JP5040289B2 - Zoom lens and camera - Google Patents
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Description
本発明は、主にデジタルスチルカメラなどに搭載するためのＣＣＤ（charged coupled device）などのイメージセンサを使用した小型の撮像装置に用いられる高性能な広角端に広角域を含む３乃至４倍程度の標準系ズームレンズに関する。 The present invention is about 3 to 4 times including a wide-angle region at a high-performance wide-angle end, which is used in a small-sized image pickup device using an image sensor such as a CCD (charged coupled device) to be mainly mounted on a digital still camera or the like. This relates to a standard zoom lens.
近年異常なまでのスピードで繰り広げられていたデジタルスチルカメラに使用されているイメージセンサのいわゆる画素数競争が一段落して、ここ数年デジタルスチルカメラでは、画素数以外での差別化、個性化の流れが生じている。その中でいちばん大きな流れともいえるのがカメラの小型化であり、中でも普及タイプのいわゆるコンパクトカメラタイプの小型カメラには、「カードサイズ」を謳った製品も多く発売されている。カードサイズを仕様としたカメラでは、正面から見たときの大きさが概ねクレジットカードなどの大きさであることは当然の事ながらカメラ本体の厚さ（薄さ）に関してもインパクトのある薄さにすることが、製品そのものが市場に受け入れられるか否かを左右する重要な要素となる。多くの場合、カメラ本体を薄く設計するために一番の障害となるのが、撮影レンズの光軸方向の寸法である。つまり一般的なカメラの構成要素の配置を取る以上、製品の正面と撮影レンズの光軸とが直交するため、この光軸方向の寸法がカメラ本体の厚さを左右する要素となってしまい、製品厚を薄くすることは直接撮影レンズの光軸方向の寸法の縮小を意味し困難を伴うのである。このため、カードサイズのデジタルスチルカメラの当初の段階では、光軸方向の寸法が少しでも小さくすることが可能である単焦点レンズが採用され、しかもこの問題を解決する手段として、例えば特開２００２−２２８９２２号公報に開示されているようなＣＣＤ等のイメージセンサ特有のテレセントリック性の見直しを含めた独自のレンズタイプの創出などの工夫がされて製品化された。しかしながら、カメラへのズームレンズ搭載の要望は強く、その結果として現在では、カードサイズのデジタルスチルカメラにおいても製品の主流はズームレンズ搭載のカメラとなっている。 The so-called pixel number competition of image sensors used in digital still cameras, which has been unfolding at an unusual speed in recent years, has come to an end, and in the past few years digital still cameras have differentiated and personalized other than the number of pixels. There is a flow. The biggest trend among them is the downsizing of cameras, and many of the popular types of so-called compact camera-type compact cameras have been marketed with "card size". In the camera with the card size as a specification, it is natural that the size when viewed from the front is almost the size of a credit card etc. Naturally, the thickness (thinness) of the camera body is also thin with impact. This is an important factor that determines whether the product itself is accepted by the market. In many cases, the size of the photographing lens in the optical axis direction is the biggest obstacle to designing a thin camera body. In other words, as long as general camera components are arranged, the front of the product and the optical axis of the photographic lens are perpendicular to each other, so the dimension in the direction of the optical axis is an element that determines the thickness of the camera body. Reducing the product thickness directly means reducing the dimension of the photographic lens in the optical axis direction, which is difficult. For this reason, at the initial stage of a card-size digital still camera, a single-focus lens that can reduce the dimension in the optical axis direction as much as possible is employed. The product has been commercialized by devising such as the creation of a unique lens type including a review of the telecentricity unique to image sensors such as CCD as disclosed in Japanese Patent No. 228922. However, there is a strong demand for mounting a zoom lens on a camera, and as a result, at present, even in card-sized digital still cameras, the mainstream product is a camera with a zoom lens.
この流れは、カメラ機能付の携帯電話でも同様である、多くの場合、撮影レンズの寸法が製品の厚さを決めてしまい、単焦点レンズを採用しており、光学式ズームレンズ採用の携帯電話が普及せずコンパクトな製品では２倍ズームに止まっているのが現状である。ただ、携帯電話に搭載される撮影レンズは同様のイメージセンサを使用しているが、デジタルスチルカメラほどの画質へ要望がないため、性能面での割り切りを含めた解決方法が考案されると予測されている。 This flow is the same for mobile phones with camera functions. In many cases, the dimensions of the photographic lens determine the thickness of the product, and a single-focus lens is used, and mobile phones using an optical zoom lens. However, the current situation is that the zoom is limited to double zoom for compact products. However, although the imaging lens mounted on the mobile phone uses the same image sensor, there is no demand for image quality as high as that of a digital still camera, so it is predicted that a solution will be devised that includes a divisor in terms of performance. Has been.
カードサイズのデジタルスチルカメラにおいて、構成的にあるいは構造的に、光学系の全長が単焦点レンズに対して、どうしても長くなってしまいがちなズームレンズを搭載しても尚カメラ全体を薄く維持していく技術としては、現在のところ２つの技術に分類が出来ると考えられる。第１の技術は、例えば特開２００４−０５６３６２号公報（特許文献１）として開示されているものを代表とするもので、いわゆる屈曲式と呼ばれている技術である。屈曲式は光学系の前玉の前後の近傍にミラー或いはプリズムのような反射要素を設けて、光軸を９０度折り曲げることによってレンズ部分が大きく（厚く）なることを防いでいる。屈曲式の反射要素に関しては、カメラの薄さへの貢献度、光学系としてのスペースのロス、敏感度の問題などから、前述のように、前玉の前後に配置されることが多く、このことは広角系には向いていない欠点が指摘される一方、沈胴動作などの複雑な構造や、外力が加わる鏡筒が無いため、外部強度に対する機構的な考慮を必要とせず、光学設計的にも光軸方向の全長制限が緩和されるなどの特徴を有している。また、ズーム比が大きくなるほど有効な手段ということも言える。しかしながら屈曲式は技術的には前述のように優れた特徴を有しているが、カメラという製品として評価をすると、外観には鏡筒部分がなく、前玉近傍のレンズしか見ることができず、カメラ用レンズとしての価値観を表現することが難しいという商品企画上での問題点が指摘されている。 In a card-sized digital still camera, the entire length of the optical system is structurally or structurally long compared to a single-focus lens. Currently, it can be classified into two technologies. The first technique is represented by, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-056362 (Patent Document 1), and is a technique called a so-called bending type. In the bending type, a reflecting element such as a mirror or a prism is provided in the vicinity of the front and rear of the front lens of the optical system, and the lens portion is prevented from becoming large (thick) by bending the optical axis by 90 degrees. Flex-type reflective elements are often placed before and after the front lens as mentioned above due to the contribution to the thinness of the camera, the loss of space as an optical system, and the problem of sensitivity. However, it is not suitable for wide-angle systems. On the other hand, there is no complicated structure such as a retracting operation, and there is no lens barrel to which external force is applied. Has a feature such that the restriction on the total length in the optical axis direction is relaxed. It can also be said that the larger the zoom ratio, the more effective means. However, the bending type technically has excellent features as described above. However, when evaluated as a camera product, there is no lens barrel in the appearance, and only the lens near the front lens can be seen. It has been pointed out that there is a problem in product planning that it is difficult to express values as a camera lens.
