curve diagram at the telephoto end. Also in this case, in each aberration curve diagram, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, the broken line represents meridional, the thick line represents the d line, and the thin line represents the g line. .
14 to 16 show aberration curve diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration in the zoom lens shown in FIG. 4 according to Example 4 described above, and FIG. FIG. 15 is an aberration curve diagram at the intermediate focal length, and FIG. 16 is an aberration curve diagram at the telephoto end. Also in this case, in each aberration curve diagram, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, the broken line represents meridional, the thick line represents the d line, and the thin line represents the g line. .
According to the aberration curve diagrams of FIGS. 5 to 16, all the zoom lenses having the configurations shown in FIGS. 1 to 4 according to the first to fourth embodiments of the present invention described above are corrected favorably. It can be seen that it is suppressed or suppressed.
次に、上述した実施例1〜実施例4に示されたような本発明に係るズームレンズを撮影光学系として採用してカメラを構成した本発明の実施例5について図17〜図19を参照して説明する。図17は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図、図18は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図19は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
Next, referring to FIGS. 17 to 19 for Embodiment 5 of the present invention in which the zoom lens according to the present invention as shown in
図17および図18に示すように、カメラは、撮影レンズ101、シャッタボタン102、ズームレバー103、ファインダ104、ストロボ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、電源スイッチ108、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等を備えている。さらに、図19に示すように、カメラは、受光素子201、信号処理装置202、画像処理装置203、中央演算装置(CPU)204、半導体メモリ205および通信カード等206も備えている。
カメラは、撮影レンズ101とCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子201を有しており、撮影光学系である撮影レンズ101によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子201によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ101としては、第1〜第4の実施例において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる。具体的には、ズームレンズを構成する光学要素であるレンズ等を用いてレンズユニットを構成する。このレンズユニットは、各レンズ等を、少なくともレンズ群毎に移動操作し得るように保持する機構を有する。カメラに組み込まれる撮影レンズ101は、通常の場合、このレンズユニットの形で組み込まれる。
受光素子201の出力は、中央演算装置204によって制御される信号処理装置202によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。
As shown in FIGS. 17 and 18, the camera includes a photographing
The camera includes a photographing
The output of the
信号処理装置202によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置204によって制御される画像処理装置203において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ205に記録される。この場合、半導体メモリ205は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ205に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ205に記録した画像は、通信カードスロット110に装填した通信カード等206を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には図17の(a)に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ108を操作して電源を投入すると、図17の(b)に示すように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。このとき、撮影レンズ101の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば広角端の配置となっており、ズームレバー103を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、望遠端への変倍動作を行うことができる。なお、ファインダ104の光学系も撮影レンズ101の画角の変化に連動して変倍する用にすることが望ましい。
The image information digitized by the
When the camera is carried, the
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係る正−負−正−正の4群で構成されるズームレンズにおけるフォーカシングは、第1レンズ群G1の移動、あるいは、第2レンズ群G2の移動などによって行うことができる。シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ205に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等206を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ205および通信カード等206は、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ101が沈胴状態にあるときには、ズームレンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば沈胴時に第3レンズ群G3が光軸上から退避して、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2と並列的に収納されるような機構とすれば、カメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、実施例1〜実施例4に示されたようなズームレンズを用いたレンズユニットからなる撮影レンズ101を撮影光学系として使用することができる。したがって、300万画素〜500万画素クラスの受光素子を使用した高画質で小型のカメラまたは携帯情報端末装置を実現することができる。
In many cases, focusing is performed by half-pressing the
When the image recorded in the
When the photographing
In the above-described camera or portable information terminal device, as described above, the photographing
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群
E1〜E10 レンズ
FA 絞り
FC フィルタ/カバー
101 撮影レンズ
102 シャッタボタン
103 ズームレバー
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリカードスロット
110 通信カードスロット
201 受光素子(エリアセンサ)
202 信号処理装置
203 画像処理装置
204 中央演算装置(CPU)
205 半導体メモリ
206 通信カード等
G1 1st lens group G2 2nd lens group G3 3rd lens group G4 4th lens group G5 5th lens group E1 to E10 Lens FA Aperture FC filter /
202
205
Claims (12)
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、
望遠端における前記第4レンズ群の結像倍率をm4T、広角端から望遠端への変倍に伴う前記第1レンズ群の総移動量をX1、望遠端における全系の焦点距離をfTとして、
条件式:
0.65<m4T<0.80
0.60<X1/fT<0.75
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, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, a third lens group having a positive refractive power, and a positive refractive power. Zoom lens in which the first lens group and the third lens group move monotonously toward the object side in response to zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group holds its position fixedly, and the fourth lens group moves at the telephoto end so that it is positioned closer to the image side than the wide-angle end.
The imaging magnification of the fourth lens group at the telephoto end is m4T , the total movement amount of the first lens group accompanying the zooming from the wide-angle end to the telephoto end is X1, and the focal length of the entire system at the telephoto end is fT.
Conditional expression:
0.65 <m4T <0.80
0.60 <X1 / fT <0.75
A zoom lens characterized by satisfying
条件式:
1.0<m4T/m4W<1.3
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。 The imaging magnification of the fourth lens group at the telephoto end is m4T, and the imaging magnification of the fourth lens group at the wide angle end is m4W.
Conditional expression:
1.0 <m4T / m4W <1.3
The zoom lens according to claim 1, wherein:
条件式:
0.25<X3/fT<0.50
を満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のズームレンズ。 X3 is the total amount of movement of the third lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and fT is the focal length of the entire system at the telephoto end.
Conditional expression:
0.25 <X3 / fT <0.50
The zoom lens according to claim 1 or claim 2, characterized by satisfying the.
条件式:
0.6<|f2|/f3<1.0
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項に記載のズームレンズ。 The focal length of the second lens group is f2, and the focal length of the third lens group is f3.
Conditional expression:
0.6 <| f2 | / f3 <1.0
Any zoom lens according to one of claims 1 to claim 3, characterized by satisfying the.
条件式:
6.0<f1/fW<12.0
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項に記載のズームレンズ。 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.
Conditional expression:
6.0 <f1 / fW <12.0
The zoom lens according to any one of claims 1 to claim 4, characterized by satisfying the.
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第2レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第4レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第1レンズ群の総移動量をX1、望遠端における全系の焦点距離をfTとして、
条件式:
0.60<X1/fT<0.75
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, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, a third lens group having a positive refractive power, and a positive refractive power. Zoom lens in which the first lens group and the third lens group move monotonously toward the object side in response to zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group holds its position fixedly, and the fourth lens group moves at the telephoto end so that it is positioned closer to the image side than the wide-angle end.
Assuming that the total movement amount of the first lens group accompanying the zooming from the wide angle end to the telephoto end is X1, the focal length of the entire system at the telephoto end is fT,
Conditional expression:
0. 60 <X1 / fT <0. 75
A zoom lens characterized by satisfying
条件式:
1.75<N21<1.90,35<ν21<50,
1.65<N22<1.90,20<ν22<35,
1.75<N23<1.90,35<ν23<50
を満足することを特徴とする請求項8に記載のズームレンズ。 The refractive index of the i-th lens counted from the object side in the second lens group is N2i, and the Abbe number of the i-th lens counted from the object side in the second lens group is ν2i.
Conditional expression:
1.75 <N21 <1.90, 35 <ν21 <50,
1.65 <N22 <1.90, 20 <ν22 <35,
1.75 <N23 <1.90, 35 <ν23 <50
The zoom lens according to claim 8 , wherein:
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