JP5290902B2 - Zoom lens - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make resolution and magnification higher without making an aperture ratio smaller, in a zoom lens. <P>SOLUTION: The zoom lens includes, in order from an object side, a positive first group G1, a negative second group G2, a diaphragm St, a positive third group G3, and a positive fourth group G4. The third group G3 includes, in order from the object side, only a positive double-sided aspherical lens L9, a positive meniscus lens L10 whose concave surface faces the object side, and a negative lens L11 whose concave surface faces the object side, and is configured such that the meniscus lens L10 satisfies an expression (1): 4.8&lt;(Ra+Rb)/(Ra-Rb)&lt;9.0. When the setting of zoom is changed from a wide angle end to a telephoto end, the first group G1 and the third group G3 are fixed, and the fourth group G4 is moved to perform the correction of an image surface and focusing, while moving the second group G2 to an image side to vary magnification. In the expressions, Ra and Rb is the curvature radius of the lens surface R17 on the object side of the meniscus lens L10, and is the curvature radius of the lens surface R18 on the image side of the meniscus lens L10. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明はズームレンズに関し、詳しくは、ズームの設定を変更する際に、第1群および第3群が固定され、第2群および第4群が移動されるズームレンズに関するものである。   The present invention relates to a zoom lens, and more particularly to a zoom lens in which a first group and a third group are fixed and a second group and a fourth group are moved when changing zoom settings.

従来より、ビデオカメラや電子スチルカメラ等に用いられる、例えばズーム比が30以上で高解像度の高倍率ズームレンズが知られている。このような大きなズーム比を有するズームレンズには、例えば、正の屈折力を有する第1群、負の屈折力を有する第2群、正の屈折力を有する第3群、絞り、正の屈折力を有する第4群をこの順に備えたズームレンズが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a high-magnification zoom lens with a high resolution and a zoom ratio of 30 or more, for example, used for a video camera or an electronic still camera is known. The zoom lens having such a large zoom ratio includes, for example, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, a third group having a positive refractive power, a stop, and a positive refraction. A zoom lens having a fourth group having power in this order is known.

また、このようなズームレンズには、ズームの設定を広角側や望遠側へ変更するときに、第1群および第3群を固定し、第2群および第4群を移動させて変倍を行うズームレンズが知られている(特許文献1参照)。   Further, in such a zoom lens, when changing the zoom setting to the wide-angle side or the telephoto side, the first group and the third group are fixed, and the second group and the fourth group are moved to perform zooming. A zoom lens to perform is known (see Patent Document 1).

特開2007−148340号公報JP 2007-148340 A

ところで、撮像素子の高画素化、およびビデオカメラや電子スチルカメラの適用範囲の拡大に伴い、そのようなビデオカメラや電子スチルカメラに適用するズームレンズとして、より高解像度で高倍率のズームレンズが求められている。   By the way, as the number of pixels of the image sensor increases and the application range of video cameras and electronic still cameras expands, zoom lenses with higher resolution and higher magnification are used as zoom lenses applied to such video cameras and electronic still cameras. It has been demanded.

ここで、口径比を小さくして高倍率化することは比較的容易であるが、そのようにすると暗所での撮影において光量不足が生じることがある。また、光量不足が生じないように口径比を大きくしようとすると装置サイズが大型化する虞がある。   Here, it is relatively easy to reduce the aperture ratio and increase the magnification, but in such a case, there may be a shortage of light quantity in photographing in a dark place. In addition, if the aperture ratio is increased so that the light quantity is not insufficient, the apparatus size may be increased.

そのため、例えば、小型監視用カメラ等に適用できるような口径比および装置サイズを維持しつつ、より高解像度で高倍率のズームレンズを実現したいという要請がある。   Therefore, for example, there is a demand for realizing a zoom lens with higher resolution and higher magnification while maintaining an aperture ratio and apparatus size that can be applied to a small surveillance camera or the like.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、口径比を小さくすることなく高解像度および高倍率化した小型のズームレンズを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a compact zoom lens with high resolution and high magnification without reducing the aperture ratio.

