JP5185799B2 - Zoom lens and image pickup apparatus including the same - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置に関する。   The present invention relates to a zoom lens and an imaging apparatus including the zoom lens.

高変倍比化に有利なズームレンズとして、正屈折力をもつ第1レンズ群と、負屈折力をもつ第2レンズ群と、正屈折力をもつ第3レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍の際に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔を拡大させ、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔を縮小させるズームレンズが知られている。   As a zoom lens advantageous for increasing the zoom ratio, the zoom lens has 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. There is known a zoom lens that enlarges the distance between the first lens group and the second lens group and reduces the distance between the second lens group and the third lens group when zooming to the telephoto end.

特に、本出願人により提案された、負屈折力の第2レンズ群を物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズで構成し、望遠端付近での収差補正に有利としながらも、小型で5倍程度の変倍比を達成したズームレンズが、特許文献1、2により知られている。これらの特許文献に開示されたズームレンズは5倍程度の変倍比をもつものである。   In particular, the second lens group proposed by the present applicant is composed of a negative lens, a positive lens, and a negative lens in order from the object side, which is advantageous for aberration correction near the telephoto end, but is small in size. A zoom lens that achieves a zoom ratio of about 5 times is known from Patent Documents 1 and 2. The zoom lenses disclosed in these patent documents have a zoom ratio of about 5 times.

特開2008−107559号公報JP 2008-107559 A 特開2008−76493号公報JP 2008-76493 A

本発明は、小型化や光学性能の確保を行いつつ、いっそう高変倍比化に有利なズームレンズ及びそれを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a zoom lens and an image pickup apparatus including the zoom lens that are more advantageous for achieving a higher zoom ratio while ensuring miniaturization and optical performance.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側に順に、正屈折力をもつ第1レンズ群と、負屈折力をもつ第2レンズ群と、正屈折力をもつ第3レンズ群と、を有し、広角端から望遠端への変倍の際に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔は拡大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は縮小し、第2レンズ群は、物体側から像側に順に、像側面が凹面であり負屈折力の負レンズ成分と、物体側面が凹面で像側面が凸面である正メニスカスレンズと、物体側面が凹面である負レンズと、からなり、第2レンズ群中の正メニスカスレンズの物体側面と、負レンズの像側面が以下の条件式(1)を満足し、第2レンズ群中の正メニスカスレンズと負レンズとの合成系が以下の条件式(5)を満足することを特徴としている。
−3.0<(r2GPO−r2GNI)/(r2GPO+r2GNI)<0.33 ・・・(1)
−0.1<f 2G /f 2GR <0.1 ・・・(5)
ただし、
2GPOは、第2レンズ群中の正メニスカスレンズの物体側面の近軸曲率半径、
2GNIは、第2レンズ群中の負レンズの像側面の近軸曲率半径、
2G は、第2レンズ群の焦点距離、
2GR は、第2レンズ群中の正メニスカスレンズと負レンズとの合成系の焦点距離、
である。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the zoom lens of the present invention includes a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power in order from the object side to the image side. A third lens group having positive refracting power, and during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group is increased, and the second lens group The distance from the third lens group is reduced, and in order from the object side to the image side, the second lens group has a negative lens component having a negative refractive power and a negative lens component having negative refractive power, a concave surface on the object side, and a convex surface on the image side. A positive meniscus lens and a negative lens whose object side surface is concave, and the object side surface of the positive meniscus lens and the image side surface of the negative lens in the second lens group satisfy the following conditional expression (1) : combined system of the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group satisfies the following conditional expression (5) It is characterized by a door.
−3.0 <(r 2GPO −r 2GNI ) / (r 2GPO + r 2GNI ) <0.33 (1)
−0.1 <f 2G / f 2GR <0.1 (5)
However,
r 2GPO is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the positive meniscus lens in the second lens group,
r 2GNI is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens in the second lens group,
f 2G is the focal length of the second lens group,
f 2GR is the focal length of the composite system of the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group,
It is.

本発明は、上述のようなレンズ群の配置とし、上述のように各レンズ群の間の間隔を変化させて高変倍比を得やすい構成としている。そして、望遠端付近で目立ちやすくなる軸上収差の補正のために、第2レンズ群が、物体側から負レンズ成分、正レンズ、負レンズの並びとなるようにしている。   In the present invention, the lens groups are arranged as described above, and the interval between the lens groups is changed as described above to easily obtain a high zoom ratio. Then, in order to correct the axial aberration that becomes conspicuous in the vicinity of the telephoto end, the second lens group is arranged in an array of a negative lens component, a positive lens, and a negative lens from the object side.

なお、レンズ成分は、光軸上にて空気に接する屈折面が物体側面と像側面の2面のみのレンズ体を意味する。   The lens component means a lens body having only two refractive surfaces in contact with air on the optical axis, that is, the object side surface and the image side surface.

本発明では、第2レンズ群中の正レンズを物体側面が凹面で像側面が凸面である正メニスカスレンズとし、その像側に、物体側面が凹面である負レンズを配置している。このように構成することで、物体側の負レンズ成分と正メニスカスレンズに挟まれる空気レンズを両凸形状とし、負の屈折力を分担することで軸上収差の補正に有利となる。   In the present invention, the positive lens in the second lens group is a positive meniscus lens having a concave object side surface and a convex image side surface, and a negative lens having a concave object side surface is disposed on the image side. With this configuration, the negative lens component on the object side and the air lens sandwiched between the positive meniscus lens are biconvex, and the negative refracting power is shared, which is advantageous for correcting axial aberrations.

条件式(1)は、第2レンズ群における球面収差の低減とともに、第2レンズ群自体の薄型化を両立させ、小型化と高変倍比化に有利とするための正メニスカスレンズと負レンズの形状を特定するものである。   Conditional expression (1) is a positive meniscus lens and a negative lens for reducing the spherical aberration in the second lens group and reducing the thickness of the second lens group itself, which is advantageous for downsizing and a high zoom ratio. The shape is specified.

条件式(1)の下限を下回らないようにすることで、第2レンズ群の像側面が強い凹面となることを避け、軸外収差の低減に有利となる。条件式(1)の上限を上回らないようにして、正メニスカスレンズの物体側面の負屈折力を確保し、第2レンズ群の像側面が強い正屈折力となることを避ける。これにより、収差補正と第2レンズ群の薄型化に有利となる。   By making sure that the lower limit of conditional expression (1) is not exceeded, the image side surface of the second lens group is prevented from being a strong concave surface, which is advantageous in reducing off-axis aberrations. The negative refracting power of the object side surface of the positive meniscus lens is ensured so as not to exceed the upper limit of conditional expression (1), and the image side surface of the second lens group is prevented from having a strong positive refracting power. This is advantageous for aberration correction and thinning of the second lens group.

なお、ズームレンズがフォーカシング機構を有する場合は最も遠距離に合焦した状態での構成とする。以下の各構成も同様に、ズームレンズがフォーカシング機構を有する場合は最も遠距離に合焦した状態での構成とする。   In the case where the zoom lens has a focusing mechanism, the zoom lens has a configuration in which the lens is focused on the farthest distance. Similarly, in the following configurations, when the zoom lens has a focusing mechanism, it is configured in a state in which it is focused on the farthest distance.

上述の発明にて、以下に示す構成の1つもしくは複数の事項を満足することがより好ましい。   In the above-described invention, it is more preferable to satisfy one or more items of the configuration described below.

本発明のズームレンズでは、第2レンズ群中の正メニスカスレンズと負レンズとが接合されていることが好ましい。   In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group are cemented.

第2レンズ群の正メニスカスレンズとその像側の負レンズを接合し接合レンズ成分とすることで、相互のレンズの偏心による収差変動を低減しやすくなる。また、接合面の曲率を確保しやすくなり、収差補正にも有利となる。   By cementing the positive meniscus lens of the second lens group and the negative lens on the image side to form a cemented lens component, it becomes easy to reduce aberration fluctuations due to mutual lens decentration. In addition, it becomes easy to secure the curvature of the joint surface, which is advantageous for aberration correction.

本発明のズームレンズでは、第2レンズ群中の正メニスカスレンズと負レンズが、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
0.005<n2GP−n2GN<0.7 ・・・(2)
ただし、
2GPは、第2レンズ群中の正メニスカスレンズのd線の屈折率、
2GNは、第2レンズ群中の負レンズのd線の屈折率、
である。
In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group satisfy the following conditional expression (2).
0.005 <n 2GP -n 2GN <0.7 ··· (2)
However,
n 2GP is the refractive index of the d-line of the positive meniscus lens in the second lens group,
n 2GN is the refractive index of the d-line of the negative lens in the second lens group,
It is.

条件式(2)は、接合レンズ成分中の接合面における正屈折力を確保するための条件である。   Conditional expression (2) is a condition for ensuring the positive refractive power at the cemented surface in the cemented lens component.

