JP5692530B2 - Zoom lens and imaging device - Google Patents

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雄一 尾崎
雄一 尾崎
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Description

本発明は、複数のレンズ群からなり、レンズ群の光軸方向の間隔を変えることで変倍を行うズームレンズ及び、該ズームレンズを備える撮像装置に関する。   The present invention relates to a zoom lens that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing an interval in the optical axis direction of the lens groups, and an imaging apparatus including the zoom lens.

近年、CCD(Charged Coupled Device)型イメージセンサあるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラにおいては、小型化や薄型化といったコンパクト性と高変倍化を両立したズームレンズへの要望が高まっている。   In recent years, digital still cameras and video cameras using solid-state imaging devices such as CCD (Charged Coupled Device) type image sensors or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensors have become more compact and highly variable, such as being smaller and thinner. There is an increasing demand for zoom lenses that can achieve double magnification.

高変倍のズームレンズとしては、一般的に正負正正の4群構成のズームレンズがよく知られており、特許文献1、2に、このような正負正正の4群構成のズームレンズが開示されている。   As a zoom lens having a high zoom ratio, a zoom lens having a positive / negative / positive four-group configuration is generally well known. Patent Documents 1 and 2 disclose such a zoom lens having a positive / negative / positive-positive four-group configuration. It is disclosed.

しかるに、上述のような要望に対し、特許文献1に開示されたズームレンズは変倍比が6〜7倍と小さく、一方、特許文献2に開示されたズームレンズは、変倍比が9〜12倍と特許文献1のものよりは比較的大きいものの、望遠端での全長が大きくなるという課題を有している。全長が大きいと、沈胴時の鏡胴のコンパクト化、特に薄型化に対し不利な条件となる。また、最終レンズ群が変倍時に可動であるため、全長を短縮化すると最終レンズ群と固体撮像素子の距離が近づいた際に、撮像画像が最終レンズ群のゴミやキズの影響を受けやすくなるという課題もある。これらのことから、正負正正の4群構成のズームレンズは、コンパクト化と高変倍化の両立には不向きであると言える。   However, in response to the above-described demand, the zoom lens disclosed in Patent Document 1 has a zoom ratio as small as 6 to 7, while the zoom lens disclosed in Patent Document 2 has a zoom ratio of 9 to 9. Although 12 times larger than that of Patent Document 1, there is a problem that the total length at the telephoto end is increased. When the total length is large, it is a disadvantageous condition for making the lens barrel compact when the lens is retracted, particularly for making it thin. In addition, since the final lens group is movable at the time of zooming, if the overall length is shortened, the captured image is easily affected by dust and scratches on the final lens group when the distance between the final lens group and the solid-state imaging device is reduced. There is also a problem. From these facts, it can be said that a zoom lens having a positive / negative / positive four-group configuration is not suitable for achieving both compactness and high zoom ratio.

これに対し、第1群が正、第2群が負、第3群が正、第4群が正の4群構成に比べ、第3群と第4群の間に負の屈折力を有する可動レンズ群を加え、最終群を固定することにより、可動群の数は4群と同じでありながら、高い変倍比や光学性能を実現したズームレンズとして、特許文献3、4に開示されたような正負正負正の5群構成のズームレンズが開発されている。   On the other hand, the first group is positive, the second group is negative, the third group is positive, and the fourth group is positive, and the fourth group has a negative refractive power between the third group and the fourth group. Patent Documents 3 and 4 disclose zoom lenses that achieve a high zoom ratio and optical performance by adding a movable lens group and fixing the final group, while achieving the same number of movable groups as the four groups. Such a zoom lens having a positive, negative, positive, and positive 5-group configuration has been developed.

特開2008-146016号公報JP 2008-146016 A 特開2011-28238号公報JP 2011-28238 JP 特開2008-304708号公報JP 2008-304708 A 特開2009-282429号公報JP 2009-282429 A

特許文献3や4に開示されたズームレンズでは、最終レンズ群が変倍時に固定されていることから、上述したゴミやキズの影響が抑えられており、更に変倍比は11〜15倍と、特許文献1や2に開示されたズームレンズと比べると高変倍が得られている。しかしながら近年においては、コンパクト化を維持しつつ、さらなる高変倍化が求められているという実情がある。   In the zoom lenses disclosed in Patent Documents 3 and 4, since the final lens group is fixed at the time of zooming, the influence of dust and scratches described above is suppressed, and the zoom ratio is 11 to 15 times. Compared with the zoom lenses disclosed in Patent Documents 1 and 2, a high zoom ratio is obtained. However, in recent years, there is a fact that further higher zooming is required while maintaining compactness.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、例えば変倍比20倍以上の高変倍を達成しつつ、コンパクト化もなされ、さらに諸収差が良好に補正されたズームレンズ及びそれを用いた撮像装置を提供することを目的としたものである。   The present invention has been made in view of such a problem. For example, a zoom lens that achieves a high zoom ratio of 20 times or more, is compact, and has various aberrations corrected satisfactorily. And it aims at providing the imaging device using the same.

請求項1に記載のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群から構成され、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズで構成されており、
変倍時に、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群までの各々のレンズ群が移動するようになっており、前記第5レンズ群は変倍時、合焦時ともに移動しないレンズ群であり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
6.5 < |f1/f2| < 15.0 (1)
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
The zoom lens according to claim 1, in order from the object 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; In a zoom lens that includes a fourth lens group having a negative refractive power and a fifth lens group having a positive refractive power, and performs zooming by changing the interval between the lens groups,
The second lens group includes, in order from the object side, a negative lens having a concave surface facing the image side, a negative lens having a concave surface facing the image side, and a positive lens having a convex surface facing the object side.
Each of the lens groups from the first lens group to the fourth lens group moves during zooming, and the fifth lens group is a lens group that does not move during zooming or focusing. The following conditional expressions are satisfied.
6.5 <| f1 / f2 | <15.0 (1)
However,
f1: Focal length of the first lens group f2: Focal length of the second lens group

小型と高変倍を兼ねそろえ、収差の良好に補正されたズームレンズを得るための、本発明の基本構成は物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群からなる。このような構成にすることによって、負レンズ群が二つになるため、レンズ系全体における屈折力の構成が対称形となり、歪曲収差やコマ収差、倍率色収差といった対称形によって補正される諸収差を効果的に補正することが可能となる。また、前記第4レンズ群が負の屈折力を有するため、従来の正負正正の構成に比べ、前記第4レンズ群による負の跳ね上げ(光線を光軸から離す)の効果が加わるので、それより物体側の前記第1〜3レンズ群を通過する軸外光線がより光軸付近を通過するようになり、小型化が可能となる。   The basic configuration of the present invention for obtaining a zoom lens having both a small size and a high zoom ratio, in which aberrations are well corrected, is a first lens group having a positive refractive power and a negative refractive power in order from the object side. A second lens group having positive refractive power, a third lens group having positive refractive power, a fourth lens group having negative refractive power, and a fifth lens group having positive refractive power. With this configuration, there are two negative lens groups, so the refractive power configuration in the entire lens system becomes symmetrical, and various aberrations corrected by symmetrical shapes such as distortion, coma, and lateral chromatic aberration are corrected. It becomes possible to correct effectively. Further, since the fourth lens group has a negative refractive power, compared to the conventional positive / negative positive / positive configuration, an effect of negative jumping (separating the light beam from the optical axis) by the fourth lens group is added. As a result, off-axis rays passing through the first to third lens groups on the object side pass more near the optical axis, thereby enabling downsizing.