本発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1群、負の屈折力を有する第2群、絞り、正の屈折力を有する第3群、正の屈折力を有する第4群からなり、ズームの設定を広角端から望遠端へ変更する際には、第1群と第3群とが固定され、第2群の光軸に沿った像側への移動により変倍させつつ、第4群の光軸に沿った移動により像面の補正および合焦が行なわれるように構成されたものであり、第3群は、物体側から順に、正の両面非球面レンズ、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた負のレンズの3枚のみを備え、メニスカスレンズが、式(1):4.8<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)<9.0を満足するものである。
The zoom lens of the present invention has, in order from the object side, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, a stop, a third group having a positive refractive power, and a positive refractive power. the fourth consists of a group, when changing the setting of the zoom from a wide-angle end to the telephoto end, the first and third lens groups are fixed, variable by the movement of the image side along the optical axis of the second group The image plane is corrected and focused by moving along the optical axis of the fourth group while doubling, and the third group is a positive double-sided aspheric lens in order from the object side. , A positive meniscus lens having a concave surface facing the object side, and a negative lens having a concave surface facing the object side. The meniscus lens has the formula (1): 4.8 <(Ra + Rb) / (Ra− Rb) <9.0 is satisfied.

ここで、Raは、前記メニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径、Rbはメニスカスレンズの像側のレンズ面の曲率半径である。   Here, Ra is the radius of curvature of the object-side lens surface of the meniscus lens, and Rb is the radius of curvature of the image-side lens surface of the meniscus lens.

なお、レンズ面の曲率半径は、そのレンズ面が非球面であるときには近軸領域における曲率半径とする。   The radius of curvature of the lens surface is the radius of curvature in the paraxial region when the lens surface is aspheric.

前記第4群は、物体側から順に、正の両面非球面レンズ、正のレンズ、負のレンズの3枚のみを備え、前記正のレンズと負のレンズは両者が互に接合された接合レンズをなすものとすることが望ましい。   The fourth group includes, in order from the object side, only a positive double-sided aspherical lens, a positive lens, and a negative lens, and the positive lens and the negative lens are cemented lenses that are joined together. It is desirable that

前記第2群は、少なくとも一枚の非球面レンズを有するものとすることができる。   The second group may include at least one aspheric lens.

本発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1群、負の屈折力を有する第2群、絞り、正の屈折力を有する第3群、正の屈折力を有する第4群を備え、ズームの設定を広角端から望遠端へ変更する際には、第1群と第3群とが固定され、第2群の光軸に沿った像側への移動により変倍させつつ、第4群の光軸に沿った移動により像面の補正および合焦が行なわれるように構成されたものとし、第3群を、物体側から順に、正の両面非球面レンズ、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた負のレンズの3枚のレンズのみを備えたものとし、かつ、メニスカスレンズを、式(1):4.8<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)<9.0を満足するものとしたので、口径比を小さくすることなく小型のズームレンズの高解像度化および高倍率化を実現できる。   The zoom lens of the present invention has, in order from the object side, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, a stop, a third group having a positive refractive power, and a positive refractive power. When the zoom setting is changed from the wide-angle end to the telephoto end, the first group and the third group are fixed, and change by moving toward the image side along the optical axis of the second group. It is assumed that the image plane is corrected and focused by moving along the optical axis of the fourth group while being doubled. The third group is a positive double-sided aspheric lens in order from the object side, It is assumed that there are only three meniscus lenses, a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side and a negative lens having a concave surface facing the object side, and the meniscus lens has the formula (1): 4.8 <( Ra + Rb) / (Ra−Rb) <9.0 is satisfied, so it is small without reducing the aperture ratio. It can realize high resolution and high magnification of the zoom lens.

なお、メニスカスレンズが式(1)を満足しない形状であると、コマ収差が増大してしまい、ズーム範囲の全域に亘って収差を抑えるように補正することが困難となる。   If the meniscus lens has a shape that does not satisfy Expression (1), coma increases, and it is difficult to perform correction so as to suppress aberration over the entire zoom range.