第２の技術は、例えば特開２００４−００４７６５号公報（特許文献２）として開示されているものを代表とするもので、いわゆるスライディング式と呼ばれる技術である。スライディング式は従来のフィルム使用のコンパクトカメラで採用されて来たズームレンズの沈胴収納方式の発展した技術と言える。この方式は、ズームレンズを構成するレンズ群の一部をレンズ収納時に光軸上よりスライド（シフト）退避し、他の光学素子と干渉しない位置に移動して収納することにより、光軸から移動したレンズ群の厚さの分、収納時の全長を短縮させようとするものである。通常、前群や後群ではなく、中程にあるレンズ群で、機構上有利なレンズ群、或いは光軸方向の寸法が大きいレンズ群を退避させることが多い。この方法での問題点は、複雑な沈胴構造が根本にあり、必要精度の確保や、外力への対応などの従来の沈胴方式の問題点をそのまま受け継ぐ他、特に退避するレンズ群の敏感度を低く設定する必要があり、このことが製造を安定して行うためには重要な要素となる。また、原理的には複数のスライディングを行えば、より製品厚さを薄くすることが出来るように考えがちであるが、じつは次に述べる理由により、あまり意味がないことがわかる。 The second technique is represented by, for example, what is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-004765 (Patent Document 2), and is a technique called a so-called sliding type. The sliding type can be said to be an advanced technology of the retractable storage system for zoom lenses, which has been adopted in conventional compact cameras using film. In this method, a part of the lens group constituting the zoom lens is slid (shifted) away from the optical axis when the lens is stored, and moved to a position where it does not interfere with other optical elements and stored to move from the optical axis. The total length of the lens group is shortened by the thickness of the lens group. Usually, a lens group that is advantageous in terms of mechanism or a lens group having a large size in the optical axis direction is often retracted in the middle lens group instead of the front group or the rear group. The problem with this method is that it is based on a complicated retractable structure. In addition to inheriting the problems of conventional retractable methods such as ensuring the required accuracy and adapting to external forces, the sensitivity of the retracting lens group is particularly high. It is necessary to set a low value, which is an important factor for stable production. Also, in principle, it is easy to think that the product thickness can be reduced by performing a plurality of sliding operations. However, it turns out that it does not make much sense for the following reasons.
収納状態を沈胴動作にて行うことを前提としたズームレンズ光学系では、各レンズ群の厚さの総和が小さくすることで収納時の全長を短縮する一方、レンズ群とレンズ群の間の空気間隔は広めに取ることで、いわゆる敏感度に配慮するといった設計手法を用いる。従って、スライディング方式のズームレンズでは、スライドする群をのぞいたレンズ群についての、厚さの総和を小さくする設計を行うこととなり、レンズ群間の空気間隔に関してはやはり広めに考慮しないと、生産上成立しないこととなる。従って、光学系の仕様にも関係するが、このような方針で設計された光学系では、収納時の大きさはコンパクトであるが、実際の使用時には収納時の大きさに対して何倍もの大きさになってしまう結果となる。通常このような光学系を実現するために、沈胴動作をする鏡筒を幾重にも重ねた構造を採用することになるが、段数を多くすればする程、ズームレンズの前方に配置されるレンズ群に対する機構構造上の配置精度を確保することが困難となる。現在実用上成立する沈胴の段数は概ね３段程度であり、それ以上の段数のものは、設計は可能であっても、前述の理由で実用上成立しない。したがって、実は、収納時の光学系の全長と、実際の使用時の全長との間には、実は密接な関係があって、沈胴機構の成立する範囲でしか採用することが出来ない。それゆえ、複数のスライディングで収納時の全長を小さくすることは、あまり意味をなさないことが解る。さらに、スライディング方式を採用した場合、薄型化を実現するためにはレンズの収納状態が製品厚さを決定するかの様に考えがちであるが、収納状態でいくら薄くなる光学系を設計することが出来ても、使用状態においての大きさによっては沈胴動作を行う鏡筒を何段も重ねた構造をとることが必須となってしまい、光学系の配置精度を確保することが出来なくなってしまう。すなわち、薄型化の製品厚を達成するためには収納時の光軸方向の寸法が重要であることはもちろんではあるが、このことはズームレンズのレンズ群の一群をスライド移動することで対処できることが多く、むしろ光学設計的な障害となるのは、実使用時の光軸方向の大きさであると言うことが出来るのである。 In zoom lens optical systems based on the assumption that the retracted state is retracted, the total sum of the thicknesses of each lens group is reduced to shorten the total length during storage, while the air between the lens group and the lens group is reduced. A design method is used in which a wide interval is taken into consideration so-called sensitivity. Therefore, the sliding zoom lens is designed to reduce the total thickness of the lens group excluding the sliding group. It will not be established. Therefore, although it is related to the specifications of the optical system, the optical system designed in this way is compact when stored, but it is many times larger than the stored size during actual use. The result will be a size. Normally, in order to realize such an optical system, a structure in which a plurality of collapsible lens barrels are stacked is adopted. However, as the number of steps is increased, a lens disposed in front of the zoom lens. It becomes difficult to ensure the arrangement accuracy on the mechanism structure with respect to the group. Currently, the number of collapsible stages that is practically established is approximately three, and those with more than that are not practically established for the reasons described above, even though they can be designed. Therefore, there is actually a close relationship between the total length of the optical system during storage and the total length during actual use, and can only be used within the range where the retracting mechanism is established. Therefore, it can be understood that it is not meaningful to reduce the total length during storage with a plurality of sliding objects. Furthermore, when the sliding method is adopted, it is easy to think of the lens storage state as determining the product thickness in order to reduce the thickness, but it is necessary to design an optical system that will be thinned in the storage state. Even if it is possible, depending on the size in use, it is essential to have a structure in which a plurality of barrels that perform the retracting operation are stacked, and it becomes impossible to ensure the placement accuracy of the optical system. . In other words, in order to achieve a thin product thickness, the dimension in the optical axis direction during storage is important, but this can be dealt with by sliding a group of zoom lens groups. However, it can be said that the obstacle in optical design is the size in the optical axis direction during actual use.
しかしながら、最新のデジタルスチルカメラの製品では、大きさや薄さを優先しつつ、またレンズの商品的価値観を表現するために、沈胴方式で、収納時長や、特に使用時長を小さく出来るといった仕様だけでなく、より高倍率、より広角化などの他社との差別化としての要望が加わった高仕様を実現可能な光学設計解が切望されている。 However, the latest digital still camera products give priority to size and thinness, and in order to express the commercial value of the lens, the retractable method can reduce the length of storage and especially the length of use. In addition to the specifications, there is a strong demand for an optical design solution that can realize high specifications that add to the demand for differentiation from other companies such as higher magnification and wider angle.
現状で、従来のレンズ構成を元にレンズの設計を行うとすれば、前述の例えば特開２００４−００４７６５号公報（特許文献２）として開示されているもの等を代表とするもとなり、ズームレンズ全体を物体側より順に負、正、正のパワーを有する３つのレンズ群に配置するのが一般的である。これは、水晶光学フィルターやＣＣＤのカバーガラスなどの光学素子を配置するためのバックフォーカスの確保や、ＣＣＤの特性から要求されるテレセントリック性を十分確保する上では、この上ないレンズタイプの選択であるが、差別化を考えて高倍率、広角化の仕様を要望された場合、これらの特性が逆に弊害となって、これから先インパクトのある小型化は不可能である。
本発明は、前述した事情に鑑み、広角端において広角域を含み、ズーム比が３倍を超えるような仕様のズームレンズにおいて、光学系全体を３つのレンズ群で構成し各々のレンズ群に物体側より順に負、正、負のパワーを付与することにより、使用時における光軸方向の全長を短縮することを可能とし、また群構成として対称構成とすることで、広角化により発生し易い、歪曲収差や非点収差などの軸外収差の発生を根本的に少なくし、コンパクトなズームレンズ系を実現し、それを用いたカメラを提供することを目的とする。 In view of the circumstances described above, the present invention is a zoom lens that includes a wide-angle region at the wide-angle end and has a zoom ratio exceeding 3 times. The entire optical system is composed of three lens groups, and each lens group includes an object. By giving negative, positive and negative power in order from the side, it is possible to shorten the total length in the optical axis direction during use, and it is easy to occur due to widening by making it a symmetric configuration as a group configuration. An object of the present invention is to fundamentally reduce the occurrence of off-axis aberrations such as distortion and astigmatism, to realize a compact zoom lens system, and to provide a camera using the zoom lens system.