条件式(2)の下限を下回らないようにして正メニスカスレンズと負レンズとの屈折率差を確保する。これにより、接合面に適度な正屈折力を持たせやすくなり、球面収差や広角端付近での軸外諸収差の補正に有利となる。   The difference in refractive index between the positive meniscus lens and the negative lens is ensured so as not to fall below the lower limit of conditional expression (2). This makes it easy to give the cemented surface an appropriate positive refractive power, which is advantageous for correcting spherical aberration and various off-axis aberrations near the wide-angle end.

条件式(2)の上限を上回らないようにして正メニスカスレンズと負メニスカスレンズとの屈折率差を適度に抑える。これにより、倍率色収差の補正に有利となる。   The refractive index difference between the positive meniscus lens and the negative meniscus lens is moderately suppressed so as not to exceed the upper limit of the conditional expression (2). This is advantageous for correcting lateral chromatic aberration.

本発明のズームレンズでは、第2レンズ群中の負レンズが、像側面が凸面である負メニスカスレンズであることが好ましい。   In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the negative lens in the second lens group is a negative meniscus lens having a convex image side surface.

広角端付近での軸外諸収差をキャンセルする機能の確保に有利となる。   This is advantageous for ensuring the function of canceling off-axis aberrations near the wide-angle end.

本発明のズームレンズでは、第2レンズ群が以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
−0.10<r2GFI/(r2GPO+r2GNI)<0 ・・・(3)
ただし、r2GFIは、第2レンズ群中の負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径である。
In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the second lens group satisfies the following conditional expression (3).
−0.10 <r 2GFI / (r 2GPO + r 2GNI ) <0 (3)
Where r 2GFI is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens component in the second lens group.

条件式(3)は、第2レンズ群の薄型化と第2レンズ群中の像側の2つのレンズによる収差補正機能の両立をいっそう良好にするための、好ましい形状を特定するものである。   Conditional expression (3) specifies a preferable shape in order to further improve the compatibility between the thinning of the second lens group and the aberration correction function of the two lenses on the image side in the second lens group.

条件式(3)の下限を下回らないようにして、正メニスカスレンズの物体側面と負レンズの像側面の近軸曲率半径の絶対値が小さくなり過ぎないようにすることで、第2レンズ群の薄型化に有利となる。   The absolute value of the paraxial radius of curvature of the object side surface of the positive meniscus lens and the image side surface of the negative lens is not reduced too much so as not to fall below the lower limit of conditional expression (3). It is advantageous for thinning.

条件式(3)の上限を上回らないようにすることで、正メニスカスレンズの物体側面と負レンズの像側面のレンズ作用を確保でき収差補正機能の確保に有利となる。   By making sure that the upper limit of conditional expression (3) is not exceeded, the lens action of the object side surface of the positive meniscus lens and the image side surface of the negative lens can be secured, which is advantageous for securing the aberration correction function.

本発明のズームレンズでは、第2レンズ群が以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
−0.4<r2GPO/r2GNI<4.0 ・・・(4)
In the zoom lens according to the present invention, it is preferable that the second lens group satisfies the following conditional expression (4).
−0.4 <r 2GPO / r 2GNI <4.0 (4)

条件式(4)は、正メニスカスレンズの物体側面と負レンズの像側面の近軸曲率半径の好ましい比を特定するものである。   Conditional expression (4) specifies a preferable ratio of the paraxial curvature radius of the object side surface of the positive meniscus lens and the image side surface of the negative lens.

条件式(4)の下限を下回らないようにして負レンズの像側面が大きい負屈折力にならないようする。これにより、広角端付近での軸外諸収差をキャンセルする機能を確保しやすくなる。もしくは、正メニスカスレンズの物体側面の曲率を適度に抑えることで、この物体側面とその物体側の負レンズ成分の像側面との干渉による第2レンズ群の大型化を防ぎやすくなる。   The image side surface of the negative lens is prevented from having a large negative refractive power so as not to fall below the lower limit of conditional expression (4). As a result, it becomes easy to ensure the function of canceling off-axis aberrations near the wide-angle end. Alternatively, by appropriately suppressing the curvature of the object side surface of the positive meniscus lens, it is easy to prevent the second lens group from becoming large due to interference between the object side surface and the image side surface of the negative lens component on the object side.

条件式(4)の上限を上回らないようにして負レンズの像側面が曲率の大きい凸面とならないようにする。これにより、第2レンズ群の薄型化に有利となる。もしくは、正メニスカスレンズの物体側面の凹面の曲率を適度に確保することで負屈折力の分担により球面収差を低減しやすくなり高変倍比化に有利となる。   The upper limit of conditional expression (4) is not exceeded so that the image side surface of the negative lens does not become a convex surface having a large curvature. This is advantageous for reducing the thickness of the second lens group. Alternatively, by appropriately securing the curvature of the concave surface on the object side surface of the positive meniscus lens, it is easy to reduce spherical aberration due to the sharing of negative refractive power, which is advantageous for increasing the zoom ratio.

条件式(5)は、第2レンズ群中の正メニスカスレンズと負レンズからなる合成形の好ましい焦点距離を特定するものである。   Conditional expression (5) specifies a preferable focal length of a composite type composed of a positive meniscus lens and a negative lens in the second lens group.

条件式(5)の下限を下回らず、上限を上回らないようにして、合成系の屈折力の絶対値を小さくする。これにより、望遠側での球面収差の補正不足または補正過剰に有利となり、高変倍比化に有利となる。   The absolute value of the refractive power of the synthesis system is reduced so as not to fall below the lower limit of conditional expression (5) and to exceed the upper limit. This is advantageous for insufficient or excessive correction of spherical aberration on the telephoto side, and is advantageous for increasing the zoom ratio.

本発明のズームレンズでは、第2レンズ群中の負レンズ成分が、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
0.85<(r2GFO+r2GFI)/(r2GFO−r2GFI)<1.1
・・・(6)
ただし、
2GFOは、第2レンズ群の負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
2GFIは、第2レンズ群の負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the negative lens component in the second lens group satisfies the following conditional expression (6).
0.85 <( r2GFO + r2GFI ) / ( r2GFO- r2GFI ) <1.1
... (6)
However,
r 2GFO is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the negative lens component of the second lens group,
r 2GFI is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens component of the second lens group,
It is.

条件式(6)は第2レンズ群中の前側レンズ成分である負レンズ成分の好ましい形状を特定するものである。   Conditional expression (6) specifies a preferable shape of the negative lens component which is the front lens component in the second lens group.

条件式(6)の下限を下回らないようにすることで、広角端付近での軸外収差の影響を抑えやすくなる。条件式(6)の上限を上回らないようにすることで、第2レンズ群の厚みを低減しやすくなる。   By making sure that the lower limit of conditional expression (6) is not exceeded, the influence of off-axis aberrations near the wide-angle end can be easily suppressed. By not exceeding the upper limit of conditional expression (6), the thickness of the second lens group can be easily reduced.

本発明のズームレンズでは、第2レンズ群中の負レンズの像側面が、光軸から離れるに従い正の屈折力が大きくなる凸形状の非球面であることが好ましい。   In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the image side surface of the negative lens in the second lens group is a convex aspherical surface whose positive refractive power increases as the distance from the optical axis increases.

第2レンズ群の光軸上の厚みを抑えながら広角端付近での軸外諸収差の補正にいっそう有利となる。
また、この非球面が光軸からの距離によらず常に凸状であるので製造面でも有利となる。
This is more advantageous for correcting off-axis aberrations near the wide-angle end while suppressing the thickness of the second lens group on the optical axis.
Further, since this aspherical surface is always convex regardless of the distance from the optical axis, it is advantageous in terms of manufacturing.

本発明のズームレンズでは、第2レンズ群中の正メニスカスレンズと負レンズが接合され、それら2つのレンズにより構成される接合レンズ成分の光軸上での厚さが、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
0.2<D2GR/D2G<0.5 ・・・(7)
ただし、
2GRは、第2レンズ群中の接合レンズ成分の光軸上での厚み、
2Gは、第2レンズ群の光軸上での厚み、
である。
In the zoom lens of the present invention, the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group are cemented, and the thickness on the optical axis of the cemented lens component constituted by these two lenses is expressed by the following conditional expression (7 ) Is preferably satisfied.
0.2 <D 2GR / D 2G <0.5 (7)
However,
D 2GR is the thickness of the cemented lens component in the second lens group on the optical axis,
D 2G is the thickness of the second lens group on the optical axis,
It is.

これにより、第2レンズ群の厚みまたは外径を抑えながら、負の屈折力を確保するのに有利な形状となる。   Thereby, it becomes an advantageous shape for securing negative refractive power while suppressing the thickness or outer diameter of the second lens group.