第5レンズ群は固体撮像素子に最も近いレンズ群であり、仮に第5レンズ群を変倍および合焦時に移動させるよう構成すると、固体撮像素子との距離が近づき、撮像画像が第5レンズ群のゴミやキズの影響を受けやすくなる恐れがある。特に小型化されたズームレンズでは、より最終レンズと固体撮像素子との距離も近づくので、その傾向が顕著に表れる。そこで本発明においては、第5レンズ群を光軸方向に移動させず固定することによって、最終レンズと固体撮像素子との距離が固定されることとなり、これによりゴミやキズの影響を抑えることができる。また、固体撮像素子を第5レンズ群と鏡胴とで密封状態にできるので、固体撮像素子上にホコリ等のゴミが混入して付着することを防ぐことができる。
前記第2レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズから構成される。正レンズより物体側に、像側に凹面を向けた負レンズを2枚並べることによって、径の大きな前記第1レンズ群から大きな角度で入射する光線をいち早く緩めるとともに、像面湾曲と歪曲を効果的に補正することが出来る。さらに、物体側に凸面を向けた前記正レンズを、2枚の負レンズより像側に配置することで、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差を効果的に補正することが出来る。尚、前記第2レンズ群における前記負レンズと前記正レンズの間の空気間隔は極めて狭くなることが多く、レンズの製造誤差による光学性能への影響を受けやすいことから、接合することが望ましい。
The fifth lens group is the lens group closest to the solid-state image sensor. If the fifth lens group is configured to move during zooming and focusing, the distance from the solid-state image sensor approaches and the captured image becomes the fifth lens group. There is a risk of being susceptible to the effects of garbage and scratches. In particular, in a miniaturized zoom lens, since the distance between the final lens and the solid-state image sensor is closer, the tendency is prominent. Therefore, in the present invention, the distance between the final lens and the solid-state imaging device is fixed by fixing the fifth lens group without moving in the optical axis direction, thereby suppressing the influence of dust and scratches. it can. In addition, since the solid-state imaging device can be sealed with the fifth lens group and the lens barrel, it is possible to prevent dust and other dust from being mixed and adhering to the solid-state imaging device.
The second lens group includes, in order from the object side, a negative lens having a concave surface facing the image side, a negative lens having a concave surface facing the image side, and a positive lens having a convex surface facing the object side. By arranging two negative lenses with a concave surface facing the image side closer to the object side than the positive lens, light rays incident at a large angle from the first lens group having a large diameter are quickly relaxed, and field curvature and distortion are effective. Can be corrected automatically. Furthermore, by arranging the positive lens with the convex surface facing the object side closer to the image side than the two negative lenses, it is possible to effectively correct lateral chromatic aberration at the wide-angle end and axial chromatic aberration at the telephoto end. I can do it. In addition, since the air space between the negative lens and the positive lens in the second lens group is often extremely narrow and is susceptible to the optical performance due to lens manufacturing errors, it is desirable to join them.

条件式(1)は前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の焦点距離の比を規定したものである。条件式(1)の値が下限値を上回ることによって、前記第1レンズ群の焦点距離が長く、前記第2レンズ群の焦点距離が短くなるので、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離が短くなり、その結果、広角端における全系の焦点距離が短くなるので、広角化が可能となる。また、前記第2レンズ群が適度な負の屈折力を持つことにより、変倍時に前記第2レンズ群が移動する際の焦点距離変動が大きくなり、高変倍化が可能となる。一方で、条件式(1)の値が上限値を下回ることによって、前記第1レンズ群が過度な屈折力を持つことに起因した望遠端における前記第1レンズ群による像面湾曲や倍率色収差の増大を抑えることが可能となる。また、以下の条件式を満たすとより望ましい。
6.5 < |f1/f2| < 10.0 (1)’
Conditional expression (1) defines the ratio of the focal lengths of the first lens group and the second lens group. When the value of conditional expression (1) exceeds the lower limit value, the focal length of the first lens group is long and the focal length of the second lens group is short, so that the first lens group and the first lens at the wide-angle end are short. The combined focal length of the two lens groups is shortened, and as a result, the focal length of the entire system at the wide-angle end is shortened, so that a wide angle can be achieved. In addition, since the second lens group has an appropriate negative refractive power, the focal length variation when the second lens group moves during zooming becomes large, and high zooming is possible. On the other hand, when the value of the conditional expression (1) is less than the upper limit value, the curvature of field and the lateral chromatic aberration due to the first lens group at the telephoto end caused by the first lens group having excessive refractive power. The increase can be suppressed. It is more desirable to satisfy the following conditional expression.
6.5 <| f1 / f2 | <10.0 (1) ′

請求項2に記載のズームレンズは、請求項1に記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
3.0 < f5/fW < 6.5 (2)
ただし、
f5:前記第5レンズ群の焦点距離
fW:広角端における全系の焦点距離
The zoom lens according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the following conditional expression is satisfied.
3.0 <f5 / fW <6.5 (2)
However,
f5: focal length of the fifth lens group fW: focal length of the entire system at the wide angle end

条件式(2)は、前記第5レンズ群と広角端における全系の焦点距離の比を規定したものである。条件式(2)の値が上限値を下回ることによって、前記第5レンズ群が適度な正の屈折力を有する事から、負の屈折力を有する前記第4レンズ群によって跳ね上げられた軸外光線の角度を緩めることができるので、固体撮像素子の撮像面周辺部に結像する光束の主光線入射角度(主光線と光軸のなす角度)を小さく抑えることができ、所謂テレセントリック特性を確保することができる。さらに、広角端における前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔を詰めることができるので、全長の短縮化が可能となる。一方で、条件式(2)の値が下限値を上回ることによって、広角端の焦点距離が長くなることによる望遠化を防ぐことができるので、広角化が可能となる。また、以下の条件式を満たすとより望ましい。
3.5 < f5/fW < 6.5 (2)’
Conditional expression (2) defines the ratio of the focal length of the entire system at the wide-angle end to the fifth lens group. Since the value of the conditional expression (2) is less than the upper limit value, the fifth lens group has an appropriate positive refractive power. Therefore, the off-axis springed up by the fourth lens group having a negative refractive power. Since the angle of the light beam can be relaxed, the chief ray incident angle (the angle formed between the chief ray and the optical axis) of the light beam that forms an image on the periphery of the imaging surface of the solid-state image sensor can be kept small, ensuring so-called telecentric characteristics. can do. Further, since the distance between the fourth lens group and the fifth lens group at the wide-angle end can be reduced, the overall length can be shortened. On the other hand, when the value of the conditional expression (2) exceeds the lower limit value, it is possible to prevent telephotoness due to an increase in the focal length at the wide-angle end, thereby enabling widening of the angle. It is more desirable to satisfy the following conditional expression.
3.5 <f5 / fW <6.5 (2) ′