本発明のズームレンズは、物体側より順に、全体で負の屈折力を有する第１レンズ群、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群及び全体で負の屈折力を有する第３レンズ群から構成され、前記第２レンズ群が物体側より順に、正の屈折力を有するレンズ（以下、正レンズ）、負の屈折力を有するレンズ（以下、負レンズ）、正レンズ及び正レンズを配して構成されるズームレンズであって、変倍に関して前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群の位置を光軸方向に移動することにより、または前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群に加えて前記第３レンズ群の位置を移動することにより成しており、前記第１レンズ群の有するパワーに関して下記条件式（１）を満足しており、レンズ全系の大きさに関して下記条件式（２）を満足しており、また前記第３レンズ群の有するパワーに関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とする。（請求項１）
（１） −０．７５ ≦ ｆw ／ｆI ≦ −０．５
（２） ５．５ ≦ ＴＬw ／ｆw ≦ ７．２
（３） −０．２５ ≦ ｆw ／ｆIII ≦ −０．０５
ただし、
ｆw ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
ｆI ：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆIII ：第３レンズ群の合成焦点距離
ＴＬw ：広角端における第１レンズ群を構成する第１レンズの物体側面から像面までの距離（ただし、平行平面ガラス部分は空気換算距離）
The zoom lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, and a third lens group having a negative refractive power as a whole. The second lens group includes, in order from the object side, a lens having a positive refractive power (hereinafter, positive lens), a lens having a negative refractive power (hereinafter, negative lens), a positive lens, and a positive lens. a zoom lens that consists in, by moving the position of the first lens group and the second lens group in the optical axis direction with respect to magnification, or the first lens group and the second lens group In addition to the above, the position of the third lens group is moved, and the following conditional expression (1) is satisfied with respect to the power of the first lens group, and the following condition is satisfied with respect to the size of the entire lens system: We satisfy equation (2) Also characterized in that it satisfies the following conditional expression (3) with respect to a power possessed by the third lens group. (Claim 1)
(1) −0.75 ≦ f w / f I ≦ −0.5
(2) 5.5 ≦ TL w / f w ≦ 7.2
(3) −0.25 ≦ f w / f III ≦ −0.05
However,
f w : Combined focal length of the entire lens system at the wide angle end f I : Combined focal length of the first lens group f III : Combined focal length of the third lens group TL w : First constituting the first lens group at the wide angle end Distance from the object side of the lens to the image plane (however, the air equivalent distance for the parallel plane glass part)
条件式（１）は、負のパワーを有する第１レンズ群へのパワーの適切な配分に関するものである。光学系全体の大きさと諸収差を適正に補正するための条件のバランスとなる。下限を超えると、第１レンズ群の負のパワーが大きいことになり、これに伴い第２レンズ群の正のパワーを強めなければならず諸収差のバランスを取るのが困難となり性能が低下する。逆に上限を超えると、正パワーの第２レンズ群との空気間隔を大きくとらねばならず光学系全体の大きさが大型化する事となりコンパクト性を損なう結果となる。条件式（２）は、広角端におけるレンズ全長を規定するものである。すなわち本発明のレンズの小型化に関する尺度となる条件である。上限を超えると収差補正という面では有利である反面、本発明の目的であるコンパクトなズームレンズを提供することが出来なくなる。また、逆に下限を超えると、各レンズのパワーを大きくしなければならず、諸収差の悪化、敏感度の悪化を招き、製造することが事実上困難となる。条件式（３）は、第３レンズ群の有するパワーに関する条件式である。負の範囲にあることが最大の特長で、これによって光学系の射出瞳を像面側に近づける作用を持つ。一般的に、射出瞳の位置が像面に近い事は、全長を短縮する様なコンパクト化に有効である半面、画面周辺のテレセントリック性が崩れてくる事であり、すなわち画面周辺像点の主光線が角度を持ってくる事であって、ＣＣＤのようなイメージセンサを用いた光学系では好ましくない。通常、３倍程度のズームレンズでは、変倍動作によって、この画面周辺像点の主光線の角度は変化する。この変化量は、当然設計によって異なってくるが、最大像高の像点で大体１０°程度かそれ以上の事が多い（例えば、広角端で１０°、望遠端で０°など）。しかしながら、主光線の角度に変化のない単焦点レンズの場合、ＣＣＤのマイクロレンズの構造を適応させることで、２０°を超えることも可能である。本発明のズームレンズでは、第３レンズ群に負のパワーを付与した事で、変倍時の主光線の角度の変化が約３．９°〜４．４°と、通常のズームレンズタイプの変化量に比べて、極めて小さいため、主光線の角度を大きくとる事に何ら問題はない。後出の実施例では、画面最大像点での主光線（上光線と下光線でなす角の２等分線を主光線と定義した場合）角度が最大で１５°となるように制限をしており、条件式（３）の条件式で規定する下限値は、その状態での第３レンズ群の負のパワーの取りうる範囲ということであり、下限を超えると、コンパクト化には有効であるが、主光線の角度が１５°を超えてしまい、シェーディングや周辺光量不足などの問題が発生しデジタルスチルカメラ等で要求される高度な画像品質が維持出来なくなる。一方で、上限を超える場合は、本発明によるコンパクト化が必要のない大きさの光学系である。 Conditional expression (1) relates to appropriate distribution of power to the first lens group having negative power. This is a balance of conditions for appropriately correcting the size of the entire optical system and various aberrations. When the lower limit is exceeded, the negative power of the first lens group becomes large, and accordingly, the positive power of the second lens group must be strengthened, and it becomes difficult to balance various aberrations and the performance deteriorates. . On the other hand, if the upper limit is exceeded, the air gap from the positive power second lens group must be increased, resulting in an increase in the size of the entire optical system, resulting in a loss of compactness. Conditional expression (2) defines the total lens length at the wide-angle end. That is, it is a condition that serves as a measure for downsizing the lens of the present invention. If the upper limit is exceeded, it is advantageous in terms of aberration correction, but it becomes impossible to provide a compact zoom lens that is an object of the present invention. On the other hand, if the lower limit is exceeded, the power of each lens must be increased, which leads to deterioration of various aberrations and deterioration of sensitivity, making it practically difficult to manufacture. Conditional expression (3) is a conditional expression regarding the power of the third lens group. The greatest feature is that it is in the negative range, which has the effect of bringing the exit pupil of the optical system closer to the image plane side. In general, the position of the exit pupil close to the image plane is effective for downsizing the overall length, but the telecentricity around the screen is destroyed. This is because the light beam has an angle, which is not preferable in an optical system using an image sensor such as a CCD. Usually, in the case of a zoom lens of about 3 times, the chief ray angle of the peripheral image point of the screen changes due to the zooming operation. The amount of change naturally varies depending on the design, but is generally about 10 ° or more at the maximum image height (for example, 10 ° at the wide-angle end and 0 ° at the telephoto end). However, in the case of a single focus lens in which the angle of the chief ray does not change, it is possible to exceed 20 ° by adapting the structure of the CCD micro lens. In the zoom lens of the present invention, the negative power is applied to the third lens group, so that the change of the chief ray angle at the time of zooming is about 3.9 ° to 4.4 °, which is a normal zoom lens type. Since it is extremely small compared to the amount of change, there is no problem in taking a large principal ray angle. In the following embodiment, the principal ray at the maximum image point on the screen (when the bisector of the angle formed by the upper ray and the lower ray is defined as the principal ray) is limited so that the angle is 15 ° at the maximum. The lower limit value defined by the conditional expression (3) is the range that the negative power of the third lens group can take in that state. If the lower limit is exceeded, it is effective for downsizing. However, since the chief ray angle exceeds 15 °, problems such as shading and insufficient amount of peripheral light occur, and the high image quality required for a digital still camera cannot be maintained. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the optical system has a size that does not require compacting according to the present invention.