本発明の実施の形態によるズームレンズの広角端に設定されている状態での概略構成をこのズームレンズを通る光線の光路とともに示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure in the state set to the wide-angle end of the zoom lens by embodiment of this invention with the optical path of the light ray which passes along this zoom lens 望遠端に設定されている上記ズームレンズの概略構成をこのズームレンズを通る光線の光路とともに示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the said zoom lens set to a telephoto end with the optical path of the light ray which passes along this zoom lens 実施例1のズームレンズが広角端に設定された状態の概略構成を示す図FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration in a state where the zoom lens according to the first exemplary embodiment is set at a wide angle end. 広角端に設定された実施例1のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 1 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例1のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 1 set to the telephoto end 広角端に設定された実施例1のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 1 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例1のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 1 set to the telephoto end 実施例2のズームレンズが広角端に設定された状態の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the state in which the zoom lens of Example 2 was set to the wide-angle end 広角端に設定された実施例2のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 2 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例2のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 2 set to the telephoto end 広角端に設定された実施例2のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 2 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例2のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 2 set to the telephoto end 実施例3のズームレンズの広角端に設定された状態での概略構成を示す図FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration in a state where the zoom lens according to Embodiment 3 is set at a wide angle end. 広角端に設定された実施例3のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 3 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例3のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 3 set to the telephoto end 広角端に設定された実施例3のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 3 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例3のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 3 set to the telephoto end 実施例4のズームレンズが広角端に設定された状態の概略構成を示す図FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration in a state where the zoom lens according to the fourth exemplary embodiment is set at a wide angle end. 広角端に設定された実施例4のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 4 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例4のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 4 set to the telephoto end 広角端に設定された実施例4のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 4 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例4のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 4 set to the telephoto end 実施例5のズームレンズが広角端に設定された状態の概略構成を示す図FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration in a state where the zoom lens according to the fifth exemplary embodiment is set at a wide angle end. 広角端に設定された実施例5のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 5 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例5のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 5 set to the telephoto end 広角端に設定された実施例5のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 5 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例5のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 5 set to the telephoto end 実施例6のズームレンズが広角端に設定された状態の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the state by which the zoom lens of Example 6 was set to the wide angle end 広角端に設定された実施例6のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 6 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例6のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 6 set to the telephoto end 広角端に設定された実施例6のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 6 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例6のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 6 set to the telephoto end 実施例7のズームレンズが広角端に設定された状態の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the state by which the zoom lens of Example 7 was set to the wide-angle end 広角端に設定された実施例7のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 7 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例7のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 7 set to the telephoto end 広角端に設定された実施例7のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 7 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例7のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 7 set to the telephoto end 実施例8のズームレンズが広角端に設定された状態の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the state by which the zoom lens of Example 8 was set to the wide-angle end. 広角端に設定された実施例8のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 8 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例8のズームレンズの縦収差を示す図The figure which shows the longitudinal aberration of the zoom lens of Example 8 set to the telephoto end 広角端に設定された実施例8のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 8 set to the wide-angle end 望遠端に設定された実施例8のズームレンズの横収差を示す図The figure which shows the lateral aberration of the zoom lens of Example 8 set to the telephoto end 本発明のズームレンズを用いて構成したビデオカメラを示す図The figure which shows the video camera comprised using the zoom lens of this invention

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態によるズームレンズの概略構成をこのズームレンズを通る光線の光路とともに示す断面図である。この図1は上記ズームレンズが広角端に設定されている状態を示している。図2は望遠端に設定されている上記ズームレンズの概略構成を示す断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a zoom lens according to an embodiment of the present invention together with an optical path of a light beam passing through the zoom lens. FIG. 1 shows a state where the zoom lens is set at the wide angle end. FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of the zoom lens set at the telephoto end.

図示のズームレンズ100は、物体側(図中−Zの側)より順に、正の屈折力を有する第1群G1、負の屈折力を有する第2群2G、開口絞りSt、正の屈折力を有する第3群G3、正の屈折力を有する第4群G4を備え、ズームの設定を広角端から望遠端へ変更する際には、第1群G1と第3群G3とが固定され、第2群G2の位置を光軸に沿って像側へ移動させることにより変倍を行いつつ、第4群G4の位置を光軸に沿って移動させることにより像面の補正および合焦を行なうように構成されたものである。   The illustrated zoom lens 100 includes, in order from the object side (the −Z side in the figure), a first group G1 having a positive refractive power, a second group 2G having a negative refractive power, an aperture stop St, and a positive refractive power. When the zoom setting is changed from the wide angle end to the telephoto end, the first group G1 and the third group G3 are fixed. While performing zooming by moving the position of the second group G2 along the optical axis to the image side, the image plane is corrected and focused by moving the position of the fourth group G4 along the optical axis. It is comprised as follows.

このズームレンズ100は、第3群G3が、物体側から順に、正の両面非球面レンズL9、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズL10、物体側に凹面を向けた負のレンズL11の3枚のレンズのみを備えたものであり、かつ、メニスカスレンズL10が、式(1):4.8<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)<9.0を満足するように構成されたものである。   In the zoom lens 100, the third group G3 includes, in order from the object side, a positive double-sided aspheric lens L9, a positive meniscus lens L10 having a concave surface facing the object side, and a negative lens L11 having a concave surface facing the object side. What is provided with only three lenses and the meniscus lens L10 is configured to satisfy the formula (1): 4.8 <(Ra + Rb) / (Ra−Rb) <9.0 It is.