請求項3に記載のズームレンズは、請求項1又は2に記載の発明において、前記第3レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることによって、像面上の結像のブレの補正を行うようになっており、以下の条件式を満足することを特徴とする。
2.5 < (1−m3T)・m45T < 4.5 (3)
ただし、
m3T:前記第3レンズ群の望遠端における横倍率
m45T:前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の望遠端における合成横倍率
A zoom lens according to a third aspect of the present invention is the zoom lens according to the first or second aspect, wherein the image blur on the image plane is corrected by moving the third lens group in a direction perpendicular to the optical axis. It is characterized by satisfying the following conditional expression.
2.5 <(1-m3T) · m45T <4.5 (3)
However,
m3T: lateral magnification at the telephoto end of the third lens group m45T: combined lateral magnification at the telephoto end of the fourth lens group and the fifth lens group

像面上の結像のブレの補正とは、いわゆる手振れ補正のことである。条件式(3)は、前記第3レンズ群が光軸に対し直交する方向に、単位量移動した際の軸上光線の像面上での移動量の比を表したものである。よって、条件式(3)の値が上限値を下回ることによって、前記第3レンズ群の移動量を抑えつつ、手振れ補正を行うことが可能となる。一方で、条件式(3)の値が下限値を上回ることによって、前記第3レンズ群の屈折力の増大による収差の発生を抑えることができる。   Correction of image blur on the image plane is so-called camera shake correction. Conditional expression (3) represents the ratio of the amount of movement of the axial ray on the image plane when the third lens unit moves by a unit amount in the direction orthogonal to the optical axis. Therefore, when the value of conditional expression (3) is less than the upper limit value, it is possible to perform camera shake correction while suppressing the movement amount of the third lens group. On the other hand, when the value of conditional expression (3) exceeds the lower limit, it is possible to suppress the occurrence of aberration due to the increase in the refractive power of the third lens group.

請求項4に記載のズームレンズは、請求項1から3のいずれかに記載の発明において、前記第3レンズ群は、物体側より順に、正のP1レンズ、正のP2レンズ、負のN1レンズ、正のP3レンズから構成され、このうち前記P2レンズと前記N1レンズは接合されており、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.3 < nN1 − nP2 < 0.6 (4)
ただし、
nN1:前記N1レンズのd線に対する屈折率
nP2:前記P2レンズのd線に対する屈折率
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the third lens group includes, in order from the object side, a positive P1 lens, a positive P2 lens, and a negative N1 lens. The P2 lens and the N1 lens are cemented, and satisfy the following conditional expression.
0.3 <nN1-nP2 <0.6 (4)
However,
nN1: Refractive index with respect to d-line of the N1 lens nP2: Refractive index with respect to d-line of the P2 lens

前記第3レンズ群は、物体側より順に、正のP1レンズ、正のP2レンズ、負のN1レンズ、正のP3レンズからなり、このうちP2レンズとN1レンズは接合された構成となっている。前記第3レンズ群は、球面収差やコマ収差への寄与が大きく、これらを良好に補正する為に、従来では正負正のトリプレット構成や、正の単レンズと正・負の接合レンズ1組など、3枚のレンズを用いることが多かった。しかしながら、高い変倍比を持つズームレンズになると、レンズ3枚では収差の補正力が足りずに、コマ収差等の軸外収差が多く発生してしまう恐れがある。そのため、本発明では、正の単レンズと正・負の接合レンズ1組の像側にもう1枚正の単レンズを追加することによって、軸外収差の発生を抑え、良好な光学性能を得ている。   The third lens group includes, in order from the object side, a positive P1 lens, a positive P2 lens, a negative N1 lens, and a positive P3 lens. Of these, the P2 lens and the N1 lens are cemented. . The third lens group has a large contribution to spherical aberration and coma aberration, and in order to correct these well, in the past, a positive / negative positive triplet configuration, a positive single lens and a pair of positive / negative cemented lenses, etc. Often, three lenses were used. However, in a zoom lens having a high zoom ratio, the three lenses do not have sufficient correction power for aberrations, and there is a risk that many off-axis aberrations such as coma will occur. Therefore, in the present invention, by adding another positive single lens to the image side of the positive single lens and one pair of positive and negative cemented lenses, generation of off-axis aberration is suppressed, and good optical performance is obtained. ing.

条件式(4)は、前記N1レンズと前記P2レンズの屈折率の差を規定したものである。条件式(4)の値が下限値を上回ることによって、屈折率の高い負レンズと屈折率の低い正レンズの組み合わせとなり、前記P1レンズで補正し切れなかった球面収差やコマ収差を効果的に補正することが出来る。一方、条件式(4)の値が上限値を下回ることで、入手しやすい硝材でレンズを構成することが出来る。   Conditional expression (4) defines the difference in refractive index between the N1 lens and the P2 lens. When the value of conditional expression (4) exceeds the lower limit value, a combination of a negative lens having a high refractive index and a positive lens having a low refractive index becomes a combination, and spherical aberration and coma aberration that could not be corrected by the P1 lens are effectively reduced. It can be corrected. On the other hand, when the value of conditional expression (4) is lower than the upper limit value, the lens can be configured with an easily available glass material.