また、前記第１レンズ群が物体側より順に、負レンズである第１レンズ、正レンズである第２レンズ及び負レンズである第３レンズを配して構成され、前記第２レンズの有するパワーに関して下記条件式（４）を満足しており、前記第１レンズ群の各レンズに配分される分散特性に関して下記条件式（５）を満足しており、また前記第２レンズの屈折率に関して下記条件式（６）を満足していることが好ましい。（請求項２）
（４） ０．３ ≦ ｆw ／ｆ２ ≦ ０．５
（５） ２０ ≦（ν１ ＋ν３ ）／２−ν２
（６） １．７ ≦ ｎ２
ただし、
ｆ２ ：第１レンズ群を構成する第２レンズの焦点距離
ν１ ：第１レンズ群を構成する第１レンズのアッベ数
ν２ ：第１レンズ群を構成する第２レンズのアッベ数
ν３ ：第１レンズ群を構成する第３レンズのアッベ数
ｎ２ ：第１レンズ群を構成する第２レンズのｄ線に対する屈折率
Also, in order from the first lens group is an object side, a first lens which is a negative lenses, is constructed by disposing the third lens is a second lens and a negative lens are positive lenses, the second lens The following conditional expression (4) is satisfied with respect to the power possessed, the following conditional expression (5) is satisfied with respect to the dispersion characteristic distributed to each lens of the first lens group, and the refractive index of the second lens is satisfied. It is preferable that the following conditional expression (6) is satisfied. (Claim 2)
(4) 0.3 ≦ f w / f 2 ≦ 0.5
(5) 20 ≦ (ν 1 + ν 3 ) / 2−ν 2
(6) 1.7 ≦ n 2
However,
f 2 : Focal length of the second lens constituting the first lens group ν 1 : Abbe number of the first lens constituting the first lens group ν 2 : Abbe number of the second lens constituting the first lens group ν 3 : Abbe number of the third lens constituting the first lens group n 2 : Refractive index with respect to d-line of the second lens constituting the first lens group
条件式（４）は第１レンズ群全体として基本的な収差を良好に補正するための要件である。すなわち第１レンズ群は、前述のように負、正、負のパワー構成であるが、条件式（４）で示される範囲で第２レンズに正のパワーを適切に与えること及び、条件式（５）及び条件式（６）による硝材の選択を併せることにより、色収差、像面湾曲を基本的に補正することが出来る。上限を超えると正レンズのパワーが過大となるが、必然的に負レンズのパワーも過大となり、高次諸収差が発生する。下限を超えるとパワーの小さな組み合わせが可能となるが、色収差、像面湾曲補正効果が小さく、この場合も諸収差の良好な補正が出来なくなってしまう。条件式（５）は、第１レンズ群を構成する負レンズと正レンズのアッベ数の配分に関するものである。第１レンズ群の色収差補正を良好に維持するための条件式であり、第１レンズ群を構成する負レンズと正レンズの硝材選択を条件式（５）の条件のもとでおこなうことにより、適切なパワー配分を実現することが出来、色収差の良好な補正が可能となる。下限を越えると色収差補正のために各レンズのパワーが過大となり、諸収差が悪化する。続く条件式（６）は、像面湾曲補正のための条件である。ペッツバール和を小さくするため第１レンズ群で唯一の正レンズである第２レンズの屈折率を大きくして対応しており、したがって下限を超えると像面湾曲が大きくなる。 Conditional expression (4) is a requirement for satisfactorily correcting the basic aberration of the entire first lens group. That is, the first lens group has negative, positive, and negative power configurations as described above. However, the first lens group appropriately applies positive power to the second lens within the range indicated by the conditional expression (4), and the conditional expression ( By combining the selection of the glass material according to 5) and conditional expression (6), chromatic aberration and curvature of field can be basically corrected. If the upper limit is exceeded, the power of the positive lens will become excessive, but the power of the negative lens will inevitably become excessive, and high-order aberrations will occur. If the lower limit is exceeded, small combinations of power are possible, but chromatic aberration and field curvature correction effects are small, and in this case as well, various aberrations cannot be corrected satisfactorily. Conditional expression (5) relates to the distribution of the Abbe numbers of the negative lens and the positive lens constituting the first lens group. This is a conditional expression for maintaining good correction of chromatic aberration of the first lens group. By selecting the glass material of the negative lens and the positive lens constituting the first lens group under the condition of the conditional expression (5), Appropriate power distribution can be realized, and chromatic aberration can be corrected well. If the lower limit is exceeded, the power of each lens becomes excessive for correcting chromatic aberration, and various aberrations deteriorate. The following conditional expression (6) is a condition for field curvature correction. In order to reduce the Petzval sum, the second lens, which is the only positive lens in the first lens group, corresponds to a larger refractive index. Therefore, if the lower limit is exceeded, the field curvature increases.
また、前記第１レンズ群を構成する前記第１レンズが非球面レンズであり、像面側の面の形状に関して下記条件式（７）を満足し、また前記第１レンズ群を構成する前記第２レンズの物体側の面との形状の相対的な特徴に関して下記条件式（８）を満足していることが好ましい。（請求項３）
（７） ０．９５ ≦ｆw ／ｒ2 ≦ １．２５
（８） ０．４４ ≦ｒ2 ／ｒ3 ≦ ０．６６
ただし、
ｒ2 ：第１レンズ群を構成する第１レンズの像側の面の曲率半径
ｒ3 ：第１レンズ群を構成する第２レンズの物体側の面の曲率半径
Further, the first lens constituting the first lens group is an aspherical lens, satisfies the following conditional expression (7) with respect to the shape of the surface on the image plane side, and the first lens group constituting the first lens group. It is preferable that the following conditional expression (8) is satisfied with respect to the relative characteristics of the shape of the two lenses with respect to the object side surface. (Claim 3)
(7) 0.95 ≦ f w / r 2 ≦ 1.25
(8) 0.44 ≦ r 2 / r 3 ≦ 0.66
However,
r 2 : radius of curvature of the image side surface of the first lens constituting the first lens group r 3 : radius of curvature of the object side surface of the second lens constituting the first lens group
条件式（７）は第１レンズに付与される強い負パワーの条件の下で、入射瞳に対してコンセントリックな形状とすることによって、基本的にコマ収差、歪曲収差などの軸外収差の発生を抑えるための形状としており、その形状を実現するための条件である。すなわち第１レンズは強い負パワーのメニスカス形状となる。（ただし第１レンズの物体側面を非球面形状とした場合で、強く全長の短縮を行った場合、概略の形状ではメニスカス形状をしているが、近軸曲率半径を見ると両凹レンズとなっている場合もある）条件式（７）の下限を超えるとコマ収差、歪曲収差の発生を充分抑えることが出来ない。逆に上限を超えると収差発生を抑止するためには効果的であるが、メニスカス負レンズの湾曲形状が強くなりすぎ、製造上困難となる。また、歪曲収差や非点収差などの軸外収差を効果的に補正するためには第１レンズの像側面の形状を非球面形状とするのが良いが、非球面の製造方法としてはガラスモールド非球面、樹脂材料との複合非球面などが良好であるが、特に限定するものではない。続く条件式（８）は、前記負パワーの第１レンズの像側面において発生する強い発散作用による正の球面収差について良好に補正するための条件式である。上限を超えると第２レンズによる負の球面収差が過大となり、下限を超えると逆に第１レンズによる正の球面収差が過大となり何れも球面収差が良好に補正することが出来なくなる。 Conditional expression (7) is basically a concentric shape with respect to the entrance pupil under the condition of strong negative power applied to the first lens, so that basically off-axis aberrations such as coma and distortion are reduced. It is a shape for suppressing the occurrence and is a condition for realizing the shape. That is, the first lens has a meniscus shape with strong negative power. (However, when the object side surface of the first lens is aspherical, and when the overall length is strongly reduced, the approximate shape is a meniscus shape, but when looking at the paraxial radius of curvature, it becomes a biconcave lens. If the lower limit of conditional expression (7) is exceeded, the occurrence of coma and distortion cannot be sufficiently suppressed. On the contrary, if the upper limit is exceeded, it is effective to suppress the occurrence of aberration, but the curved shape of the meniscus negative lens becomes too strong, which makes it difficult to manufacture. In order to effectively correct off-axis aberrations such as distortion and astigmatism, the shape of the image side surface of the first lens may be an aspherical shape. An aspheric surface, a composite aspheric surface with a resin material, and the like are preferable, but are not particularly limited. The following conditional expression (8) is a conditional expression for satisfactorily correcting the positive spherical aberration due to the strong diverging action generated on the image side surface of the first lens having the negative power. If the upper limit is exceeded, the negative spherical aberration due to the second lens becomes excessive, and if the lower limit is exceeded, on the contrary, the positive spherical aberration due to the first lens becomes excessive, and in any case, the spherical aberration cannot be corrected well.