条件式(7)の下限を下回らないようにすることで、接合レンズ成分中の接合面の曲率絶対値を確保でき、収差補正に有利となる。もしくは、第2レンズ群の外径の小型化に有利となる。   By making sure that the lower limit of conditional expression (7) is not exceeded, the absolute value of the curvature of the cemented surface in the cemented lens component can be secured, which is advantageous for aberration correction. Alternatively, it is advantageous for reducing the outer diameter of the second lens group.

条件式(7)の上限を上回らないようにすることで、第2レンズ群の厚みの小型化につながる。   By not exceeding the upper limit of conditional expression (7), the thickness of the second lens group can be reduced.

本発明のズームレンズでは、ズームレンズは、物体側から像側に順に、正屈折力をもつ第1レンズ群と、負屈折力をもつ第2レンズ群と、正屈折力をもつ第3レンズ群と、正屈折力をもつ第4レンズ群と、からなり、広角端から望遠端への変倍の際に、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔は変化することが好ましい。   In the zoom lens of the present invention, the zoom lens includes, in order from the object side to the image side, 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. And a fourth lens group having positive refracting power, and it is preferable that the distance between the third lens group and the fourth lens group changes during zooming from the wide-angle end to the telephoto end.

正屈折力の第4レンズ群により、射出瞳を像面から離す機能の確保に有利となる。   The fourth lens group having positive refractive power is advantageous for ensuring the function of separating the exit pupil from the image plane.

本発明の撮像装置は、上述のいずれかのズームレンズと、ズームレンズの像側に配置され、撮像面を有し且つズームレンズにより撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、撮像面上に形成されズームレンズのディストーションを含む信号をディストーションを補正した信号に変換する処理回路を有することを特徴としている。   An image pickup apparatus according to the present invention includes any one of the above-described zoom lenses and an image pickup element that is disposed on the image side of the zoom lens and converts an image formed on the image pickup surface by the zoom lens into an electric signal. And a processing circuit that converts a signal formed on the imaging surface and including distortion of the zoom lens into a signal corrected for distortion.

ディストーションと非点収差はトレードオフの関係になりやすいが、上述の処理回路を有することによりズームレンズ自体のディストーションを許容できる。そのため、ズームレンズによる非点収差の軽減や小型化に有利となる。   Although distortion and astigmatism tend to be in a trade-off relationship, the distortion of the zoom lens itself can be allowed by having the processing circuit described above. This is advantageous for reducing astigmatism and reducing the size of the zoom lens.

上述の各構成や条件式は複数を同時に満足することがより好ましい。
また、各条件式について以下のようにすることで機能をいっそう確実に出来る。
It is more preferable that the above-described configurations and conditional expressions satisfy a plurality at the same time.
Moreover, the function can be made more reliable by performing the following for each conditional expression.

条件式(1)については、下限値を−2.0、さらには−1.0とすることがより好ましい。上限値を0、さらには−0.3とすることがより好ましい。   For conditional expression (1), it is more preferable to set the lower limit value to −2.0, more preferably −1.0. The upper limit value is more preferably 0, and further preferably −0.3.

条件式(2)については、下限値を0.01、さらには0.1とすることがより好ましい。上限値を0.5、さらには0.3とすることがより好ましい。   For conditional expression (2), the lower limit value is more preferably 0.01, and even more preferably 0.1. More preferably, the upper limit value is 0.5, more preferably 0.3.

条件式(3)については、下限値を−0.07、さらには−0.04とすることがより好ましい。上限値を0.0001、さらには0.005とすることがより好ましい。   For conditional expression (3), it is more preferable to let the lower limit value to be −0.07, more preferably −0.04. More preferably, the upper limit value is 0.0001, more preferably 0.005.

条件式(4)については、下限値を0、さらには0.05とすることがより好ましい。上限値を2.0、さらには1.0とすることがより好ましい。   For conditional expression (4), it is more preferable to set the lower limit to 0, more preferably 0.05. More preferably, the upper limit value is 2.0, more preferably 1.0.

条件式(5)については、下限値を−0.07、さらには−0.04とすることがより好ましい。上限値を0.07、さらには0.04とすることがより好ましい。   For conditional expression (5), it is more preferable to let the lower limit value to be −0.07, more preferably −0.04. More preferably, the upper limit value is 0.07, more preferably 0.04.

条件式(6)については、下限値を0.85、さらには0.92とすることがより好ましい。上限値を1.0、さらには0.98とすることがより好ましい。   For conditional expression (6), it is more preferable to set the lower limit value to 0.85, more preferably 0.92. More preferably, the upper limit value is 1.0, more preferably 0.98.

条件式(7)については、下限値を0.3、さらには0.35とすることがより好ましい。上限値を0.45、さらには0.41とすることがより好ましい。   For conditional expression (7), it is more preferable to set the lower limit value to 0.3, more preferably 0.35. More preferably, the upper limit value is 0.45, more preferably 0.41.

本発明によれば、小型でありながら変倍比の確保に有利なズームレンズ、さらには、それを備えた撮像装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a zoom lens that is small in size and advantageous for securing a zoom ratio, and further, an imaging apparatus including the zoom lens.

以下に、本発明にかかるズームレンズ及び撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a zoom lens and an imaging apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

以下、本発明のズームレンズの実施例1〜2について説明する。実施例1〜2の無限遠物点合焦時の広角端(a)、第1の中間焦点距離状態(b)、第2の中間焦点距離状態(c)、第3の中間焦点距離状態(d)、望遠端(e)のレンズ断面図をそれぞれ図1〜図2に示す。図1〜図2中、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、第3レンズ群はG3、第4レンズ群はG4、明るさ(開口)絞りはS、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はF、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はC、像面はIで示してある。なお、カバーガラスCの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスCにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。   Examples 1 to 2 of the zoom lens according to the present invention will be described below. The wide-angle end (a), the first intermediate focal length state (b), the second intermediate focal length state (c), the third intermediate focal length state ( d) Lens cross-sectional views at the telephoto end (e) are shown in FIGS. 1 to 2, the first lens group is G1, the second lens group is G2, the third lens group is G3, the fourth lens group is G4, the brightness (aperture) stop is S, and infrared light is limited. The parallel flat plate constituting the low-pass filter to which the wavelength band limiting coat is applied is indicated by F, the parallel flat plate of the cover glass of the electronic image sensor is indicated by C, and the image plane is indicated by I. In addition, you may give the multilayer film for a wavelength range restriction | limiting to the surface of the cover glass C. FIG. Further, the cover glass C may have a low-pass filter action.

また、各実施例において、明るさ絞りSは第3レンズ群G3と一体で移動する。数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はmm、角度の単位は°(度)である。フォーカシングはいずれの実施例も第4レンズ群G4の移動により行う。さらに、ズームデータは広角端(WE)、第1の中間焦点距離状態(ST1)、第2の中間焦点距離状態(ST2)、第3の中間焦点距離状態(ST3)、望遠端(TE)での値である。なお、第1の中間焦点距離状態(WS)、第2の中間焦点距離状態(ST)、及び、第3の中間焦点距離状態(ST)は本発明で定義する状態である。   In each embodiment, the aperture stop S moves integrally with the third lens group G3. All of the numerical data is data in a state where an object at infinity is focused. The unit of length of each numerical value is mm, and the unit of angle is ° (degree). In any of the embodiments, focusing is performed by moving the fourth lens group G4. Further, zoom data is at the wide-angle end (WE), the first intermediate focal length state (ST1), the second intermediate focal length state (ST2), the third intermediate focal length state (ST3), and the telephoto end (TE). Is the value of Note that the first intermediate focal length state (WS), the second intermediate focal length state (ST), and the third intermediate focal length state (ST) are states defined by the present invention.

実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ(開口)絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、を配置している。   As shown in FIG. 1, the zoom lens according to the first exemplary embodiment includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a brightness (aperture) stop. S, a third lens group G3 having a positive refractive power, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are disposed.

広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は、物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は像側へ移動した後に物体側へ移動し、その後像側へ移動する。明るさ絞りSは、物体側へ移動する。   During zooming from the wide angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves to the object side. The second lens group G2 moves to the image side after moving to the object side. The third lens group G3 moves to the object side. The fourth lens group G4 moves to the image side after moving to the image side, and then moves to the image side. The aperture stop S moves to the object side.

物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。第2レンズ群G2は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた、すなわち物体側面が凹面で像側面が凸面である正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。第3レンズ群G3は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズと、からなる。第4レンズ群G4は両凸正レンズからなる。   In order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side and a biconvex positive lens. The second lens group G2 is composed of a biconcave negative lens and a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side, that is, a positive meniscus lens having a concave object side surface and a convex image side surface, and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side. And a lens. The third lens group G3 includes a biconvex positive lens and a cemented lens made up of a biconvex positive lens and a biconcave negative lens. The fourth lens group G4 is composed of a biconvex positive lens.