上記符号RaはメニスカスレンズL10の物体側のレンズ面R17の曲率半径を、符号RbはメニスカスレンズL10の像側のレンズ面R18の曲率半径を示している。   The symbol Ra represents the radius of curvature of the object-side lens surface R17 of the meniscus lens L10, and the symbol Rb represents the radius of curvature of the image-side lens surface R18 of the meniscus lens L10.

上記像点位置の補正(像面の補正)は、第2群G2を光軸に沿って移動させることで変倍を行い、この変倍に伴う像点位置の変動を第4群G4で修正する補正であり、上記合焦は、ズームレンズ100を通して結像させた像を結像面Jk上に位置させるようにするための結像位置の調節である。   The correction of the image point position (image plane correction) is performed by moving the second group G2 along the optical axis, and the variation of the image point position due to the magnification change is corrected by the fourth group G4. The focus is adjustment of the image formation position so that the image formed through the zoom lens 100 is positioned on the image formation plane Jk.

なお、ズームレンズ100においてズームを設定する際の、位置の固定および移動は、結像面Jkの位置に対する各群の位置の固定および移動である。   Note that the fixing and movement of the position when setting the zoom in the zoom lens 100 is fixing and moving the position of each group with respect to the position of the imaging plane Jk.

以下に、本願発明に必須の構成ではないが、本願発明における望ましい構成について説明する。ズームレンズ100はこれらの構成を備えたものである。   Hereinafter, a desirable configuration in the present invention will be described although it is not an essential configuration in the present invention. The zoom lens 100 has these configurations.

なお、図1、2では、ズームレンズ100を構成するレンズL1〜L15を物体側(図中−Z方向)から像側(図中+Z方向)へこの順に示すとともに、各レンズL1〜L15におけるレンズ面R1〜R27を物体側(図中−Z方向)から像側(図中+Z方向)へこの順に示している。   In FIGS. 1 and 2, the lenses L1 to L15 constituting the zoom lens 100 are shown in this order from the object side (−Z direction in the figure) to the image side (+ Z direction in the figure), and the lenses in the lenses L1 to L15 are shown. The surfaces R1 to R27 are shown in this order from the object side (−Z direction in the figure) to the image side (+ Z direction in the figure).

ここで、レンズ面R2はレンズL1とレンズL2との接合面、レンズ面R13はレンズL7とL8との接合面、レンズ面R24はレンズL13とL14との接合面を示している。レンズ面R2はレンズL1の像側のレンズ面とレンズL2の物体側のレンズ面とが共通の符号R2で示されている。他の接合面であるレンズ面R13およびレンズ面R24についても同様である。   Here, the lens surface R2 is a cemented surface between the lenses L1 and L2, the lens surface R13 is a cemented surface between the lenses L7 and L8, and the lens surface R24 is a cemented surface between the lenses L13 and L14. In the lens surface R2, the lens surface on the image side of the lens L1 and the lens surface on the object side of the lens L2 are indicated by a common reference R2. The same applies to the lens surface R13 and the lens surface R24, which are other cemented surfaces.

平行平面板L15は、撮像面に入射する不要な光を遮断するためのフィルタである。   The plane parallel plate L15 is a filter for blocking unnecessary light incident on the imaging surface.

また、物体側からズームレンズ100へ入射した光は、このズームレンズ100通して結像面Jk上に結像される。   Further, light incident on the zoom lens 100 from the object side passes through the zoom lens 100 and forms an image on the image plane Jk.

なお、ズームの設定を変更する際には、第1群G1と第3群G3の位置が結像面Jkに対して固定され、第2群G2の位置を結像面Jkに対して移動させて変倍を行いつつ、第4群G4を結像面Jkに対して移動させて像面の補正および合焦を行なうように構成されている。   When changing the zoom setting, the positions of the first group G1 and the third group G3 are fixed with respect to the imaging plane Jk, and the position of the second group G2 is moved with respect to the imaging plane Jk. The fourth group G4 is moved with respect to the image plane Jk while zooming, and the image plane is corrected and focused.

正の屈折力を有する第1群G1は、レンズL1、レンズL2、レンズL3、およびレンズL4を物体側からこの順に配したものであり、レンズL1とレンズL2は両者が互に接合された接合レンズS12を構成している。   The first group G1 having a positive refractive power includes a lens L1, a lens L2, a lens L3, and a lens L4 arranged in this order from the object side. The lens L1 and the lens L2 are joined to each other. The lens S12 is configured.