また、前記第２レンズ群が物体側より順に正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズで第５レンズと接合して配置される第６レンズ及び正レンズである第７レンズを配して構成され、前記第４レンズの有する正パワーに関して下記条件式（９）を満足しており、前記第５レンズ及び前記第６レンズの接合系の有するパワーに関して下記条件式（１０）を満足しており、前記第２レンズ群を構成する各レンズに配分される分散特性に関して下記条件式（１１）を満足しており、また前記第５レンズ及び前記第６レンズの接合系に使用される各レンズの硝材の有する屈折率の関係において下記条件式（１２）を満足していることが好ましい。（請求項４）
（９） ０．６ ≦ｆw ／ｆ4 ≦ １．２
（１０） −１．０ ≦ｆw ／ｆ5,6 ≦ −０．４
（１１） １２ ≦（ν4 ＋ν6 ＋ν7 ）／３−ν5
（１２） ０．２５ ≦ｎ5 −ｎ6
ただし、
ｆ4 ：第２レンズ群を構成する第４レンズの焦点距離
ｆ5,6 ：第２レンズ群を構成する第５レンズ及び第６レンズの合成焦点距離
ν4 ：第２レンズ群を構成する第４レンズのアッベ数
ν5 ：第２レンズ群を構成する第５レンズのアッベ数
ν6 ：第２レンズ群を構成する第６レンズのアッベ数
ν7 ：第２レンズ群を構成する第７レンズのアッベ数
ｎ5 ：第２レンズ群を構成する第５レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ6 ：第２レンズ群を構成する第６レンズのｄ線に対する屈折率
The second lens group is a fourth lens that is a positive lens in order from the object side, a fifth lens that is a negative lens, a sixth lens that is joined to the fifth lens by a positive lens, and a positive lens. 7 lenses are arranged, the following conditional expression (9) is satisfied with respect to the positive power possessed by the fourth lens, and the following conditional expressions regarding the power possessed by the cemented system of the fifth lens and the sixth lens ( 10), the following conditional expression (11) is satisfied with respect to the dispersion characteristic distributed to each lens constituting the second lens group, and the cemented system of the fifth lens and the sixth lens: It is preferable that the following conditional expression (12) is satisfied in relation to the refractive index of the glass material of each lens used in the above. (Claim 4)
(9) 0.6 ≦ f w / f 4 ≦ 1.2
(10) −1.0 ≦ f w / f 5,6 ≦ −0.4
(11) 12 ≦ (ν 4 + ν 6 + ν 7 ) / 3−ν 5
(12) 0.25 ≦ n 5 −n 6
However,
f 4 : focal length of the fourth lens constituting the second lens group f 5,6 : combined focal length ν 4 of the fifth lens and the sixth lens constituting the second lens group: second focal length of the second lens group Abbe number ν 5 of the four lenses: Abbe number ν 6 of the fifth lens constituting the second lens group: Abbe number ν 7 of the sixth lens constituting the second lens group: Seventh lens constituting the second lens group Abbe number n 5 : Refractive index with respect to d-line of the fifth lens constituting the second lens group n 6 : Refractive index with respect to d-line of the sixth lens constituting the second lens group
条件式（９）は、第２レンズ群の最も物体側に配置され、強い正パワーを有する第４レンズに関するものである。第１レンズ群からの発散する光線束を集束するための大きな正パワーの付与と、適切に諸収差を補正するための条件となる。上限を超えると、正パワーが過大となり同時に球面収差が補正不足、下限を超えると逆に集束するための正パワーが不足することになり、球面収差が補正過剰となるが、いずれの場合も球面収差以外にも、コマ収差などの軸外の収差や色収差にも大きな悪影響を及ぼすこととなる。条件式（１０）は、接合され全体として負のパワーを有する第５、第６レンズに関する制約条件である。上限を超えると、負パワーが減少し第２レンズ群内の色収差が悪化する。下限を超えると、逆に色収差の補正には有利となるが、第２レンズ群内の正及び負パワーが共に増大するため、球面収差及びコマ収差が著しく発生して補正困難となる。条件式（１１）は、第２レンズ群における正レンズと負レンズのアッベ数の配分に関するものである。レンズ全系の色収差を良好に補正しつつ各収差とのバランスを保持するための条件となる。下限を設けているのは、この値を超えてしまうと色収差の補正のため各レンズのパワーを大きくしなければならず、球面収差及びコマ収差の補正が不十分となるためである。条件式（１２）は、像面湾曲補正に関する条件となっており、負パワーの第１レンズ群で発生する負のペッツバール和をに対して、第２レンズ群では逆の正のペッツバール和をもたせてこれをキャンセルし、全体として最適化することが必要となる。そのため負パワーの第５レンズに高屈折率材料、正の第６レンズに低屈折率材料を使用するのが良い。このため下限を超えるとレンズ全系のペッツバール和が過小となり像面の平坦性が得られない。 Conditional expression (9) relates to a fourth lens that is disposed closest to the object side of the second lens group and has a strong positive power. This is a condition for imparting a large positive power for converging the divergent light beam from the first lens group and appropriately correcting various aberrations. If the upper limit is exceeded, the positive power will be excessive and at the same time the spherical aberration will be undercorrected.If the upper limit is exceeded, the positive power for converging will be insufficient, and the spherical aberration will be overcorrected. In addition to aberrations, off-axis aberrations such as coma and chromatic aberrations are also adversely affected. Conditional expression (10) is a constraint on the fifth and sixth lenses that are cemented and have negative power as a whole. If the upper limit is exceeded, the negative power decreases and the chromatic aberration in the second lens group deteriorates. If the lower limit is exceeded, it is advantageous for correcting chromatic aberration, but both the positive and negative powers in the second lens group are increased, so that spherical aberration and coma are remarkably generated, making correction difficult. Conditional expression (11) relates to the distribution of the Abbe numbers of the positive lens and the negative lens in the second lens group. This is a condition for maintaining the balance with each aberration while satisfactorily correcting the chromatic aberration of the entire lens system. The lower limit is set because, if this value is exceeded, the power of each lens must be increased to correct chromatic aberration, and correction of spherical aberration and coma aberration becomes insufficient. Conditional expression (12) is a condition relating to field curvature correction, and the negative Petzval sum generated in the first lens unit having negative power is given to the opposite positive Petzval sum in the second lens unit. This needs to be canceled and optimized as a whole. For this reason, it is preferable to use a high refractive index material for the negative fifth lens and a low refractive index material for the positive sixth lens. For this reason, if the lower limit is exceeded, the Petzval sum of the entire lens system becomes too small to obtain flatness of the image plane.