請求項5に記載のズームレンズは、請求項1から4のいずれかに記載の発明において、前記第1レンズ群は、1枚の負レンズと1枚の正レンズから成る接合レンズを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
0.3 < n1N − n1P < 0.6 (5)
ただし、
n1N:前記第1レンズ群の接合レンズにおける負レンズのd線に対する屈折率
n1P:前記第1レンズ群の接合レンズにおける正レンズのd線に対する屈折率
The zoom lens according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the first lens group includes a cemented lens including one negative lens and one positive lens. The following conditional expression is satisfied.
0.3 <n1N-n1P <0.6 (5)
However,
n1N: refractive index with respect to d-line of the negative lens in the cemented lens of the first lens group n1P: refractive index with respect to d-line of the positive lens in the cemented lens of the first lens group

前記第1レンズ群は、物体側より順に、1枚の負レンズと1枚の正レンズからなる接合レンズを有する。条件式(5)は、前記接合レンズの負レンズと正レンズの屈折率の差を規定している。前記接合レンズの接合面が物体側に凸であり、条件式(5)の値が下限値を上回ることによって、この接合面は負の屈折力を有する発散面となり、望遠端における球面収差を効果的に補正することが出来る。一方、条件式(5)の値が上限値を下回ることで、入手しやすい硝材でレンズを構成することが出来る。   The first lens group includes a cemented lens including one negative lens and one positive lens in order from the object side. Conditional expression (5) defines the difference in refractive index between the negative lens and the positive lens of the cemented lens. When the cemented surface of the cemented lens is convex on the object side and the value of conditional expression (5) exceeds the lower limit value, the cemented surface becomes a divergent surface having negative refractive power, and the spherical aberration at the telephoto end is effective. Can be corrected automatically. On the other hand, when the value of conditional expression (5) is less than the upper limit value, the lens can be made of an easily available glass material.

また、前記接合レンズの像側に正レンズを配置することで、前記接合レンズの正の屈折面による屈折力を分担することが出来るので、前記接合レンズの正の屈折面による過度な屈折力に起因したコマ収差等の発生を抑えることが出来る。よって、前記接合レンズの像側に正レンズを配置することが望ましい。   Further, by arranging a positive lens on the image side of the cemented lens, it is possible to share the refractive power due to the positive refractive surface of the cemented lens, so that excessive refractive power due to the positive refractive surface of the cemented lens can be reduced. Occurrence of coma aberration and the like due to this can be suppressed. Therefore, it is desirable to arrange a positive lens on the image side of the cemented lens.

請求項に記載のズームレンズは、請求項1からのいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
3.0 < (D1 + D2) / fW < 6.0 (6)
ただし、
D1:前記第1レンズ群の光軸上の厚さ
D2:前記第2レンズ群の光軸上の厚さ
fW:広角端における全系の焦点距離
A zoom lens according to a sixth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the following conditional expression is satisfied.
3.0 <(D1 + D2) / fW <6.0 (6)
However,
D1: Thickness on the optical axis of the first lens group D2: Thickness on the optical axis of the second lens group fW: Focal length of the entire system at the wide angle end

条件式(6)は、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸上の厚さの和と、広角端における焦点距離の比を規定している。小型化、薄型化が求められているズームレンズでは、未使用時では各レンズ群を収容した鏡筒が沈胴し、撮影時よりも薄型化されるのが一般的である。各レンズ群間の空気間隔は沈胴によって詰める事が出来るが、レンズ群の光軸上の厚さは収納によって詰めることが出来ない。そこで、条件式(6)の値が上限値を下回るようにすることによって、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸上の厚さが薄くなり、沈胴時のコンパクト化が可能となる。一方、条件式(6)の値が下限値を上回るようにすることによって、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の過度な薄型化を防ぎ、レンズ性能に必要なコバ厚(レンズ周辺部の厚さ)の確保等が可能となる。   Conditional expression (6) defines the ratio of the sum of the thicknesses on the optical axis of the first lens group and the second lens group and the focal length at the wide angle end. Zoom lenses that are required to be small and thin are generally retracted when the lens is not in use, and are made thinner than when photographing. The air space between the lens groups can be reduced by retracting, but the thickness of the lens group on the optical axis cannot be reduced by storage. Therefore, by setting the value of conditional expression (6) below the upper limit value, the thickness of the first lens group and the second lens group on the optical axis can be reduced, and it is possible to make the system compact when retracted. Become. On the other hand, by making the value of the conditional expression (6) exceed the lower limit value, it is possible to prevent the first lens group and the second lens group from being excessively thinned, and to provide an edge thickness (lens peripheral portion necessary for lens performance). (Thickness) can be secured.

請求項に記載のズームレンズは、請求項1からのいずれかに記載の発明において、前記第5レンズ群は、単レンズであることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the zoom lens according to any one of the first to sixth aspects, the fifth lens group is a single lens.

前記第5レンズ群は像面に近いため、ここを通る光束が細くなり、球面収差やコマ収差の発生量を比較的小さく抑えることができる。したがって、前記第5レンズ群を単レンズで構成することが、低コスト化や光学系の小型化を達成する上で望ましい。   Since the fifth lens group is close to the image plane, the light beam passing through the fifth lens group becomes thin, and the generation amount of spherical aberration and coma aberration can be kept relatively small. Therefore, it is desirable that the fifth lens group is composed of a single lens in order to achieve cost reduction and downsizing of the optical system.

請求項に記載のズームレンズは、請求項1からのいずれかに記載の発明において、前記第4レンズ群は、単レンズであることを特徴とする。 A zoom lens according to an eighth aspect of the present invention is the zoom lens according to any one of the first to seventh aspects, wherein the fourth lens group is a single lens.

前記第4レンズ群は前記第5レンズ群に次いで像面に近いため、ここを通る光束が細くなり、球面収差やコマ収差の発生量を比較的小さく抑えることができる。したがって、前記第4レンズ群を単レンズで構成することが、低コスト化や光学系の小型化を達成する上で望ましい。   Since the fourth lens group is close to the image plane next to the fifth lens group, the light beam passing through the fourth lens group becomes thin, and the generation amount of spherical aberration and coma aberration can be suppressed to be relatively small. Therefore, it is desirable to configure the fourth lens group with a single lens in order to achieve cost reduction and downsizing of the optical system.

請求項に記載のズームレンズは、請求項1からのいずれかに記載の発明において、前記ズームレンズは、前記第4レンズ群を移動させることにより、合焦を行うことを特徴とする。 A zoom lens according to a ninth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the zoom lens performs focusing by moving the fourth lens group.

前記第4レンズ群により合焦を行うことによって、レンズ群の繰り出しによる光学全長の増加や前玉径の増大を招くことなく、近距離の被写体まで鮮明な像を結像することが出来る。   By focusing with the fourth lens group, it is possible to form a clear image up to an object at a short distance without causing an increase in the total optical length or an increase in the front lens diameter due to the extension of the lens group.

請求項10に記載のズームレンズは、請求項1からのいずれかに記載の発明において、実質的に屈折力を有しないレンズを有することを特徴とする。つまり、請求項1の構成に、実質的にパワーを持たないダミーレンズを付与した場合でも本発明の適用範囲内である。 A zoom lens according to a tenth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to ninth aspects, the lens has substantially no refractive power. That is, even when a dummy lens having substantially no power is added to the configuration of claim 1, it is within the scope of application of the present invention.