負の屈折力を有する第2群G2は、少なくとも一枚の非球面レンズを有するものであり、像側に凹面を向けた負のレンズL5、両面非球面レンズL6、負のレンズL7、正のレンズL8を物体側からこの順に配したものであり、負のレンズL7と正のレンズL8は両者が互に接合された接合レンズS78をなすものである。   The second group G2 having a negative refractive power has at least one aspheric lens, and includes a negative lens L5 having a concave surface facing the image side, a double-sided aspheric lens L6, a negative lens L7, a positive lens The lens L8 is arranged in this order from the object side, and the negative lens L7 and the positive lens L8 form a cemented lens S78 in which both are cemented with each other.

正の屈折力を有する第4群G4は、物体側から順に、正の両面非球面レンズL12、正のレンズL13、負のレンズL14の3枚のレンズのみを備え、正のレンズL13と負のレンズL14は互に接合された接合レンズS1314を構成している。第4群G4をそのように構成することにより、合焦させるときの距離変動を低減することができる。   The fourth group G4 having positive refractive power includes, in order from the object side, only three lenses including a positive double-sided aspheric lens L12, a positive lens L13, and a negative lens L14. The lens L14 constitutes a cemented lens S1314 that is cemented with each other. By configuring the fourth group G4 in such a manner, it is possible to reduce the distance fluctuation when focusing.

また、上記のように第2群G2、第3群G3、および第4群G4に非球面レンズを採用することにより、ズーム全域で諸収差を良好に補正することができるので、口径比を小さくすることなく高解像度化で高倍率化した小型のズームレンズを実現することができる。   Further, by adopting aspheric lenses for the second group G2, the third group G3, and the fourth group G4 as described above, various aberrations can be favorably corrected over the entire zoom range, so that the aperture ratio is reduced. A small zoom lens with high resolution and high magnification can be realized without this.

<具体的な実施例>
次に、図3(図3A、3B、3C、3D、3E)〜図10(図10A、10B、10C、10D、10E)、および表1(表1a、表1b、表1c)〜表8(表8a、表8b、表8c)を参照し、実施例1〜実施例8の各ズームレンズに係る数値データ等についてまとめて説明する。
<Specific Examples>
Next, FIG. 3 (FIGS. 3A, 3B, 3C, 3D, 3E) to FIG. 10 (FIGS. 10A, 10B, 10C, 10D, 10E) and Table 1 (Table 1a, Table 1b, Table 1c) to Table 8 ( With reference to Table 8a, Table 8b, and Table 8c), numerical data relating to the zoom lenses of Examples 1 to 8 will be described together.

なお、実施例1から実施例8の各ズームレンズについて、式(1)に含まれる変数である(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値を以下に示す。   The values of (Ra + Rb) / (Ra−Rb), which are variables included in the expression (1), for each zoom lens of Example 1 to Example 8 are shown below.

実施例1:(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値=7.55
実施例2:(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値=7.41
実施例3:(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値=7.53
実施例4:(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値=7.24
実施例5:(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値=4.50
実施例6:(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値=8.50
実施例7:(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値=5.22
実施例8:(Ra+Rb)/(Ra−Rb)の値=6.06
表1〜表8は、実施例1〜実施例8のズームレンズそれぞれの基本的なデータを示す表である。
Example 1: Value of (Ra + Rb) / (Ra−Rb) = 7.55
Example 2: Value of (Ra + Rb) / (Ra-Rb) = 7.41
Example 3: (Ra + Rb) / (Ra-Rb) value = 7.53
Example 4: Value of (Ra + Rb) / (Ra-Rb) = 7.24
Example 5: (Ra + Rb) / (Ra-Rb) value = 4.50
Example 6: (Ra + Rb) / (Ra-Rb) value = 8.50
Example 7: (Ra + Rb) / (Ra-Rb) value = 5.22
Example 8: (Ra + Rb) / (Ra-Rb) value = 6.06
Tables 1 to 8 are tables showing basic data of the zoom lenses of Examples 1 to 8, respectively.