非球面は、第1レンズ群G1の両凸正レンズの像側の面と、第2レンズ群G2の両凹負レンズの両面と、負メニスカスレンズの像側の面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズの両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズの両面と、の8面に設けられている。   The aspheric surfaces are the image-side surface of the biconvex positive lens of the first lens group G1, the double-sided negative lens of the second lens group G2, the image-side surface of the negative meniscus lens, and the third lens group G3. Of the biconvex positive lens on the object side and both sides of the biconvex positive lens of the fourth lens group G4.

実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ(開口)絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、を配置している。   As shown in FIG. 2, the zoom lens according to the second embodiment includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a brightness (aperture) stop. S, a third lens group G3 having a positive refractive power, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are disposed.

広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は、物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は像側へ移動した後に物体側へ移動し、その後像側へ移動する。明るさ絞りSは、物体側へ移動する。   During zooming from the wide angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves to the object side. The second lens group G2 moves to the image side after moving to the object side. The third lens group G3 moves to the object side. The fourth lens group G4 moves to the image side after moving to the image side, and then moves to the image side. The aperture stop S moves to the object side.

物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。第2レンズ群G2は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた、すなわち物体側面が凹面で像側面が凸面である正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズと、からなる。第3レンズ群G3は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズと、からなる。第4レンズ群G4は両凸正レンズからなる。   In order from the object side, the first lens group G1 includes a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side and a biconvex positive lens. The second lens group G2 is composed of a biconcave negative lens and a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side, that is, a positive meniscus lens having a concave object side surface and a convex image side surface, and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side. And a lens. The third lens group G3 includes a biconvex positive lens and a cemented lens made up of a biconvex positive lens and a biconcave negative lens. The fourth lens group G4 is composed of a biconvex positive lens.

非球面は、第1レンズ群G1の両凸正レンズの像側の面と、第2レンズ群G2の両凹負レンズの両面と、負メニスカスレンズの像側の面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズの両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズの両面と、の8面に設けられている。   The aspheric surfaces are the image-side surface of the biconvex positive lens of the first lens group G1, the double-sided negative lens of the second lens group G2, the image-side surface of the negative meniscus lens, and the third lens group G3. Of the biconvex positive lens on the object side and both sides of the biconvex positive lens of the fourth lens group G4.

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記のほか、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズの肉厚または間隔、ndは各レンズのd線における屈折率、νdは各レンズのd線におけるアッベ数、Kは円錐係数をそれぞれ示している。   Below, the numerical data of each said Example are shown. In addition to the above, r is the radius of curvature of each lens surface, d is the thickness or spacing of each lens, nd is the refractive index at the d-line of each lens, νd is the Abbe number at the d-line of each lens, and K is the cone Each coefficient is shown.

また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式(I)で表される。
但し、光軸方向の座標をZ、光軸と垂直な方向の座標をYとする。
Z=(Y/r)/[1+{1−(1+K)・(Y/r)1/2
+A4×Y+A6×Y+A8×Y+A10×Y10+A12×Y12・・・(I)
ただし、
rは近軸曲率半径、
Kは円錐係数、
A4 、A6 、A8 、A10、A12はそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。
また、非球面係数において、「e−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
Each aspheric shape is expressed by the following formula (I) using each aspheric coefficient in each embodiment.
However, the coordinate in the optical axis direction is Z and the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis is Y.
Z = (Y 2 / r) / [1+ {1− (1 + K) · (Y / r) 2 } 1/2 ]
+ A4 × Y 4 + A6 × Y 6 + A8 × Y 8 + A10 × Y 10 + A12 × Y 12 ··· (I)
However,
r is the paraxial radius of curvature,
K is the cone coefficient,
A4, A6, A8, A10 and A12 are the fourth, sixth, eighth, tenth and twelfth aspherical coefficients, respectively.
In the aspheric coefficient, “e−n” (n is an integer) indicates “10 −n ”.

数値実施例1
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 26.057 0.90 1.92286 20.88
2 20.324 3.80 1.58913 61.14
3* -90.043 可変
4* -228.052 0.80 1.85135 40.10
5* 6.471 3.38
6* -49.444 1.78 1.94595 17.98
7 -13.033 0.70 1.74320 49.34
8* -200.000 可変
9 絞り 0.00
10* 6.084 3.32 1.59201 67.02
11* -14.229 0.14
12 8.776 1.88 1.49700 81.54
13 -6.821 0.39 1.61293 37.00
14 4.070 可変
15* 22.340 2.72 1.52542 55.78
16* -16.652 可変
17 ∞ 0.40 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.40
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第3面
k=0.000
A4=7.76723e-06,A6=-5.17775e-09,A8=-3.05628e-11,A10=3.05364e-13,
A12=-1.22198e-15
第4面
k=0.000
A4=5.91800e-05,A6=-2.71411e-06,A8=2.98672e-08,A10=-2.27323e-10
第5面
k=0.000
A4=2.01000e-04,A6=7.54437e-06,A8=-3.08734e-07,A10=1.56410e-08,
A12=-8.56105e-10
第8面
k=0.000
A4=-2.82631e-04,A6=-6.23538e-06,A8=4.00871e-07,A10=-1.47767e-08,
A12=2.95296e-10
第10面
k=0.000
A4=-4.86039e-04,A6=-8.24264e-06,A8=6.61180e-07,A10=-7.89566e-08,
A12=2.77593e-09
第11面
k=0.000
A4=3.02859e-04,A6=-7.10097e-06,A8=1.24832e-06,A10=-1.31994e-07,
A12=5.25802e-09
第15面
k=0.000
A4=5.85000e-05,A6=-1.20206e-06,A8=-7.74180e-28
第16面
k=0.000
A4=2.70961e-05,A6=-2.27806e-06,A8=3.88946e-28

ズームデータ
WE ST1 ST2 ST3 TE
焦点距離 5.10 8.85 15.44 28.03 49.05
FNO. 3.24 4.30 5.17 5.65 6.02
画角2ω 80.81 47.46 27.61 15.38 8.90

D3 0.30 3.56 9.14 16.53 21.35
D8 15.75 11.28 7.52 4.79 1.64
D14 3.01 9.27 13.43 15.84 17.63
D16 4.62 3.46 4.03 4.26 3.96

fb (in air) 6.11 4.96 5.51 5.75 5.45
全長 (in air) 44.98 48.89 55.41 62.72 65.87

群焦点距離
f1=39.37 f2=-7.56 f3=11.52 f4=18.60
Numerical example 1
Unit mm

Surface data surface number rd nd νd
Object ∞ ∞
1 26.057 0.90 1.92286 20.88
2 20.324 3.80 1.58913 61.14
3 * -90.043 variable
4 * -228.052 0.80 1.85135 40.10
5 * 6.471 3.38
6 * -49.444 1.78 1.94595 17.98
7 -13.033 0.70 1.74320 49.34
8 * -200.000 variable
9 Aperture 0.00
10 * 6.084 3.32 1.59201 67.02
11 * -14.229 0.14
12 8.776 1.88 1.49700 81.54
13 -6.821 0.39 1.61293 37.00
14 4.070 Variable
15 * 22.340 2.72 1.52542 55.78
16 * -16.652 variable
17 ∞ 0.40 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.40
Image plane (imaging plane) ∞

Aspheric data 3rd surface
k = 0.000
A4 = 7.76723e-06, A6 = -5.17775e-09, A8 = -3.05628e-11, A10 = 3.05364e-13,
A12 = -1.22198e-15
4th page
k = 0.000
A4 = 5.91800e-05, A6 = -2.71411e-06, A8 = 2.98672e-08, A10 = -2.27323e-10
5th page
k = 0.000
A4 = 2.01000e-04, A6 = 7.54437e-06, A8 = -3.08734e-07, A10 = 1.56410e-08,
A12 = -8.56105e-10
8th page
k = 0.000
A4 = -2.82631e-04, A6 = -6.23538e-06, A8 = 4.00871e-07, A10 = -1.47767e-08,
A12 = 2.95296e-10
10th page
k = 0.000
A4 = -4.86039e-04, A6 = -8.24264e-06, A8 = 6.61180e-07, A10 = -7.89566e-08,
A12 = 2.77593e-09
11th page
k = 0.000
A4 = 3.02859e-04, A6 = -7.10097e-06, A8 = 1.24832e-06, A10 = -1.31994e-07,
A12 = 5.25802e-09
15th page
k = 0.000
A4 = 5.85000e-05, A6 = -1.20206e-06, A8 = -7.74180e-28
16th page
k = 0.000
A4 = 2.70961e-05, A6 = -2.27806e-06, A8 = 3.88946e-28

Zoom data
WE ST1 ST2 ST3 TE
Focal length 5.10 8.85 15.44 28.03 49.05
FNO. 3.24 4.30 5.17 5.65 6.02
Angle of view 2ω 80.81 47.46 27.61 15.38 8.90