また、前記第２レンズ群を構成する各レンズの屈折面のうち、少なくとも１つの屈折面が非球面形状であり、前記第４レンズの物体側の面の形状に関して下記条件式（１３）を満足しており、また前記第７レンズの像側の面の形状に関して下記条件式（１４）を満足していることが好ましい。（請求項５）
（１３） １．０ ≦ｆw ／ｒ7 ≦ １．５
（１４） １．２５ ≦ｆw ／ｒ13 ≦ ２．３５
ただし、
ｒ7 ：第２レンズ群を構成する第４レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ13 ：第２レンズ群を構成する第７レンズの像側の面の曲率半径
Further, among the refracting surfaces of the lenses constituting the second lens group, at least one refracting surface has an aspherical shape, and the following conditional expression (13) is satisfied with respect to the shape of the object side surface of the fourth lens. In addition, it is preferable that the following conditional expression (14) is satisfied with respect to the shape of the image side surface of the seventh lens. (Claim 5)
(13) 1.0 ≦ f w / r 7 ≦ 1.5
(14) 1.25 ≦ f w / r 13 ≦ 2.35
However,
r 7 : radius of curvature of the object side surface of the fourth lens constituting the second lens group r 13 : radius of curvature of the image side surface of the seventh lens constituting the second lens group
条件式（１３）は、第４レンズ物体側面の形状に関する条件式である。第４レンズ物体側面は開口絞りの直後に配置されるため、球面収差の補正に関して重要な役割を受け持つ。第１レンズ群の負のパワーとも関連して、球面収差を良好に補正するための条件となる。条件式（１３）で上限を越えると、コマ収差や非点収差などの軸外の収差に関しては補正し易くなるが、球面収差が補正不足となる。逆に下限を越えると、球面収差は補正過剰となり、同時に軸外の収差も良好な補正が困難となる。同様に条件式（１４）も、主に球面収差及びコマ収差を補正するための制約条件である。したがって下限を超えると、球面収差はオーバーになると共に軸外光束についてのコマ収差の補正が出来なくなり、逆に上限を超えると、球面収差が大きくアンダーとなってしまう。 Conditional expression (13) is a conditional expression related to the shape of the fourth lens object side surface. Since the fourth lens object side surface is arranged immediately after the aperture stop, it plays an important role in correcting spherical aberration. In connection with the negative power of the first lens group, this is a condition for satisfactorily correcting spherical aberration. When the upper limit of conditional expression (13) is exceeded, off-axis aberrations such as coma and astigmatism are easily corrected, but spherical aberration is insufficiently corrected. On the contrary, if the lower limit is exceeded, the spherical aberration is overcorrected, and at the same time, it is difficult to satisfactorily correct off-axis aberrations. Similarly, the conditional expression (14) is a constraint condition for mainly correcting spherical aberration and coma aberration. Therefore, if the lower limit is exceeded, the spherical aberration will be over and correction of coma for the off-axis light beam will not be possible. Conversely, if the upper limit is exceeded, the spherical aberration will be greatly under.
さらに、前記第３レンズ群が負レンズである第８レンズのみで構成され、前記第８レンズの物体側の面の形状に関して下記条件式（１５）を満足していることが好ましい。（請求項６）
（１５） −１．２５ ≦ｆw ／ｒ14 ≦ −０．４
ただし、
ｒ14 ：第３レンズ群を構成する第８レンズの物体側の面の曲率半径
Furthermore, it is preferable that the third lens group includes only an eighth lens that is a negative lens, and satisfies the following conditional expression (15) with respect to the shape of the object-side surface of the eighth lens. (Claim 6)
(15) −1.25 ≦ f w / r 14 ≦ −0.4
However,
r 14 : radius of curvature of the object side surface of the eighth lens constituting the third lens unit
条件式（１５）で示されるように、基本的に第２レンズ群からの集光する光束を収差の発生を少なく像面に結像させるため、第８レンズの物体側面の形状は第２レンズ群に対して同心的形状が好ましい。したがって、条件式（１５）の値は基本的には負の値となる。上限を超えると、好ましい同心形状から逸脱し、バランスを崩すことによりコマ、歪曲などの収差が発生する。下限を超えると、第８レンズの物体側面によるペッツバール和が負で大きく成り過ぎ、また射出光線角度も過大となる。 As shown by the conditional expression (15), the object side surface of the eighth lens is basically shaped as the second lens in order to focus the light beam collected from the second lens group on the image plane with less aberration. A concentric shape for the group is preferred. Therefore, the value of conditional expression (15) is basically a negative value. When the upper limit is exceeded, deviation from the preferred concentric shape occurs, and aberrations such as coma and distortion occur due to loss of balance. If the lower limit is exceeded, the Petzval sum due to the object side surface of the eighth lens becomes negative and too large, and the exit ray angle becomes excessive.
このように本発明によるズームレンズをカメラの撮影レンズとして搭載することにより、常に携帯しても苦にならない薄型あるいは小型のいわゆるカードサイズのカメラでズームレンズの変倍比が大きく、広角撮影が可能とすることが出来る。（請求項７） As described above, the zoom lens according to the present invention is mounted as a photographing lens of a camera, so that the zoom lens has a large zooming ratio and can be photographed at a wide angle with a thin or small so-called card-sized camera that is not troublesome even when carried around. It can be. (Claim 7)
本発明によれば、従来ズーム比が３程度の標準系ズームレンズ光学系と同様な大きさやコストを維持しつつ、全体を３つのレンズ群で構成し各々のレンズ群に物体側より順に負、正、負のパワーを付与したことを特徴とするレンズタイプを採用することにより、ズーム比が３乃至４倍に拡大し、広角端の画角を広角域に広げた仕様の高性能ズームレンズを実現したカメラを提供する事が出来る。 According to the present invention, while maintaining the same size and cost as a standard zoom lens optical system with a conventional zoom ratio of about 3, the whole is composed of three lens groups, and each lens group is negative in order from the object side. By adopting a lens type that features positive and negative power, a high-performance zoom lens with a zoom ratio of 3 to 4 times and a wider angle of view at the wide-angle end is expanded. We can provide the realized camera.