表1a〜表8aにレンズデータを、表1b〜表8bに広角端の設定と望遠端の設定との違いを比較して示す。さらに、表1c〜表8cに各ズームレンズに採用した非球面の形状を表す非球面式の各係数を示す。   Tables 1a to 8a show lens data, and Tables 1b to 8b show differences between the setting at the wide-angle end and the setting at the telephoto end. Further, Table 1c to Table 8c show the coefficients of the aspheric surface expression representing the shape of the aspheric surface employed in each zoom lens.

表1a〜表8aのレンズデータにおいて、レンズの面番号を物体側から像側に向かうに従い順次増加するi番目(i=1、2、3、・・・)の面番号として示す。なお、これらのレンズデータには、開口絞りStや結像面Jkの面番号は含まれていないが、平行平面板L15の物体側の面と像側の面の面番号(i=26、27)は含まれている。   In the lens data of Table 1a to Table 8a, the surface number of the lens is shown as the i-th (i = 1, 2, 3,...) Surface number that sequentially increases from the object side to the image side. These lens data do not include the surface numbers of the aperture stop St and the imaging surface Jk, but the surface numbers of the object-side surface and the image-side surface of the parallel flat plate L15 (i = 26, 27). ) Is included.

Riはi番目(i=1、2、3、・・・)の面の近軸曲率半径を示し、Di(i=1、2、3、・・・)はi番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔を示す。なお、レンズデータの近軸曲率半径を示す符号Riは、図1中のレンズ面を示す符号Ri(i=1、2、3、・・・)と対応している。   Ri represents the paraxial radius of curvature of the i-th (i = 1, 2, 3,...) Surface, and Di (i = 1, 2, 3,...) Represents the i-th surface and the i + 1-th surface. The space | interval on the optical axis Z1 with a surface is shown. Note that a symbol Ri indicating the paraxial radius of curvature of the lens data corresponds to a symbol Ri (i = 1, 2, 3,...) Indicating the lens surface in FIG.

ここで、接合面であるレンズ面R2は、レンズL1の像側のレンズ面とレンズL2の物体側のレンズ面とを共通の符号R2で示すものである。また、接合面であるレンズ面R13は、レンズL7の像側のレンズ面とレンズL8の物体側のレンズ面とを共通の符号R13で示すものである。さらに、接合面であるレンズ面R24は、レンズL13の像側のレンズ面とレンズL14の物体側のレンズ面とを共通の符号R13で示すものである。   Here, the lens surface R2, which is a cemented surface, indicates the lens surface on the image side of the lens L1 and the lens surface on the object side of the lens L2 with a common reference R2. The lens surface R13, which is a cemented surface, indicates the image side lens surface of the lens L7 and the object side lens surface of the lens L8 with a common reference R13. Further, the lens surface R24, which is a cemented surface, indicates the image side lens surface of the lens L13 and the object side lens surface of the lens L14 with a common reference R13.

また、Nejは物体側から像側に向かうに従い順次増加するj番目(j=1、2、3、・・・)の光学要素のe線(波長546.1nm)に対する屈折率を示し、νdjはj番目の光学要素のd線(波長波長587.6nm)に対するアッベ数を示す。   Nej represents the refractive index with respect to the e-line (wavelength 546.1 nm) of the j-th (j = 1, 2, 3,...) Optical element that sequentially increases from the object side to the image side, and νdj represents The Abbe number of the j-th optical element with respect to the d-line (wavelength wavelength: 587.6 nm) is shown.

また、近軸曲率半径および面間隔の単位はmmであり、近軸曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。   The unit of the paraxial radius of curvature and the surface interval is mm, and the paraxial radius of curvature is positive when convex on the object side and negative when convex on the image side.

表1b〜表8bに示す広角端における設定と望遠端における設定との比較は、間隔D7、D14、D20、D25、および焦点距離f′について両者の違いを示している。   Comparison between the setting at the wide-angle end and the setting at the telephoto end shown in Tables 1b to 8b shows the difference between the distances D7, D14, D20, D25, and the focal length f ′.

なお、表1c〜表8cに示す非球面式の各係数KA、B3、B4、B5・・・は下記非球面式に適用されるものである。

Figure 0005290902
The aspherical coefficients KA, B3, B4, B5... Shown in Tables 1c to 8c are applied to the following aspherical expressions.
Figure 0005290902

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図3A、4A、・・・10Aは、実施例1〜実施例8のズームレンズそれぞれを広角端に設定した状態における概略構成を示す断面図であり、説明済みの図1、2中の符号と一致する図3A〜図10A中の符号は、互に対応する部位を示している。   FIGS. 3A, 4A,... 10A are cross-sectional views showing a schematic configuration in a state in which each of the zoom lenses of Examples 1 to 8 is set at the wide angle end, and the reference numerals in FIGS. 3A to 10A that coincide with each other indicate parts corresponding to each other.