請求項11に記載のズームレンズは、請求項1から10のいずれかに記載の発明において、20倍以上の変倍比を有することを特徴とする。
請求項12に記載の撮像装置は、請求項1から11のいずれかに記載のズームレンズと、前記ズームレンズにより撮像面に形成された画像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする。
A zoom lens according to an eleventh aspect is characterized in that in the invention according to any one of the first to tenth aspects, the zoom lens has a zoom ratio of 20 times or more.
An imaging device according to a twelfth aspect includes the zoom lens according to any one of the first to eleventh aspects, and an imaging element that photoelectrically converts an image formed on an imaging surface by the zoom lens. .

本発明によれば、例えば変倍比20倍以上の高変倍を達成しつつ、コンパクト化もなされ、さらに諸収差が良好に補正されたズームレンズ及びそれを用いた撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, for example, it is possible to provide a zoom lens that achieves a high zoom ratio of, for example, a zoom ratio of 20 times or more, is compact, and has various aberrations corrected well, and an imaging device using the zoom lens. it can.

本実施の形態にかかる撮像装置を搭載したデジタルカメラの正面上部側から見た斜視図(a)及び背面下部側から見た斜視図(b)である。It is the perspective view (a) seen from the front upper side of the digital camera carrying the imaging device concerning this Embodiment, and the perspective view (b) seen from the back lower side. 本実施の形態にかかるズームレンズを有する撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of the imaging device which has the zoom lens concerning this Embodiment. 実施例1のズームレンズの断面図である。3 is a cross-sectional view of the zoom lens of Example 1. FIG. 実施例1のズームレンズの収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。FIG. 6 is an aberration diagram (spherical aberration, astigmatism, distortion) of the zoom lens of Example 1; 実施例2のズームレンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of a zoom lens according to Example 2. FIG. 実施例2のズームレンズの収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。FIG. 6 is an aberration diagram (spherical aberration, astigmatism, distortion) of the zoom lens of Example 2. 実施例3のズームレンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of a zoom lens of Example 3. FIG. 実施例3のズームレンズの収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。FIG. 6 is an aberration diagram (spherical aberration, astigmatism, distortion) of the zoom lens of Example 3;

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態にかかる撮像装置の一例であるデジタルカメラの正面上部側から見た斜視図(a)及び背面下部側から見た斜視図(b)であり、図2は、本実施の形態にかかるズームレンズを有する撮像装置のブロック図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view (a) viewed from the front upper side and a perspective view (b) viewed from the lower rear side of the digital camera which is an example of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 1 is a block diagram of an imaging apparatus having a zoom lens according to an embodiment.

図1(a)において、デジタルカメラDCは、ズームレンズ101を内蔵しカメラボディ81に対して沈胴する沈胴式のレンズ鏡胴80と、ファインダ窓82と、レリーズ釦83と、フラッシュ発光部84と、ストラップ取り付け部87と、USB端子88と、レンズカバー89とを有している。レンズカバー89を開くと、不図示のスイッチがオン操作され、レンズ鏡胴80が前方に繰り出されて撮影状態になり、一方、撮影終了後に、レンズカバー89を閉じると、不図示のスイッチがオフ操作されレンズ鏡胴80は沈胴するようになっている。尚、レンズ鏡胴80を沈胴させる構成については、良く知られているので以下に詳細は記載しない。   1A, a digital camera DC includes a retractable lens barrel 80 that includes a zoom lens 101 and retracts with respect to a camera body 81, a finder window 82, a release button 83, and a flash light emitting unit 84. , A strap attaching portion 87, a USB terminal 88, and a lens cover 89. When the lens cover 89 is opened, a switch (not shown) is turned on, and the lens barrel 80 is extended forward to enter a shooting state. On the other hand, when the lens cover 89 is closed after shooting is finished, the switch (not shown) is turned off. The lens barrel 80 is operated to retract. The configuration for retracting the lens barrel 80 is well known and will not be described in detail below.

更に、図1(b)において、デジタルカメラDCは、ファインダ接眼部91と、レリーズ釦83が押圧された時にAFやAEの情報を発光もしくは点滅により撮影者に表示する赤と緑の表示ランプ92と、撮影者の操作に応じてズームアップ、ズームダウンをおこなうズーム釦93と、各種設定用のメニュー/セット釦95と、選択釦である4方向スイッチ96と、画像やその他文字情報等を表示するモニターLCD112と、モニターLCD112において撮影した画像の再生を行うための再生釦97と、モニターLCD112に表示された画像やその他文字情報の表示や消去を選択するディスプレイ釦98と、撮影記録した画像の消去をおこなう消去釦99と、三脚穴71と、開閉自在な電池/カード蓋72とを有する。撮影者は、メニュー/セット釦95で、モニターLCD112上に各種のメニューを表示させ、選択釦96で選択し、メニュー/セット釦95で設定を確定することができる。電池/カード蓋72の内部には、デジタルカメラDCの電源を供給する電池と、撮影した画像を記録するカード型のリムーバブルメモリが装填されるようになっている。   Further, in FIG. 1B, the digital camera DC includes a finder eyepiece 91 and red and green display lamps that display AF and AE information to the photographer by light emission or blinking when the release button 83 is pressed. 92, a zoom button 93 for zooming up and down according to the operation of the photographer, a menu / set button 95 for various settings, a four-way switch 96 as a selection button, an image, other character information, and the like. A monitor LCD 112 to be displayed, a playback button 97 for playing back an image shot on the monitor LCD 112, a display button 98 for selecting display and deletion of an image displayed on the monitor LCD 112 and other character information, and a shot and recorded image Erasing button 99, tripod hole 71, and battery / card cover 72 that can be freely opened and closed. The photographer can display various menus on the monitor LCD 112 with the menu / set button 95, select with the selection button 96, and confirm the setting with the menu / set button 95. Inside the battery / card cover 72, a battery for supplying power to the digital camera DC and a card-type removable memory for recording captured images are loaded.

更に、デジタルカメラDCに搭載される撮像装置100は、図2に示すように、ズームレンズ101と、固体撮像素子102と、A/D変換部103と、制御部104と、光学系駆動部105と、タイミング発生部106と、撮像素子駆動部107と、画像メモリ108と、画像処理部109と、画像圧縮部110と、画像記録部111と、モニターLCD112と、図1を参照して上述した釦群を含む操作部113とを備えて構成される。   Further, as shown in FIG. 2, the imaging apparatus 100 mounted on the digital camera DC includes a zoom lens 101, a solid-state imaging device 102, an A / D conversion unit 103, a control unit 104, and an optical system driving unit 105. The timing generation unit 106, the image sensor driving unit 107, the image memory 108, the image processing unit 109, the image compression unit 110, the image recording unit 111, the monitor LCD 112, and the above-mentioned description with reference to FIG. And an operation unit 113 including a button group.