以下、本発明に関する具体的な数値実施例について、実施例１から実施例８として説明する。以下の実施例１から実施例８では、物体側より順に、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２及び第３レンズ群ＬＧ３から構成され、前記第１レンズ群ＬＧ１は全体で負の屈折力を有し、負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）である第１レンズＬ１（第１レンズＬ１の物体側面を１面、像側面を２面とする）、正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）である第２レンズＬ２（第２レンズＬ２の物体側面を３面、像側面を４面とする）及び負レンズである第３レンズＬ３（第３レンズＬ３の物体側面を５面、像側面を６面とする）を配して構成され、前記第２レンズ群ＬＧ２は全体で正の屈折力を有し、正レンズである第４レンズＬ４（第４レンズＬ４の物体側面を７面、像側面を８面とする）、負レンズである第５レンズＬ５（第５レンズＬ５の物体側面を９面、像側接合面を１０面とする）、正レンズで第５レンズＬ５と接合して配置される第６レンズＬ６（第６レンズＬ６の像側面を１１面とする）及び正レンズである第７レンズＬ７（第７レンズＬ７の物体側面を１２面、像側面を１３面とする）を配して構成され、前記第３レンズ群ＬＧ３は全体で負の屈折力を有し、負レンズである第８レンズＬ８（第８レンズＬ８の物体側面を１４面、像側面を１５面とする）を配して構成される。また、前記第２レンズ群ＬＧ２の物体側には開口絞りＳＰを配置しており、前記第３レンズ群ＬＧ３を構成する前記第８レンズＬ８の像側面１５面と像面の間には空気間隔をおいて水晶光学フィルターＬＰＦ（水晶光学フィルターＬＰＦの物体側面を１６面、像側面を１７面とする）及びＣＣＤの撮像部分の保護用としてのカバーガラスＣＧ（カバーガラスＣＧの物体側面を１８面、像側面を１９面とする）が配されている。通常ＣＣＤなどのイメージセンサを扱う上で必要とされる赤外光のカットは前記水晶光学フィルターＬＰＦの屈折面の一面に赤外反射コーティングを施すことにより対処しているものとして図示しない。変倍に関しては前記第１レンズ群ＬＧ１及び前記第２レンズ群ＬＧ２の位置を光軸方向に移動することにより、または前記第１レンズ群ＬＧ１及び前記第２レンズ群ＬＧ２に加えて前記第３レンズ群ＬＧ３の位置を移動することにより成している。また各実施例において、有限距離の物体に対する焦点調節に関しては前記第１レンズ群ＬＧ１または前記第３レンズ群ＬＧ３の位置を光軸方向に移動することにより成すことが可能であるが、これらの方法に限定するものではない。
Hereinafter, specific numerical examples relating to the present invention will be described as Examples 1 to 8. In the following first to eighth embodiments, the first lens group LG1, the second lens group LG2, and the third lens group LG3 are sequentially formed from the object side, and the first lens group LG1 has a negative refractive power as a whole. A first lens L1 that is a lens having negative refractive power (hereinafter referred to as a negative lens) (the first lens L1 has one object side surface and two image side surfaces), and a lens having positive refractive power A second lens L2 (hereinafter referred to as a positive lens) (three object side surfaces of the second lens L2 and four image side surfaces) and a third lens L3 (a third lens L3 having 5 object side surfaces). The second lens group LG2 has a positive refracting power as a whole, and is a fourth lens L4 that is a positive lens (the object side surface of the fourth lens L4). 7 and the image side surface are 8 surfaces), and a fifth lens L5 (a negative lens) The fifth lens L5 has nine object side surfaces and ten image-side cemented surfaces, and the sixth lens L6 is a positive lens that is cemented with the fifth lens L5 (11 image side surfaces of the sixth lens L6). And a seventh lens L7 which is a positive lens (the object side surface of the seventh lens L7 is 12 surfaces and the image side surface is 13 surfaces), and the third lens group LG3 is negative as a whole. An eighth lens L8 that has a refractive power and is a negative lens (14th object side surface of the eighth lens L8 and 15 image side surfaces) is arranged. Further, an aperture stop SP is disposed on the object side of the second lens group LG2, and an air gap is provided between the
さらに、各実施例において使用している非球面については、周知のごとく、光軸方向にＺ軸、光軸と直交する方向にＹ軸をとるとき、非球面式：
Ｚ＝（Ｙ2 ／ｒ）／〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／ｒ）2 ｝〕
＋Ａ・Ｙ4 ＋Ｂ・Ｙ6 ＋Ｃ・Ｙ8 ＋Ｄ・Ｙ10＋‥‥
で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ‥‥を与えて形状を定義する。尚表中の円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Ｅとそれに続く数字」は「１０の累乗」を表している。例えば、「Ｅ−０４」は１０-4を意味し、この数値が直前の数値に掛かる。
Furthermore, as is well known, the aspherical surface used in each embodiment has an aspherical formula when taking the Z axis in the optical axis direction and the Y axis in the direction orthogonal to the optical axis:
Z = (Y 2 / r) / [1 + √ {1- (1 + K) (Y / r) 2 }]
+ A ・ Y 4 + B ・ Y 6 + C ・ Y 8 + D ・ Y 10 +
Is a curved surface obtained by rotating the curve given by 回 り around the optical axis, giving a paraxial radius of curvature: r, conic constant: K, and higher order aspherical coefficients: A, B, C, D, etc. Define In the notation of the conic constant and the higher-order aspheric coefficient in the table, “E and the number following it” represent “power of 10”. For example, “E-04” means 10 −4 , and this numerical value is multiplied by the immediately preceding numerical value.
［実施例１］
本発明のズームレンズの第１実施例について数値例を表１に示す。また図１は、そのレンズ構成図、図２はその諸収差図である。表及び図面中、ｆはレンズ全系の焦点距離（以下左側から広角端、中間域、望遠端における値を示す）、ＦnoはＦナンバー、２ωはレンズの全画角を表す。また、ｎは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、ｎd はｄ線の屈折率、νd はｄ線のアッベ数を示す。諸収差図中の球面収差図におけるｄ、ｇ、Ｃはそれぞれの波長における収差曲線である。またＳ．Ｃ．は正弦条件を示している。非点収差図におけるＳはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。
[Example 1]
Table 1 shows numerical examples of the first embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 1 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 2 is a diagram showing various aberrations thereof. In the tables and drawings, f represents the focal length of the entire lens system (hereinafter, the values are shown at the wide-angle end, intermediate range, and telephoto end from the left side), F no represents the F number, and 2ω represents the total angle of view of the lens. Further, n is a radius of curvature, d is a lens thickness or a lens interval, n d is a refractive index of the d line, and ν d is an Abbe number of the d line. In the spherical aberration diagrams in the various aberration diagrams, d, g, and C are aberration curves at the respective wavelengths. S. C. Indicates a sine condition. In the astigmatism diagram, S indicates sagittal and M indicates meridional.
［実施例２］
本発明のズームレンズの第２実施例について数値例を表２に示す。また図３は、そのレンズ構成図、図４はその諸収差図である。
[Example 2]
Table 2 shows numerical examples of the second embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 4 is a diagram showing various aberrations thereof.
［実施例３］
本発明のズームレンズの第３実施例について数値例を表３に示す。また図５は、そのレンズ構成図、図６はその諸収差図である。
[Example 3]
Table 3 shows numerical examples of the third embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 6 is a diagram showing various aberrations.
［実施例４］
本発明のズームレンズの第４実施例について数値例を表４に示す。また図７は、そのレンズ構成図、図８はその諸収差図である。
[Example 4]
Table 4 shows numerical examples of the fourth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 8 is a diagram showing various aberrations.
［実施例５］
本発明のズームレンズの第５実施例について数値例を表５に示す。また図９は、そのレンズ構成図、図１０はその諸収差図である。
[Example 5]
Table 5 shows numerical examples of the fifth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 9 is a lens configuration diagram, and FIG. 10 is a diagram showing various aberrations.
［実施例６］
本発明のズームレンズの第６実施例について数値例を表６に示す。また図１１は、そのレンズ構成図、図１２はその諸収差図である。
[Example 6]
Table 6 shows numerical examples of the sixth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 11 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 12 is a diagram showing various aberrations.
［実施例７］
本発明のズームレンズの第７実施例について数値例を表７に示す。また図１３は、そのレンズ構成図、図１４はその諸収差図である。
[Example 7]
Table 7 shows numerical examples of the seventh embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 13 is a lens configuration diagram thereof, and FIG. 14 is a diagram showing various aberrations thereof.
［実施例８］
本発明のズームレンズの第８実施例について数値例を表８に示す。また図１５は、そのレンズ構成図、図１６はその諸収差図である。
[Example 8]
Table 8 shows numerical examples of the eighth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 15 is a lens configuration diagram, and FIG. 16 is a diagram showing various aberrations.
次に実施例１から実施例８に関して条件式（１）から条件式（１５）に対応する値を、まとめて表９に示す。 Next, Table 9 shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (15) regarding the first to eighth embodiments.
表９から明らかなように、実施例１から実施例８の各実施例に関する数値は条件式（１）から（１５）を満足しているとともに、各実施例における収差図からも明らかなように、各収差とも良好に補正されている。 As is clear from Table 9, the numerical values related to the respective examples from Example 1 to Example 8 satisfy the conditional expressions (1) to (15) and are also apparent from the aberration diagrams in the respective examples. Each aberration is corrected well.