D3 0.30 3.56 9.14 16.53 21.35
D8 15.75 11.28 7.52 4.79 1.64
D14 3.01 9.27 13.43 15.84 17.63
D16 4.62 3.46 4.03 4.26 3.96

fb (in air) 6.11 4.96 5.51 5.75 5.45
Total length (in air) 44.98 48.89 55.41 62.72 65.87

Group focal length
f1 = 39.37 f2 = -7.56 f3 = 11.52 f4 = 18.60

数値実施例2
単位:mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 25.426 1.00 1.92286 20.88
2 19.907 3.80 1.58913 61.14
3* -102.288 可変
4* -402.206 0.81 1.85135 40.10
5* 6.604 3.51
6 -49.800 1.78 1.94595 17.98
7 -13.033 0.71 1.74320 49.34
8* -602.284 可変
9 絞り 0.00
10* 5.774 3.12 1.59201 67.02
11* -17.713 0.15
12 9.420 1.90 1.49700 81.54
13 -5.860 0.39 1.59276 37.48
14 4.165 可変
15* 22.181 2.74 1.52542 55.78
16* -16.480 可変
17 ∞ 0.40 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.40
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第3面
k=0.000
A4=7.44327e-06,A6=-6.88530e-09,A8=-1.12372e-11,A10=2.06551e-13,
A12=-1.00000e-15
第4面
k=0.000
A4=4.64544e-05,A6=-2.36922e-06,A8=-9.01530e-09,A10=1.21557e-09,
A12=-1.36256e-11
第5面
k=0.000
A4=1.93733e-04,A6=6.93971e-06,A8=-8.10872e-08,A10=-1.06670e-08,
A12=-3.71534e-12
第8面
k=0.000
A4=-2.68285e-04,A6=-6.07424e-06,A8=3.16807e-07,A10=-2.02148e-09,
A12=-6.37613e-11
第10面
k=0.000
A4=-2.90717e-04,A6=2.38352e-06,A8=1.13169e-06,A10=-4.00317e-08,
A12=4.36568e-09
第11面
k=0.000
A4=6.34731e-04,A6=9.57225e-06,A8=2.14702e-06,A10=-7.56560e-08,
A12=1.03866e-08
第15面
k=0.000
A4=5.85000e-05,A6=-1.36284e-06,A8=-7.74180e-28
第16面
k=0.000
A4=3.98546e-05,A6=-2.83412e-06,A8=1.10000e-08

ズームデータ
WE ST1 ST2 ST3 TE
焦点距離 5.10 8.83 15.30 28.09 48.97
FNO. 3.26 4.23 5.15 5.67 6.00
画角2ω 81.35 47.31 27.94 15.43 8.92

D3 0.30 4.38 9.14 16.45 21.40
D8 15.75 11.57 7.55 4.64 1.61
D14 2.86 8.70 13.10 15.78 17.33
D16 4.69 3.56 4.15 4.53 4.02

fb (in air) 6.18 5.05 5.64 6.03 5.51
全長 (in air) 45.01 49.64 55.36 62.82 65.77

群焦点距離
f1=39.64 f2=-7.58 f3=11.55 f4=18.45
Numerical example 2
Unit: mm

Surface data surface number rd nd νd
Object ∞ ∞
1 25.426 1.00 1.92286 20.88
2 19.907 3.80 1.58913 61.14
3 * -102.288 variable
4 * -402.206 0.81 1.85135 40.10
5 * 6.604 3.51
6 -49.800 1.78 1.94595 17.98
7 -13.033 0.71 1.74320 49.34
8 * -602.284 variable
9 Aperture 0.00
10 * 5.774 3.12 1.59201 67.02
11 * -17.713 0.15
12 9.420 1.90 1.49700 81.54
13 -5.860 0.39 1.59276 37.48
14 4.165 Variable
15 * 22.181 2.74 1.52542 55.78
16 * -16.480 variable
17 ∞ 0.40 1.51633 64.14
18 ∞ 0.50
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.40
Image plane (imaging plane) ∞

Aspheric data 3rd surface
k = 0.000
A4 = 7.44327e-06, A6 = -6.88530e-09, A8 = -1.12372e-11, A10 = 2.06551e-13,
A12 = -1.00000e-15
4th page
k = 0.000
A4 = 4.64544e-05, A6 = -2.36922e-06, A8 = -9.01530e-09, A10 = 1.21557e-09,
A12 = -1.36256e-11
5th page
k = 0.000
A4 = 1.93733e-04, A6 = 6.93971e-06, A8 = -8.10872e-08, A10 = -1.06670e-08,
A12 = -3.71534e-12
8th page
k = 0.000
A4 = -2.68285e-04, A6 = -6.07424e-06, A8 = 3.16807e-07, A10 = -2.02148e-09,
A12 = -6.37613e-11
10th page
k = 0.000
A4 = -2.90717e-04, A6 = 2.38352e-06, A8 = 1.13169e-06, A10 = -4.00317e-08,
A12 = 4.36568e-09
11th page
k = 0.000
A4 = 6.34731e-04, A6 = 9.57225e-06, A8 = 2.14702e-06, A10 = -7.56560e-08,
A12 = 1.03866e-08
15th page
k = 0.000
A4 = 5.85000e-05, A6 = -1.36284e-06, A8 = -7.74180e-28
16th page
k = 0.000
A4 = 3.98546e-05, A6 = -2.83412e-06, A8 = 1.10000e-08

Zoom data
WE ST1 ST2 ST3 TE
Focal length 5.10 8.83 15.30 28.09 48.97
FNO. 3.26 4.23 5.15 5.67 6.00
Angle of view 2ω 81.35 47.31 27.94 15.43 8.92

D3 0.30 4.38 9.14 16.45 21.40
D8 15.75 11.57 7.55 4.64 1.61
D14 2.86 8.70 13.10 15.78 17.33
D16 4.69 3.56 4.15 4.53 4.02

fb (in air) 6.18 5.05 5.64 6.03 5.51
Total length (in air) 45.01 49.64 55.36 62.82 65.77

Group focal length
f1 = 39.64 f2 = -7.58 f3 = 11.55 f4 = 18.45

以上の実施例1〜2の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図3〜図4に示す。これらの収差図において、(a)は広角端、(b)は第2の中間焦点距離状態、(c)は望遠端における、球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す。各図中、“ω”は半画角を示す。   Aberration diagrams at the time of focusing on an object point at infinity in Examples 1 and 2 are shown in FIGS. In these aberration diagrams, (a) is the wide-angle end, (b) is the second intermediate focal length state, (c) is the spherical aberration (SA), astigmatism (AS), and distortion (DT) at the telephoto end. ) And chromatic aberration of magnification (CC). In each figure, “ω” indicates a half angle of view.

次に、各実施例における条件式(1)〜(7)の値を掲げる。
実施例1 実施例2
(1) (r2GPO−r2GNI)/(r2GPO+r2GNI) -0.6036 -0.8473
(2) n2GP−n2GN 0.2028 0.2028
(3) r2GFI/(r2GPO+r2GNI) -0.0259 -0.0101
(4) r2GPO/r2GNI 0.2472 0.0827
(5) f2G/f2GR -0.00366 0.01449
(6) (r2GFO+r2GFI)/(r2GFO-r2GFI) 0.9448 0.9677
(7) D2GR/D2G 0.3727 0.3660
Next, the values of conditional expressions (1) to (7) in each example will be listed.
Example 1 Example 2
(1) (r 2GPO −r 2GNI ) / (r 2GPO + r 2GNI ) −0.6036 −0.8473
(2) n 2GP -n 2GN 0.2028 0.2028
(3) r 2GFI / (r 2GPO + r 2GNI ) -0.0259 -0.0101
(4) r 2GPO / r 2GNI 0.2472 0.0827
(5) f 2G / f 2GR -0.00366 0.01449
(6) (r 2GFO + r 2GFI ) / (r 2GFO -r 2GFI ) 0.9448 0.9677
(7) D 2GR / D 2G 0.3727 0.3660

なお、ズームレンズによるディストーションのある画像を、信号処理により補正してもよい。パースペクティブの影響を考慮し、広角側にて−3%程のディストーションを残すように信号処理してもよい。   Note that an image with distortion by the zoom lens may be corrected by signal processing. In consideration of the influence of the perspective, signal processing may be performed so as to leave a distortion of about −3% on the wide angle side.

(歪曲収差の補正)
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
(Correction of distortion)
By the way, when the zoom lens of the present invention is used, image distortion is digitally corrected electrically. The basic concept for digitally correcting image distortion will be described below.

例えば、図5に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円周上(像高)での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正する。   For example, as shown in FIG. 5, the magnification on the circumference (image height) of the radius R inscribed in the long side of the effective imaging surface around the intersection of the optical axis and the imaging surface is fixed, and this circumference is The standard for correction. Then, correction is performed by moving each point on the circumference (image height) of any other radius r (ω) in a substantially radial direction and concentrically so as to have the radius r ′ (ω). To do.