ズームレンズ101は、被写体像を固体撮像素子102の撮像面に結像させる機能を有する。本実施の形態のズームレンズ101は、詳しくは後述するが、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群から構成され、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズであって、変倍時に、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群までの各々のレンズ群が移動するようになっており、前記第5レンズ群は変倍時、合焦時ともに移動しないレンズ群であり、以下の条件式を満足する。
6.5 < |f1/f2| < 15.0 (1)
ただし、
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
The zoom lens 101 has a function of forming a subject image on the imaging surface of the solid-state imaging device 102. As will be described in detail later, the zoom lens 101 according to the present embodiment has, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power. The zoom lens includes a third lens group, a fourth lens group having a negative refractive power, and a fifth lens group having a positive refractive power, and performs zooming by changing the interval between the lens groups. Each lens group from the first lens group to the fourth lens group moves during zooming, and the fifth lens group does not move during zooming or focusing. And satisfies the following conditional expression.
6.5 <| f1 / f2 | <15.0 (1)
However,
f1: Focal length of the first lens group f2: Focal length of the second lens group

固体撮像素子102は、CCDやCMOS等の撮像素子であり、RGBカラーフィルターを備え、入射光をR、G、B毎に光電変換してそのアナログ信号を出力する。A/D変換部103は、アナログ信号をデジタルの画像データに変換する。   The solid-state image sensor 102 is an image sensor such as a CCD or CMOS, and includes an RGB color filter. The solid-state image sensor 102 photoelectrically converts incident light for each of R, G, and B and outputs an analog signal thereof. The A / D conversion unit 103 converts an analog signal into digital image data.

制御部104は、撮像装置100の各部を制御する。制御部104は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)を含み、ROMから読み出されてRAMに展開された各種プログラムと、CPUとの協働で各種処理を実行する。   The control unit 104 controls each unit of the imaging device 100. The control unit 104 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory), and various programs read out from the ROM and expanded in the RAM, and various in cooperation with the CPU. Execute the process.

光学系駆動部105は、制御部104の制御により、変倍、合焦、露出等において、ズームレンズ101を駆動制御する。タイミング発生部106は、アナログ信号出力用のタイミング信号を出力する。撮像素子駆動部107は、固体撮像素子102を駆動制御する。   The optical system driving unit 105 controls the zoom lens 101 in zooming, focusing, exposure, and the like under the control of the control unit 104. The timing generator 106 outputs a timing signal for analog signal output. The image sensor driving unit 107 controls driving of the solid-state image sensor 102.

画像メモリ108は、画像データを読み出し及び書き込み可能に記憶する。画像処理部109は、画像データに各種画像処理を施す。画像圧縮部110は、JPEG(Joint Photographic Experts Group)等の圧縮方式により、撮像画像データを圧縮する。画像記録部111は、図示しないスロットにセットされた、メモリカード等の記録メディアに画像データを記録する。   The image memory 108 stores image data so as to be readable and writable. The image processing unit 109 performs various image processes on the image data. The image compression unit 110 compresses captured image data by a compression method such as JPEG (Joint Photographic Experts Group). The image recording unit 111 records image data on a recording medium such as a memory card set in a slot (not shown).

モニターLCD112は、カラー液晶パネル等であり、撮影後の画像データ、撮影前のスルー画像、各種操作画面等を表示する。操作部113は、図1を参照して上述した釦群を介して、ユーザにより操作入力された情報を制御部104に出力する。   The monitor LCD 112 is a color liquid crystal panel or the like, and displays image data after shooting, a through image before shooting, various operation screens, and the like. The operation unit 113 outputs information input by the user to the control unit 104 via the button group described above with reference to FIG.

ここで、撮像装置100における動作を説明する。被写体撮影では、被写体のモニタリング(スルー画像表示)と、画像撮影実行とが行われる。モニタリングにおいては、ズームレンズ101を介して得られた被写体の像が、固体撮像素子102の受光面(撮像面)に結像される。ズームレンズ101の撮影光軸後方に配置された固体撮像素子102が、タイミング発生部106、撮像素子駆動部107によって駆動され、一定周期毎に結像した光像に対応する光電変換出力としてのアナログ信号を1画面分出力する。   Here, the operation of the imaging apparatus 100 will be described. In subject photographing, subject monitoring (through image display) and image photographing execution are performed. In monitoring, an image of the subject obtained through the zoom lens 101 is formed on the light receiving surface (imaging surface) of the solid-state image sensor 102. An analog as a photoelectric conversion output corresponding to a light image that is driven by a timing generation unit 106 and an image sensor driving unit 107 and is imaged at regular intervals, and is driven by a solid-state image sensor 102 disposed behind the photographing optical axis of the zoom lens 101. Output the signal for one screen.

このアナログ信号は、RGBの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、A/D変換部103でデジタルデータに変換される。そのデジタルデータは、画像処理部109により、画素補間処理及びγ補正処理を含むカラープロセス処理が行なわれて、デジタル値の輝度信号Y及び色差信号Cb、Cr(画像データ)が生成されて画像メモリ108に格納され、定期的にその信号が読み出されてそのビデオ信号が生成されて、モニターLCD112に出力される。尚、ホワイトバランス調整手段でもある制御部104は、撮影画像のホワイトバランスを調整する。   The analog signal is appropriately gain-adjusted for each primary color component of RGB, and then converted into digital data by the A / D conversion unit 103. The digital data is subjected to color process processing including pixel interpolation processing and γ correction processing by the image processing unit 109 to generate a luminance signal Y and color difference signals Cb, Cr (image data) as digital values, and the image memory. 108, the signal is periodically read out, the video signal is generated, and output to the monitor LCD 112. Note that the control unit 104, which is also a white balance adjustment unit, adjusts the white balance of the captured image.

モニターLCD112は、モニタリングにおいては電子ファインダとして機能し、撮像画像を、ほぼリアルタイムに表示することとなる。この状態で、随時、撮影者による操作部113を介する入力に基づいて、光学系駆動部105の駆動によりズームレンズ101の変倍、合焦、露出等が設定される。   The monitor LCD 112 functions as an electronic viewfinder in monitoring, and displays captured images almost in real time. In this state, zooming, focusing, exposure, and the like of the zoom lens 101 are set by driving the optical system driving unit 105 based on input from the photographer via the operation unit 113 as needed.

このようなモニタリング状態において、静止画撮影を行ないたいタイミングで、ユーザがレリーズ釦83を操作することにより、静止画像データが撮影される。レリーズ釦83の操作に応じて、画像メモリ108に格納された1コマの画像データが読み出されて、画像圧縮部110により圧縮される。その圧縮された画像データが、画像記録部111によりリムーバブルメモリに記録される。   In such a monitoring state, when the user operates the release button 83 at a timing at which still image shooting is desired, still image data is shot. In response to the operation of the release button 83, one frame of image data stored in the image memory 108 is read out and compressed by the image compression unit 110. The compressed image data is recorded in the removable memory by the image recording unit 111.