Claims (7)
（１） −０．７５ ≦ ｆw ／ｆI ≦ −０．５
（２） ５．５ ≦ ＴＬw ／ｆw ≦ ７．２
（３） −０．２５ ≦ ｆw ／ｆIII ≦ −０．０５
ただし、
ｆw ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
ｆI ：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆIII ：第３レンズ群の合成焦点距離
ＴＬw ：広角端における第１レンズ群を構成する第１レンズの物体側面から像面までの距離（ただし、平行平面ガラス部分は空気換算距離） In order from the object side, the second lens group includes a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, and a third lens group having a negative refractive power as a whole . in order from the lens group is an object side, a lens having a positive refractive power (hereinafter, positive lens), the lens having a negative refractive power (hereinafter, negative lens), a positive lens and a positive lens zoom lens that consists by disposing The third lens group is obtained by moving the positions of the first lens group and the second lens group in the optical axis direction with respect to zooming, or in addition to the first lens group and the second lens group. The following conditional expression (1) is satisfied with respect to the power of the first lens group, and the following conditional expression (2) is satisfied with respect to the size of the entire lens system. And the third lens group Zoom lens, characterized in that it satisfies the following conditional expression (3) with respect to a power of.
(1) −0.75 ≦ f w / f I ≦ −0.5
(2) 5.5 ≦ TL w / f w ≦ 7.2
(3) −0.25 ≦ f w / f III ≦ −0.05
However,
f w : Composite focal length of the entire lens system at the wide angle end f I : Composite focal length of the first lens group f III : Composite focal length of the third lens group TL w : First lens constituting the first lens group at the wide angle end Distance from the object side of the lens to the image plane (however, the air equivalent distance for the parallel plane glass part)
（４） ０．３ ≦ ｆw ／ｆ２ ≦ ０．５
（５） ２０ ≦（ν１ ＋ν３ ）／２−ν２
（６） １．７ ≦ ｎ２
ただし、
ｆ２ ：第１レンズ群を構成する第２レンズの焦点距離
ν１ ：第１レンズ群を構成する第１レンズのアッベ数
ν２ ：第１レンズ群を構成する第２レンズのアッベ数
ν３ ：第１レンズ群を構成する第３レンズのアッベ数
ｎ２ ：第１レンズ群を構成する第２レンズのｄ線に対する屈折率 Wherein in order from the first lens group is an object side, is constituted by disposing the third lens is a negative record first lens is a lens, a second lens and a negative lens are positive lenses, the power possessed by the second lens The following conditional expression (4) is satisfied, the following conditional expression (5) is satisfied with respect to the dispersion characteristic distributed to each lens of the first lens group, and the refractive index of the second lens is The zoom lens according to claim 1, wherein the conditional expression (6) is satisfied.
(4) 0.3 ≦ f w / f 2 ≦ 0.5
(5) 20 ≦ (ν 1 + ν 3 ) / 2−ν 2
(6) 1.7 ≦ n 2
However,
f 2 : Focal length ν 1 of the second lens constituting the first lens group: Abbe number ν 2 of the first lens constituting the first lens group ν 2 : Abbe number ν 3 of the second lens constituting the first lens group : Abbe number n 2 of the third lens constituting the first lens group: Refractive index with respect to d-line of the second lens constituting the first lens group
（７） ０．９５ ≦ ｆw ／ｒ２ ≦ １．２５
（８） ０．４４ ≦ ｒ２ ／ｒ３ ≦ ０．６６
ただし、
ｒ２ ：第１レンズ群を構成する第１レンズの像側の面の曲率半径
ｒ３ ：第１レンズ群を構成する第２レンズの物体側の面の曲率半径 The first lens constituting the first lens group is an aspherical lens, satisfies the following conditional expression (7) with respect to the shape of the surface on the image plane side, and the second lens constituting the first lens group 3. The zoom lens according to claim 2, wherein the following conditional expression (8) is satisfied with respect to a relative characteristic of the shape of the object side surface:
(7) 0.95 ≦ fw / r 2 ≦ 1.25
(8) 0.44 ≦ r 2 / r 3 ≦ 0.66
However,
r 2 : radius of curvature of the image side surface of the first lens constituting the first lens group r 3 : radius of curvature of the object side surface of the second lens constituting the first lens group
（９） ０．６ ≦ ｆw ／ｆ４ ≦ １．２
（１０） −１．０ ≦ ｆw ／ ｆ５,６ ≦ −０．４
（１１） １２ ≦（ν４ ＋ν６ ＋ν７ ）／３−ν５
（１２） ０．２５ ≦ ｎ５ −ｎ６
ただし、
ｆ４ ：第２レンズ群を構成する第４レンズの焦点距離
ｆ５,６ ：第２レンズ群を構成する第５レンズ及び第６レンズの合成焦点距離
ν４ ：第２レンズ群を構成する第４レンズのアッベ数
ν５ ：第２レンズ群を構成する第５レンズのアッベ数
ν６ ：第２レンズ群を構成する第６レンズのアッベ数
ν７ ：第２レンズ群を構成する第７レンズのアッベ数
ｎ５ ：第２レンズ群を構成する第５レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ６ ：第２レンズ群を構成する第６レンズのｄ線に対する屈折率 The second lens group is a fourth lens that is a positive lens in order from the object side, a fifth lens that is a negative lens, a sixth lens that is joined to the fifth lens by a positive lens, and a seventh lens that is a positive lens. The following conditional expression (9) is satisfied for the positive power of the fourth lens, and the following conditional expression (10) for the power of the cemented system of the fifth lens and the sixth lens: And the following conditional expression (11) is satisfied with respect to the dispersion characteristic distributed to each lens constituting the second lens group, and is used for the cementing system of the fifth lens and the sixth lens. 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (12) is satisfied in relation to a refractive index of a glass material of each lens:
(9) 0.6 ≦ f w / f 4 ≦ 1.2
(10) −1.0 ≦ f w / f 5,6 ≦ −0.4
(11) 12 ≦ (ν 4 + ν 6 + ν 7 ) / 3−ν 5
(12) 0.25 ≦ n 5 −n 6
However,
f 4 : the focal length of the fourth lens constituting the second lens group f 5,6 : the combined focal length ν 4 of the fifth lens and the sixth lens constituting the second lens group: the second constituting the second lens group Abbe number ν 5 of the four lenses: Abbe number ν 6 of the fifth lens constituting the second lens group: Abbe number ν 7 of the sixth lens constituting the second lens group: Seventh lens constituting the second lens group Abbe number n 5 : Refractive index with respect to d-line of the fifth lens constituting the second lens group n 6 : Refractive index with respect to d-line of the sixth lens constituting the second lens group
（１３） １．０ ≦ ｆw ／ｒ７ ≦ １．５
（１４） １．２５ ≦ ｆw ／ｒ１３ ≦ ２．３５
ただし、
ｒ７ ：第２レンズ群を構成する第４レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ１３ ：第２レンズ群を構成する第７レンズの像側の面の曲率半径 Of the refracting surfaces of the lenses constituting the second lens group, at least one refracting surface is aspherical and satisfies the following conditional expression (13) with respect to the shape of the object side surface of the fourth lens: 5. The zoom lens according to claim 4 , wherein the following conditional expression (14) is satisfied with respect to the shape of the image side surface of the seventh lens.
(13) 1.0 ≦ f w / r 7 ≦ 1.5
(14) 1.25 ≦ fw / r 13 ≦ 2.35
However,
r 7 : radius of curvature of the object side surface of the fourth lens constituting the second lens group r 13 : radius of curvature of the image side surface of the seventh lens constituting the second lens group
（１５） −１．２５ ≦ ｆw ／ｒ１４ ≦ −０．４
ただし、
ｒ１４ ：第３レンズ群を構成する第８レンズの物体側の面の曲率半径 The third lens group includes only an eighth lens that is a negative lens, and satisfies the following conditional expression (15) with respect to the shape of the object-side surface of the eighth lens. Zoom lens.
(15) -1.25 ≦ f w / r 14 ≦ -0.4
However,
r 14 : radius of curvature of the object-side surface of the eighth lens constituting the third lens group
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