図3B、4B、・・・10Bは、実施例1〜実施例8のズームレンズそれぞれの広角端における縦収差を示す図である。   3B, 4B,... 10B are diagrams showing longitudinal aberrations at the wide-angle end of the zoom lenses of Examples 1 to 8, respectively.

図3C、4C、・・・10Cは、実施例1〜実施例8のズームレンズそれぞれの望遠端における縦収差を示す図である。   3C, 4C,... 10C are diagrams showing longitudinal aberrations at the telephoto end of the zoom lenses of Examples 1 to 8, respectively.

図3D、4D、・・・10Dは、実施例1〜実施例8のズームレンズそれぞれの広角端における横収差を示す図である。   3D, 4D,... 10D are diagrams showing lateral aberrations at the wide-angle end of the zoom lenses of Examples 1 to 8, respectively.

図3E、4E、・・・10Eは、実施例1〜実施例8のズームレンズそれぞれの望遠端における横収差を示す図である。   3E, 4E,... 10E are diagrams showing lateral aberrations at the telephoto end of the zoom lenses of Examples 1 to 8, respectively.

収差を示す各図は、波長546.1nm(e線)、波長460.0nm、波長615.0nmそれぞれについての収差を示している。   Each diagram showing the aberration shows the aberration for each of the wavelength 546.1 nm (e-line), the wavelength 460.0 nm, and the wavelength 615.0 nm.

収差を示す各図において波長546.1nm(e線)については実線で表示し、波長460.0nmについては破線で表示し、波長615.0nmについては1点鎖線で表示している。   In each graph showing aberrations, the wavelength 546.1 nm (e-line) is indicated by a solid line, the wavelength 460.0 nm is indicated by a broken line, and the wavelength 615.0 nm is indicated by a one-dot chain line.

横収差を示す各図は、コマ収差を示しており、左右方向に、タンジェンシャル方向のコマ収差とサジタル方向のコマ収差とを対応させて示している。   Each diagram showing transverse aberration shows coma aberration, and the coma aberration in the tangential direction and the coma aberration in the sagittal direction are shown corresponding to each other in the left-right direction.

なお、縦収差を表す図中の非点収差およびディストーションに関する図の縦軸に示す角度は半画角である。この半画角をωとしたときに、図中のディストーションは、ズームレンズ全系の焦点距離f、画角θ(変数扱い、0≦θ≦ω)を用いて、理想像高をf×tanθとし、理想像高からの像高方向のずれ量をパーセントで表したものである。   In addition, the angle shown on the vertical axis of the figure relating to astigmatism and distortion in the figure representing longitudinal aberration is a half angle of view. When this half angle of view is ω, the distortion in the figure uses the focal length f of the entire zoom lens system and the angle of view θ (variable treatment, 0 ≦ θ ≦ ω), and the ideal image height is f × tan θ. The amount of deviation in the image height direction from the ideal image height is expressed as a percentage.

図中の非点収差は、画角θ(変数扱い、0≦θ≦ω)を用いて、近軸像面からの光軸方向のずれ量を表したものである。   The astigmatism in the figure represents the amount of deviation in the optical axis direction from the paraxial image plane using the angle of view θ (variable treatment, 0 ≦ θ ≦ ω).

実施例1〜8の基本的なデータおよび諸収差を示す図等から分かるように、本発明のズームレンズによれば、レンズそれぞれの形状や材質の最適化を図ることで、口径比を小さくすることなく高解像度化および高倍率化した小型のズームレンズを得ることができる。   As can be seen from the basic data of Examples 1 to 8 and diagrams showing various aberrations, the zoom lens of the present invention reduces the aperture ratio by optimizing the shape and material of each lens. Thus, a small zoom lens with high resolution and high magnification can be obtained.

図11に、本発明の実施の形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態にかかるズームレンズ100を用いて構成したビデオカメラ101の構成を示す。なお、図11では、ズームレンズ100が備える第1群G1、第2群G2、開口絞りSt、第3群G3、第4群G4を概略的に示し、変倍時に移動する第2群G2および第4群G4には移動方向に両矢印を付している。   FIG. 11 shows a configuration of a video camera 101 configured by using the zoom lens 100 according to the embodiment of the present invention as an example of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention. 11 schematically shows the first group G1, the second group G2, the aperture stop St, the third group G3, and the fourth group G4 included in the zoom lens 100, and the second group G2 that moves during zooming and A double arrow is attached to the moving direction of the fourth group G4.