例えば、図5において、半径Rの円の内側に位置する任意の半径r1(ω)の円周上の点P1は、円の中心に向けて補正すべき半径r1'(ω)円周上の点P2に移動させる。また、半径Rの円の外側に位置する任意の半径r2(ω)の円周上の点Q1は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径r2'(ω)円周上の点Q2に移動させる。 For example, in FIG. 5, a point P 1 on the circumference of an arbitrary radius r 1 (ω) located inside the circle of radius R is a radius r 1 ′ (ω) circle to be corrected toward the center of the circle. Move to point P 2 on the circumference. A point Q 1 on the circumference of an arbitrary radius r 2 (ω) located outside the circle of radius R is a radius r 2 ′ (ω) circumference to be corrected in a direction away from the center of the circle. It is moved to the point Q 2 of the above.

ここで、r'(ω)は次のように表すことができる。
r'(ω)=α・f・tanω
ただし、
ωは被写体半画角、
fは結像光学系(本発明では、ズームレンズ)の焦点距離、
αは0以上1以下である。
Here, r ′ (ω) can be expressed as follows.
r ′ (ω) = α · f · tan ω
However,
ω is the half angle of view of the subject,
f is the focal length of the imaging optical system (in the present invention, the zoom lens),
α is 0 or more and 1 or less.

ここで、半径Rの円上(像高)に対応する理想像高をYとすると、
α=R/Y=R/(f・tanω)
となる。
Here, if the ideal image height corresponding to the circle (image height) of radius R is Y,
α = R / Y = R / (f · tan ω)
It becomes.

光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円の円周上(像高)の倍率を固定して、それ以外の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。   The optical system is ideally rotationally symmetric with respect to the optical axis, that is, distortion is also generated rotationally symmetric with respect to the optical axis. Therefore, as described above, when the optically generated distortion aberration is electrically corrected, the radius inscribed in the long side of the effective imaging surface around the intersection of the optical axis and the imaging surface on the reproduced image. The magnification on the circumference of the circle of R (image height) is fixed, and the other points on the circumference of the circle (image height) of radius r (ω) are moved in a substantially radial direction to obtain a radius r ′ ( If correction can be performed by moving the concentric circles so that ω), it is considered advantageous in terms of data amount and calculation amount.

ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で(サンプリングのため)連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Rの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。   However, the optical image is no longer a continuous amount (due to sampling) when captured by the electronic image sensor. Therefore, strictly speaking, the circle with the radius R drawn on the optical image is not an accurate circle unless the pixels on the electronic image sensor are arranged radially.

つまり、離散的座標点毎に表される画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素(Xi,Yj)毎に、移動先の座標(Xi',Yj' )を決める方法を用いるのがよい。なお、座標(Xi',Yj')に(Xi,Yj)の2点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標(Xi',Yj')の値を用いて補間すればよい。   That is, in the shape correction of the image data represented for each discrete coordinate point, there is no circle that can fix the magnification. Therefore, it is preferable to use a method of determining the coordinates (Xi ′, Yj ′) of the movement destination for each pixel (Xi, Yj). When two or more points (Xi, Yj) have moved to the coordinates (Xi ′, Yj ′), the average value of the values possessed by each pixel is taken. If there is no moving point, interpolation may be performed using the values of the coordinates (Xi ′, Yj ′) of some surrounding pixels.

このような方法は、特にズームレンズを有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、光学像上に描かれる上記半径Rの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。   Such a method is particularly distorted with respect to the optical axis due to manufacturing errors of an optical system or an electronic image pickup device in an electronic image pickup apparatus having a zoom lens, and the circle of the radius R drawn on the optical image is asymmetric. It is effective for correction when Further, it is effective for correction when a geometric distortion or the like occurs when a signal is reproduced as an image in an image sensor or various output devices.

本発明の電子撮像装置では、補正量r’(ω)−r(ω)を計算するために、r(ω)すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高rと理想像高r’/αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。   In the electronic imaging apparatus of the present invention, in order to calculate the correction amount r ′ (ω) −r (ω), r (ω), that is, the relationship between the half field angle and the image height, or the real image height r and the ideal image height. The relationship between r ′ / α may be recorded on a recording medium built in the electronic imaging apparatus.

なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、半径Rが、次の条件式を満足するのがよい。   Note that the radius R should satisfy the following conditional expression in order to prevent the image after distortion correction from having an extremely short amount of light at both ends in the short side direction.

0≦R≦0.6Ls
ただし、Lsは有効撮像面の短辺の長さである。
0 ≦ R ≦ 0.6Ls
However, Ls is the length of the short side of the effective imaging surface.

好ましくは、半径Rは、次の条件式を満足するのがよい。
0.3Ls≦R≦0.6Ls
さらには、半径Rは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径R=0の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、画質の面で若干の不利があるが、広画角化しても小型化にするための効果は確保できる。
The radius R preferably satisfies the following conditional expression.
0.3Ls≤R≤0.6Ls
Furthermore, it is most advantageous to make the radius R coincide with the radius of the inscribed circle in the short side direction of the substantially effective imaging surface. In the case of correction in which the magnification is fixed in the vicinity of the radius R = 0, that is, in the vicinity of the axis, there is a slight disadvantage in terms of image quality, but the effect of reducing the size is ensured even if the angle of view is widened. it can.

なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略、
r’(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。
The focal length section that needs to be corrected is divided into several focal zones. And approximately near the telephoto end in the divided focal zone,
r ′ (ω) = α · f · tan ω
You may correct | amend with the same correction amount as the case where the correction result which satisfies is obtained.

ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した1つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。   However, in that case, some barrel distortion remains at the wide-angle end in the divided focal zone. Further, if the number of divided zones is increased, it becomes unnecessary to store extraneous data necessary for correction on the recording medium, which is not preferable. Therefore, one or several coefficients related to each focal length in the divided focal zone are calculated in advance. This coefficient may be determined on the basis of simulation or actual measurement.

そして、分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
r’(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
And near the telephoto end in the divided zone,
r ′ (ω) = α · f · tan ω
A correction amount when a correction result satisfying the above is obtained may be calculated, and the final correction amount may be obtained by uniformly multiplying the correction amount by a coefficient for each focal length.

ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
f=y/tanω
が成立する。
ただし、yは像点の光軸からの高さ(像高)、fは結像系(本発明ではズームレンズ)の焦点距離、ωは撮像面上の中心からyの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度(被写体半画角)である。
By the way, if there is no distortion in the image obtained by imaging an object at infinity,
f = y / tan ω
Is established.
Where y is the height of the image point from the optical axis (image height), f is the focal length of the imaging system (in the present invention, the zoom lens), and ω is the image point connected from the center on the imaging surface to the y position. It is an angle (subject half field angle) with respect to the optical axis in the corresponding object direction.

結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
f>y/tanω
となる。つまり、結像系の焦点距離fと、像高yとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
If the imaging system has barrel distortion,
f> y / tan ω
It becomes. That is, if the focal length f of the imaging system and the image height y are constant, the value of ω increases.

(デジタルカメラ)
図6〜図8は、以上のようなズームレンズを撮影光学系141に組み込んだ本発明によるデジタルカメラの構成の概念図を示す。図6はデジタルカメラ140の外観を示す前方斜視図、図7は同後方正面図、図8はデジタルカメラ140の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図6と図8においては、撮影光学系141の非沈胴時を示している。デジタルカメラ140は、この例の場合、撮影用光路142を有する撮影光学系141、ファインダー用光路144を有するファインダー光学系143、シャッターボタン145、フラッシュ146、液晶表示モニター147、焦点距離変更ボタン161、設定変更スイッチ162等を含み、撮影光学系141の沈胴時には、カバー160をスライドすることにより、撮影光学系141とファインダー光学系143とフラッシュ146はそのカバー160で覆われる。そして、カバー160を開いてカメラ140を撮影状態に設定すると、撮影光学系141は図8の非沈胴状態になり、カメラ140の上部に配置されたシャッターボタン145を押圧すると、それに連動して撮影光学系141、例えば実施例1のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系141によって形成された物体像が、波長域制限コートを施したローパスフィルタFとカバーガラスCを介してCCD149の撮像面上に形成される。このCCD149で受光された物体像は、処理手段151を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター147に表示される。また、この処理手段151には記録手段152が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段152は処理手段151と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、CCD149に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
(Digital camera)
6 to 8 are conceptual diagrams of the configuration of the digital camera according to the present invention in which the zoom lens as described above is incorporated in the photographing optical system 141. FIG. 6 is a front perspective view showing the external appearance of the digital camera 140, FIG. 7 is a rear front view thereof, and FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the digital camera 140. However, FIGS. 6 and 8 show a state in which the photographing optical system 141 is not retracted. In this example, the digital camera 140 includes a photographing optical system 141 having a photographing optical path 142, a finder optical system 143 having a finder optical path 144, a shutter button 145, a flash 146, a liquid crystal display monitor 147, a focal length change button 161, When the photographic optical system 141 is retracted, including the setting change switch 162, the photographic optical system 141, the finder optical system 143, and the flash 146 are covered with the cover 160 by sliding the cover 160. When the cover 160 is opened and the camera 140 is set to the photographing state, the photographing optical system 141 enters the non-collapsed state shown in FIG. 8. When the shutter button 145 arranged on the upper portion of the camera 140 is pressed, photographing is performed in conjunction therewith. Photographing is performed through the optical system 141, for example, the zoom lens of the first embodiment. An object image formed by the photographic optical system 141 is formed on the imaging surface of the CCD 149 through a low-pass filter F and a cover glass C that are provided with a wavelength band limiting coat. The object image received by the CCD 149 is displayed as an electronic image on a liquid crystal display monitor 147 provided on the back of the camera via the processing means 151. Further, the processing means 151 is connected to a recording means 152 so that a photographed electronic image can be recorded. The recording unit 152 may be provided separately from the processing unit 151, or may be configured to perform recording / writing electronically using a flexible disk, a memory card, an MO, or the like. Further, instead of the CCD 149, a silver salt camera in which a silver salt film is arranged may be configured.