尚、レンズカバー89の閉じ操作により、不図示のスイッチをオフ操作することで、ズームレンズ101を内包するレンズ鏡胴80は、互いのレンズ群間隔が狭くなるように駆動され、沈胴動作を行う。このとき、第1、第2レンズ群より径の小さい第3レンズ群と第4レンズ群を、光路から退避させるよう構成すると、沈胴後の全長がより短くなるので好ましい。   In addition, when a switch (not shown) is turned off by closing the lens cover 89, the lens barrel 80 including the zoom lens 101 is driven so that the distance between the lens groups becomes narrow, and a retracting operation is performed. . At this time, if the third lens group and the fourth lens group having a smaller diameter than the first and second lens groups are configured to be retracted from the optical path, the total length after the collapsing becomes shorter.

なお、上記実施の形態及び各実施例における記述は、本発明に係る好適なズームレンズ及び撮像装置の一例であり、これに限定されるものではない。又、本撮像装置はビデオカメラにも搭載可能である。   Note that the description in the above embodiment and each example is an example of a preferable zoom lens and imaging apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The imaging apparatus can also be installed in a video camera.

(実施例)
次に、上述した実施の形態に好適な実施例について説明する。但し、以下に示す実施例により本発明が限定されるものではない。
f :ズームレンズ全系の焦点距離
Fno:Fナンバー
2Y:固体撮像素子の撮像面対角線長
R :曲率半径
D :軸上面間隔
Nd:レンズ材料のd線に対する屈折率
νd:レンズ材料のアッベ数
(Example)
Next, examples suitable for the above-described embodiment will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.
f: Focal length of the entire zoom lens system Fno: F number 2Y: Diagonal length of the imaging surface of the solid-state imaging device R: Radius of curvature D: Spacing on the axial surface Nd: Refractive index of lens material with respect to d-line νd: Abbe number of lens material

各実施例において、各面番号の後に「*」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にX軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhとして以下の「数2」で表す。   In each embodiment, the surface described with “*” after each surface number is a surface having an aspheric shape, and the shape of the aspheric surface has the vertex of the surface as the origin and the X axis in the optical axis direction. The height in the direction perpendicular to the optical axis is h and is expressed by the following “Equation 2”.

ただし、
Ai:i次の非球面係数
R :曲率半径
K :円錐定数
However,
Ai: i-order aspheric coefficient R: radius of curvature K: conic constant

(実施例1)
実施例1のレンズデータを表1に示す。なお、これ以降(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10-02)を、E(たとえば2.5E−02)を用いて表すものとする。図3は、実施例1のズームレンズの断面図であり、(a)は広角端の状態を示し、(b)は中間の状態を示し、(c)は望遠端の状態を示す。図中Gr1は正の屈折力を有する第1レンズ群であり、第1レンズL1と第2レンズL2と第3レンズL3とからなる。1枚の負レンズである第1レンズL1と、1枚の正レンズである第2レンズL2は接合されており、接合面は物体側に凸である。又、Gr2は負の屈折力を有する第2レンズ群であり、像側に凹面を向けた負レンズである第4レンズL4と、像側に凹面を向けた負レンズである第5レンズL5と、物体側に凸面を向けた正レンズである第6レンズL6とからなる。第5レンズL5と第6レンズL6は接合されており、接合面は物体側に凸である。更に、Gr3は正の屈折力を有する第3レンズ群であり、第7レンズL7(正のP1レンズ)と第8レンズL8(正のP2レンズ)と第9レンズL9(負のN1レンズ)と第10レンズL10(正のP3レンズ)とからなる。第8レンズL8と第9レンズL9は接合されており、接合面は像側に凸である。又、Gr4は負の屈折力を有する第4レンズ群であり、第11レンズL11のみからなる。更に、Gr5は正の屈折力を有する第5レンズ群であり、第12レンズL12のみからなる。Sは第7レンズL7の物体側に設けられた開口絞り、Iは撮像面を示す。また、F1、F2は光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。
Example 1
Table 1 shows lens data of Example 1. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −02 ) is expressed using E (for example, 2.5E-02). 3A and 3B are cross-sectional views of the zoom lens of Example 1. FIG. 3A shows a wide-angle end state, FIG. 3B shows an intermediate state, and FIG. 3C shows a telephoto end state. In the drawing, Gr1 is a first lens group having a positive refractive power, and includes a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3. The first lens L1 that is one negative lens and the second lens L2 that is one positive lens are cemented, and the cemented surface is convex on the object side. Gr2 is a second lens group having a negative refractive power, a fourth lens L4 that is a negative lens having a concave surface facing the image side, and a fifth lens L5 that is a negative lens having a concave surface facing the image side. The sixth lens L6 is a positive lens having a convex surface directed toward the object side. The fifth lens L5 and the sixth lens L6 are cemented, and the cemented surface is convex on the object side. Gr3 is a third lens group having positive refractive power, and includes a seventh lens L7 (positive P1 lens), an eighth lens L8 (positive P2 lens), and a ninth lens L9 (negative N1 lens). It consists of a tenth lens L10 (positive P3 lens). The eighth lens L8 and the ninth lens L9 are cemented, and the cemented surface is convex on the image side. Gr4 is a fourth lens group having negative refractive power, and is composed of only the eleventh lens L11. Further, Gr5 is a fifth lens group having a positive refractive power, and includes only the twelfth lens L12. S denotes an aperture stop provided on the object side of the seventh lens L7, and I denotes an imaging surface. F1 and F2 are parallel flat plates assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, and the like.