ビデオカメラ101は、ズームレンズ100と、このズームレンズ100の像側に配置されたローパスフィルタおよび赤外線カットフィルタ等の機能を有するフィルタ2と、フィルタ2の像側に配置された撮像素子4と、信号処理回路5とを備えている。ここで、撮像素子4の受光面の位置がズームレンズ100の結像面Jkの位置と一致する。   The video camera 101 includes a zoom lens 100, a filter 2 having a function such as a low-pass filter and an infrared cut filter disposed on the image side of the zoom lens 100, an image sensor 4 disposed on the image side of the filter 2, And a signal processing circuit 5. Here, the position of the light receiving surface of the image sensor 4 coincides with the position of the image plane Jk of the zoom lens 100.

ズームレンズ100により撮像素子4の受光面上に被写体の像が結像され、撮像素子4から出力されたこの像を担持する画像信号が信号処理回路5で処理されて表示装置6にその像を表す可視像が表示される。   An image of a subject is formed on the light receiving surface of the image sensor 4 by the zoom lens 100, and an image signal carrying the image output from the image sensor 4 is processed by the signal processing circuit 5, and the image is displayed on the display device 6. A visible image is displayed.

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、屈折率、分散、あるいは、各レンズ間の面間隔などは、上記数値に限定されず、他の値を取り得る。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment and each Example, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, the radius of curvature, the refractive index, the dispersion, or the surface interval between the lenses is not limited to the above numerical values, and can take other values.

G1 第1群
G2 第2群
St 開口絞り
G3 第3群
G4 第4群
L9 両面非球面レンズ
L10 メニスカスレンズ
R17 メニスカスレンズL10の物体側のレンズ面
R18 メニスカスレンズL10の像側のレンズ面
Z1 光軸
G1 1st group G2 2nd group St Aperture stop G3 3rd group G4 4th group L9 Double-sided aspherical lens L10 Meniscus lens R17 Lens surface on the object side of the meniscus lens L10 R18 Lens surface on the image side of the meniscus lens L10 Z1 Optical axis

Claims (4)

物体側より順に、正の屈折力を有する第1群、負の屈折力を有する第2群、絞り、正の屈折力を有する第3群、正の屈折力を有する第4群からなり、広角端から望遠端へズーム比を変更する際には、前記第1群と第3群とが固定され、前記第2群の像側への移動により変倍させつつ、前記第4群の光軸方向への移動により像面の補正および合焦が行なわれるように構成されたものであり、
前記第3群が、物体側から順に、正の両面非球面レンズ、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた負のレンズのみを備え、かつ、前記メニスカスレンズが、以下の式(1)を満足するものであることを特徴とするズームレンズ。
4.8<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)<9.0 ・・・(1)
ここで、
Ra:メニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
Rb:メニスカスレンズの像側のレンズ面の曲率半径
In order from the object side, a first lens unit having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, a stop, a third group having a positive refractive power, and a fourth group having a positive refractive power, wide When changing the zoom ratio from the end to the telephoto end, the first group and the third group are fixed, and the optical axis of the fourth group is changed while zooming by moving the second group toward the image side. The image plane is corrected and focused by moving in the direction, and
The third group includes, in order from the object side, a positive double-sided aspheric lens, a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side, a negative lens having a concave surface facing the object side, and the meniscus lens A zoom lens satisfying the following expression (1):
4.8 <(Ra + Rb) / (Ra−Rb) <9.0 (1)
here,
Ra: radius of curvature of the lens surface on the object side of the meniscus lens Rb: radius of curvature of the lens surface on the image side of the meniscus lens
前記第4群が、物体側から順に、正の両面非球面レンズ、正のレンズ、負のレンズのみを備え、前記正のレンズと負のレンズは両者が互に接合された接合レンズをなすものであることを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。   The fourth group includes, in order from the object side, only a positive double-sided aspheric lens, a positive lens, and a negative lens, and the positive lens and the negative lens form a cemented lens in which both are cemented with each other The zoom lens according to claim 1, wherein: 前記第2群が、少なくとも一枚の非球面レンズを有するものであることを特徴とする請求項2記載のズームレンズ。   The zoom lens according to claim 2, wherein the second group includes at least one aspheric lens. 請求項1から3のいずれか1項記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus comprising the zoom lens according to claim 1.
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