さらに、ファインダー用光路144上にはファインダー用対物光学系153が配置してある。ファインダー用対物光学系153は、複数のレンズ群(図の場合は3群)と2つのプリズムからなり、撮影光学系141のズームレンズに連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、このファインダー用対物光学系153によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム155の視野枠157上に形成される。この正立プリズム155の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系159が配置されている。なお、接眼光学系159の射出側にカバー部材150が配置されている。   Further, a finder objective optical system 153 is disposed on the finder optical path 144. The finder objective optical system 153 includes a plurality of lens groups (three groups in the figure) and two prisms, and includes a zoom optical system whose focal length changes in conjunction with the zoom lens of the photographing optical system 141. The object image formed by the finder objective optical system 153 is formed on the field frame 157 of the erecting prism 155 that is an image erecting member. Behind the erecting prism 155, an eyepiece optical system 159 that guides the erect image to the observer eyeball E is disposed. A cover member 150 is disposed on the exit side of the eyepiece optical system 159.

このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が本発明により、沈胴時に厚みを極めて薄く、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広画角化が実現できる。   The digital camera 140 configured in this way has the imaging optical system 141 according to the present invention, which is extremely thin when retracted, and has high zooming performance and extremely stable imaging performance in the entire zooming range. A small size and wide angle of view can be realized.

(内部回路構成)
図9は、上記デジタルカメラ140の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部119等からなる。
(Internal circuit configuration)
FIG. 9 is a block diagram showing the internal circuitry of the main part of the digital camera 140. In the following description, the processing means includes, for example, the CDS / ADC unit 124, the temporary storage memory 117, the image processing unit 118, and the like, and the storage means includes, for example, the storage medium unit 119.

図9に示すように、デジタルカメラ140は、操作部112と、この操作部112に接続された制御部113と、この制御部113の制御信号出力ポートにバス114及び115を介して接続された撮像駆動回路116並びに一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121を備えている。   As shown in FIG. 9, the digital camera 140 is connected to the operation unit 112, the control unit 113 connected to the operation unit 112, and the control signal output port of the control unit 113 via buses 114 and 115. An imaging drive circuit 116, a temporary storage memory 117, an image processing unit 118, a storage medium unit 119, a display unit 120, and a setting information storage memory unit 121 are provided.

上記の一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121は、バス122を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路116には、CCD149とCDS/ADC部124が接続されている。   The temporary storage memory 117, the image processing unit 118, the storage medium unit 119, the display unit 120, and the setting information storage memory unit 121 are configured so that data can be input or output with each other via the bus 122. In addition, a CCD 149 and a CDS / ADC unit 124 are connected to the imaging drive circuit 116.

操作部112は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。   The operation unit 112 includes various input buttons and switches, and is a circuit that notifies the control unit of event information input from the outside (camera user) via these input buttons and switches.

制御部113は、例えばCPU等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部112を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ140全体を制御する回路である。   The control unit 113 is a central processing unit composed of, for example, a CPU and the like. The control unit 113 includes a program memory (not shown) and is input from the camera user via the operation unit 112 according to a program stored in the program memory. This is a circuit that controls the entire digital camera 140 in response to an instruction command.

CCD149は、本発明による撮影光学系141を介して形成された物体像を受光する。CCD149は、撮像駆動回路116により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してCDS/ADC部124に出力する撮像素子である。   The CCD 149 receives an object image formed through the photographing optical system 141 according to the present invention. The CCD 149 is an image pickup element that is driven and controlled by the image pickup drive circuit 116, converts the light amount of each pixel of the object image into an electrical signal, and outputs the electric signal to the CDS / ADC unit 124.

CDS/ADC部124は、CCD149から入力する電気信号を増幅しかつアナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時記憶メモリ117に出力する回路である。   The CDS / ADC unit 124 amplifies the electric signal input from the CCD 149 and performs analog / digital conversion, and temporarily stores the raw video data (Bayer data, hereinafter referred to as RAW data) that has just been subjected to the amplification and digital conversion. This is a circuit for outputting to the storage memory 117.

一時記憶メモリ117は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部124から出力される上記RAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部118は、一時記憶メモリ117に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部119に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部113から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。   The temporary storage memory 117 is a buffer made of, for example, SDRAM or the like, and is a memory device that temporarily stores the RAW data output from the CDS / ADC unit 124. The image processing unit 118 reads out the RAW data stored in the temporary storage memory 117 or the RAW data stored in the storage medium unit 119, and performs various corrections including distortion correction based on the image quality parameter designated from the control unit 113. It is a circuit that performs image processing electrically.

記録媒体部119は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ117から転送されるRAWデータや画像処理部118で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。   The recording medium unit 119 detachably mounts a card-type or stick-type recording medium made of, for example, a flash memory, and RAW data transferred from the temporary storage memory 117 to the card-type or stick-type flash memory. This is a control circuit of an apparatus for recording and holding image data processed by the image processing unit 118.

表示部120は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部121には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、そのROM部から読み出された画質パラメータの中から操作部112の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部121は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。   The display unit 120 includes a liquid crystal display monitor, and is a circuit that displays an image, an operation menu, and the like on the liquid crystal display monitor. The setting information storage memory unit 121 stores a ROM unit in which various image quality parameters are stored in advance, and an image quality parameter selected by an input operation of the operation unit 112 among the image quality parameters read from the ROM unit. RAM section is provided. The setting information storage memory unit 121 is a circuit that controls input and output to these memories.

このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広画角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。   In the digital camera 140 configured in this way, the imaging optical system 141 has a sufficiently wide angle range and a compact configuration according to the present invention, and the imaging performance is extremely stable at a high zoom ratio and in a full zoom ratio range. Therefore, high performance, downsizing, and wide angle of view can be realized. In addition, fast focusing operation on the wide-angle side and the telephoto side is possible.

以上のように、本発明にかかるズームレンズ及び撮像装置は、高変倍比を有しながら光学性能の確保や小型化する場合に有用である。   As described above, the zoom lens and the imaging apparatus according to the present invention are useful for securing optical performance and reducing the size while having a high zoom ratio.

本発明のズームレンズの実施例1の無限遠物点合焦時の広角端(a)、第1の中間焦点距離状態(b)、第2の中間焦点距離状態(c)、第3の中間焦点距離状態(d)、望遠端(e)でのレンズ断面図である。The wide-angle end (a), the first intermediate focal length state (b), the second intermediate focal length state (c), and the third intermediate during focusing on an object point at infinity according to the first embodiment of the zoom lens of the present invention. It is a lens sectional view in a focal length state (d) and a telephoto end (e). 本発明のズームレンズの実施例2の無限遠物点合焦時の広角端(a)、第1の中間焦点距離状態(b)、第2の中間焦点距離状態(c)、第3の中間焦点距離状態(d)、望遠端(e)でのレンズ断面図である。The wide-angle end (a), the first intermediate focal length state (b), the second intermediate focal length state (c), and the third intermediate during focusing on an object point at infinity according to the second embodiment of the zoom lens of the present invention. It is a lens sectional view in a focal length state (d) and a telephoto end (e). 実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram for Example 1 upon focusing on an object point at infinity. 実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram for Example 2 upon focusing on an object point at infinity. 歪曲収差の補正を説明する図である。It is a figure explaining correction | amendment of a distortion aberration. 本発明による沈胴式のズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。It is a front perspective view which shows the external appearance of the digital camera incorporating the retractable zoom lens by this invention. 上記デジタルカメラの後方斜視図である。It is a rear perspective view of the digital camera. 上記デジタルカメラの断面図である。It is sectional drawing of the said digital camera. デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。It is a block diagram of the internal circuit of the main part of the digital camera.

符号の説明Explanation of symbols

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
S…明るさ絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
I…像面
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
140…デジタルカメラ
141…撮影光学系
142…撮影用光路
143…ファインダー光学系
144…ファインダー用光路
145…シャッターボタン
146…フラッシュ
147…液晶表示モニター
149…CCD
150…カバー部材
151…処理手段
152…記録手段
153…ファインダー用対物光学系
155…正立プリズム
157…視野枠
159…接眼光学系
160…カバー
161…焦点距離変更ボタン
162…設定変更スイッチ
G1 ... 1st lens group G2 ... 2nd lens group G3 ... 3rd lens group G4 ... 4th lens group S ... Brightness stop F ... Low pass filter C ... Cover glass I ... Image surface 112 ... Operation part 113 ... Control part 114 ... Bus 115 ... Bus 116 ... Imaging drive circuit 117 ... Temporary storage memory 118 ... Image processing part 119 ... Storage medium part 120 ... Display part 121 ... Setting information storage memory part 122 ... Bus 124 ... CDS / ADC part 140 ... Digital camera 141 ... Optical optical system 142 ... Optical optical path 143 ... Finder optical system 144 ... Optical path for finder 145 ... Shutter button 146 ... Flash 147 ... LCD monitor 149 ... CCD
150: cover member 151 ... processing means 152 ... recording means 153 ... finder objective optical system 155 ... erecting prism 157 ... field frame 159 ... eyepiece optical system 160 ... cover 161 ... focal length change button 162 ... setting change switch

Claims (11)

物体側から像側に順に、
正屈折力をもつ第1レンズ群と、
負屈折力をもつ第2レンズ群と、
正屈折力をもつ第3レンズ群と、を有し、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は拡大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は縮小し、
前記第2レンズ群は、物体側から像側に順に、
像側面が凹面であり負屈折力の負レンズ成分と、
物体側面が凹面で像側面が凸面である正メニスカスレンズと、
物体側面が凹面である負レンズと、
からなり、
前記第2レンズ群中の前記正メニスカスレンズの物体側面と、前記負レンズの像側面が以下の条件式(1)を満足し、
前記第2レンズ群中の前記正メニスカスレンズと負レンズとの合成系が以下の条件式(5)を満足することを特徴とするズームレンズ。
−3.0<(r2GPO−r2GNI)/(r2GPO+r2GNI)<0.33 ・・・(1)
−0.1<f 2G /f 2GR <0.1 ・・・(5)
ただし、
2GPOは、前記第2レンズ群中の前記正メニスカスレンズの物体側面の近軸曲率半径、
2GNIは、前記第2レンズ群中の前記負レンズの像側面の近軸曲率半径、
2G は、前記第2レンズ群の焦点距離、
2GR は、前記第2レンズ群中の前記正メニスカスレンズと前記負レンズとの合成系の焦点距離、
である。
From the object side to the image side,
A first lens group having positive refractive power;
A second lens group having negative refractive power;
A third lens group having positive refracting power,
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group is enlarged, and the distance between the second lens group and the third lens group is reduced,
The second lens group, in order from the object side to the image side,
A negative lens component with negative refractive power and a side surface of the image is concave,
A positive meniscus lens having a concave object side and a convex image side;
A negative lens whose object side surface is concave;
Consists of
The object side surface of the positive meniscus lens and the image side surface of the negative lens in the second lens group satisfy the following conditional expression (1) :
The zoom lens according to claim 1, wherein a combination system of the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group satisfies the following conditional expression (5) .
−3.0 <(r 2GPO −r 2GNI ) / (r 2GPO + r 2GNI ) <0.33 (1)
−0.1 <f 2G / f 2GR <0.1 (5)
However,
r 2GPO is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the positive meniscus lens in the second lens group;
r 2GNI is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens in the second lens group,
f 2G is the focal length of the second lens group,
f 2GR is a focal length of a composite system of the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group;
It is.
前記第2レンズ群中の前記正メニスカスレンズと前記負レンズとが接合されたことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。   The zoom lens according to claim 1, wherein the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group are cemented. 前記第2レンズ群中の前記正メニスカスレンズと前記負レンズが、以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項2に記載のズームレンズ。
0.005<n2GP−n2GN<0.7 ・・・(2)
ただし、
2GPは、前記第2レンズ群中の前記正メニスカスレンズのd線の屈折率、
2GNは、前記第2レンズ群中の前記負レンズのd線の屈折率、
である。
The zoom lens according to claim 2, wherein the positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group satisfy the following conditional expression (2).
0.005 <n 2GP -n 2GN <0.7 ··· (2)
However,
n 2GP is the refractive index of the d-line of the positive meniscus lens in the second lens group,
n 2GN is the refractive index of the d-line of the negative lens in the second lens group,
It is.
前記第2レンズ群中の前記負レンズが、像側面が凸面である負メニスカスレンズであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズ。   4. The zoom lens according to claim 1, wherein the negative lens in the second lens group is a negative meniscus lens having a convex image side surface. 5. 前記第2レンズ群が以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項4に記載のズームレンズ。
−0.10<r2GFI/(r2GPO+r2GNI)<0 ・・・(3)
ただし、r2GFIは、前記第2レンズ群中の前記負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径である。
The zoom lens according to claim 4, wherein the second lens group satisfies the following conditional expression (3).
−0.10 <r 2GFI / (r 2GPO + r 2GNI ) <0 (3)
Here, r 2GFI is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens component in the second lens group.
前記第2レンズ群が以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のズームレンズ。
−0.4<r2GPO/r2GNI<4.0 ・・・(4)
The zoom lens according to any one of claims 1 to 5, wherein the second lens group satisfies the following conditional expression (4).
−0.4 <r 2GPO / r 2GNI <4.0 (4)
前記第2レンズ群中の前記負レンズ成分が、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズ。The zoom lens according to any one of claims 1 to 6, wherein the negative lens component in the second lens group satisfies the following conditional expression (6).
0.85<(r  0.85 <(r 2GFO2GFO +r+ R 2GFI2GFI )/(r) / (R 2GFO2GFO −r-R 2GFI2GFI )<1.1 ・・・(6)<1.1 (6)
ただし、  However,
  r 2GFO2GFO は、前記第2レンズ群の前記負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、Is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the negative lens component of the second lens group,
  r 2GFI2GFI は、前記第2レンズ群の前記負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、Is the paraxial radius of curvature of the image side surface of the negative lens component of the second lens group,
である。It is.
前記第2レンズ群中の前記負レンズの像側面が、光軸から離れるに従い正の屈折力が大きくなる凸形状の非球面であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズ。The image side surface of the negative lens in the second lens group is a convex aspherical surface whose positive refractive power increases as the distance from the optical axis increases. The zoom lens according to item. 前記第2レンズ群中の前記正メニスカスレンズと前記負レンズが接合され、それら2つのレンズにより構成される接合レンズ成分の光軸上での厚さが、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズ。The positive meniscus lens and the negative lens in the second lens group are cemented, and the thickness on the optical axis of the cemented lens component constituted by the two lenses satisfies the following conditional expression (7). The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is a zoom lens.
0.2<D    0.2 <D 2GR2GR /D/ D 2G2G <0.5 ・・・(7)<0.5 (7)
ただし、  However,
  D 2GR2GR は、前記第2レンズ群中の前記接合レンズ成分の光軸上での厚み、Is the thickness on the optical axis of the cemented lens component in the second lens group,
  D 2G2G は、前記第2レンズ群の光軸上での厚み、Is the thickness of the second lens group on the optical axis,
である。It is.
前記ズームレンズは、物体側から像側に順に、The zoom lens, in order from the object side to the image side,
正屈折力をもつ前記第1レンズ群と、  The first lens group having positive refractive power;
負屈折力をもつ前記第2レンズ群と、  The second lens group having negative refractive power;
正屈折力をもつ前記第3レンズ群と、  The third lens group having positive refractive power;
正屈折力をもつ第4レンズ群と、からなり、  A fourth lens group having positive refractive power,
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔は変化することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズ。  The distance between the third lens group and the fourth lens group changes during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, according to any one of claims 1 to 9. Zoom lens.
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のズームレンズと、The zoom lens according to any one of claims 1 to 10,
前記ズームレンズの像側に配置され、撮像面を有し且つ前記ズームレンズにより前記撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、  An image sensor disposed on the image side of the zoom lens and having an imaging surface and converting an image formed on the imaging surface by the zoom lens into an electrical signal;
前記撮像面上に形成され前記ズームレンズのディストーションを含む信号を前記ディストーションを補正した信号に変換する処理回路を有することを特徴とする撮像装置。  An image pickup apparatus comprising: a processing circuit configured to convert a signal including distortion of the zoom lens formed on the image pickup surface into a signal obtained by correcting the distortion.
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