[表1]
実施例1
f = 4.12 - 21.15 - 109.59
Fno = 3.13 - 4.92 - 6.08
ズーム比 = 26.60

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 52.962 1.500 1.90370 31.3 15.76
2 33.783 4.660 1.48750 70.4 15.02
3 277.200 0.200 14.75
4 38.131 3.650 1.48750 70.4 14.15
5 405.000 d1 13.95
6 2670.000 0.800 1.91080 35.3 8.31
7 8.945 5.010 6.42
8 -18.905 0.710 1.48750 70.4 6.17
9 12.787 2.310 1.92290 20.9 6.14
10 54.300 d2 6.00
11(絞り) ∞ 0.620 3.24
12* 17.308 2.620 1.69350 53.2 3.42
13* -24.699 0.380 3.50
14 11.681 3.010 1.48750 70.4 3.45
15 -27.710 2.500 1.90370 31.3 3.16
16 10.822 0.740 2.94
17 24.500 1.650 1.49700 81.6 3.01
18 -13.511 d3 3.05
19* 5576.445 1.100 1.54470 56.2 2.95
20* 9.522 d4 2.90
21* 61.735 3.500 1.54470 56.2 4.70
22* -10.581 1.057 4.69
23 ∞ 0.300 1.52310 54.5 4.50
24 ∞ 3.830 4.47
25 ∞ 0.500 1.51680 64.2 4.06
26 ∞ 0.370 4.03

非球面係数

第12面 第20面
K=0.00000E+00 K=0.00000E+00
A4=-0.56600E-04 A4=-0.23368E-03
A6=-0.31016E-04 A6=0.22004E-03
A8=0.49703E-05 A8=-0.30770E-04
A10=-0.38910E-06 A10=0.16520E-05
A12=0.11034E-07

第13面 第21面
K=0.00000E+00 K=0.00000E+00
A4=0.22903E-04 A4=0.30477E-03
A6=-0.33741E-04 A6=0.10647E-04
A8=0.53349E-05 A8=-0.11281E-06
A10=-0.41097E-06 A10=0.10753E-08
A12=0.11520E-07

第19面 第22面
K=0.00000E+00 K=0.00000E+00
A4=-0.39392E-03 A4=0.55143E-03
A6=0.15875E-03 A6=-0.36835E-06
A8=-0.21849E-04 A8=0.29881E-06
A10=0.11547E-05 A10=-0.35562E-08

各ポジションの焦点距離、Fナンバー、画角(゜)、撮像面対角線長、群間距離

f Fno 画角 2Y d1 d2 d3 d4
4.12 3.13 86.6 6.453 0.788 38.373 2.103 2.935
21.15 4.92 20.8 7.98 24.438 12.528 6.708 8.963
109.59 6.08 4.1 7.957 45.936 1.107 11.046 10.584

レンズ群データ

レンズ群 始面 焦点距離(mm)
1 1 69.03
2 6 -8.68
3 11 13.43
4 19 -17.51
5 21 16.87
[Table 1]
Example 1
f = 4.12-21.15-109.59
Fno = 3.13-4.92-6.08
Zoom ratio = 26.60

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 52.962 1.500 1.90370 31.3 15.76
2 33.783 4.660 1.48750 70.4 15.02
3 277.200 0.200 14.75
4 38.131 3.650 1.48750 70.4 14.15
5 405.000 d1 13.95
6 2670.000 0.800 1.91080 35.3 8.31
7 8.945 5.010 6.42
8 -18.905 0.710 1.48750 70.4 6.17
9 12.787 2.310 1.92290 20.9 6.14
10 54.300 d2 6.00
11 (Aperture) ∞ 0.620 3.24
12 * 17.308 2.620 1.69350 53.2 3.42
13 * -24.699 0.380 3.50
14 11.681 3.010 1.48750 70.4 3.45
15 -27.710 2.500 1.90370 31.3 3.16
16 10.822 0.740 2.94
17 24.500 1.650 1.49700 81.6 3.01
18 -13.511 d3 3.05
19 * 5576.445 1.100 1.54470 56.2 2.95
20 * 9.522 d4 2.90
21 * 61.735 3.500 1.54470 56.2 4.70
22 * -10.581 1.057 4.69
23 ∞ 0.300 1.52310 54.5 4.50
24 ∞ 3.830 4.47
25 ∞ 0.500 1.51680 64.2 4.06
26 ∞ 0.370 4.03

Aspheric coefficient

Surface 12 Surface 20
K = 0.00000E + 00 K = 0.00000E + 00
A4 = -0.56600E-04 A4 = -0.23368E-03
A6 = -0.31016E-04 A6 = 0.22004E-03
A8 = 0.49703E-05 A8 = -0.30770E-04
A10 = -0.38910E-06 A10 = 0.16520E-05
A12 = 0.11034E-07

Side 13 Side 21
K = 0.00000E + 00 K = 0.00000E + 00
A4 = 0.22903E-04 A4 = 0.30477E-03
A6 = -0.33741E-04 A6 = 0.10647E-04
A8 = 0.53349E-05 A8 = -0.11281E-06
A10 = -0.41097E-06 A10 = 0.10753E-08
A12 = 0.11520E-07

19th page 22nd page
K = 0.00000E + 00 K = 0.00000E + 00
A4 = -0.39392E-03 A4 = 0.55143E-03
A6 = 0.15875E-03 A6 = -0.36835E-06
A8 = -0.21849E-04 A8 = 0.29881E-06
A10 = 0.11547E-05 A10 = -0.35562E-08

Focal length of each position, F number, angle of view (°), diagonal length of imaging surface, distance between groups

f Fno angle of view 2Y d1 d2 d3 d4
4.12 3.13 86.6 6.453 0.788 38.373 2.103 2.935
21.15 4.92 20.8 7.98 24.438 12.528 6.708 8.963
109.59 6.08 4.1 7.957 45.936 1.107 11.046 10.584

Lens group data

Lens group Start surface Focal length (mm)
1 1 69.03
2 6 -8.68
3 11 13.43
4 19 -17.51
5 21 16.87

図4は実施例1の収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。ここで、図4(a)は広角端における収差図である。図4(b)は中間における収差図である。図4(c)は望遠端における収差図である。ここで、球面収差図において、点線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線Sはサジタル面、点線Mはメリディオナル面をそれぞれ表す(以下同じ)。   FIG. 4 is an aberration diagram of Example 1 (spherical aberration, astigmatism, distortion). Here, FIG. 4A is an aberration diagram at the wide-angle end. FIG. 4B is an aberration diagram in the middle. FIG. 4C is an aberration diagram at the telephoto end. Here, in the spherical aberration diagram, the dotted line represents the amount of spherical aberration with respect to the g line, and the solid line represents the amount of spherical aberration with respect to the d line. In the astigmatism diagram, the solid line S represents the sagittal plane, and the dotted line M represents the meridional plane (the same applies hereinafter).

実施例1のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、第3レンズ群Gr3、第4レンズ群Gr4が光軸方向に沿って移動し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことが出来る。第5レンズ群Gr5は変倍に際し固定されている。また、第4レンズ群Gr4のみを光軸方向に移動させることによって、無限遠から有限距離への合焦を行うことが出来る。なお、第7レンズL7はガラスモールドレンズ、第11レンズL11、第12レンズL12はプラスチックレンズ、それ以外のレンズはガラス材料による研磨レンズを想定している。第11レンズL11、第12レンズL12は比較的像側に配置されたレンズであり、レンズを通る光束も細くなっていることから、温度変化による光学性能への影響が小さいため、プラスチックレンズを使用することで低コスト化が可能となる。また、射出成形によるプラスチックレンズは非球面レンズを容易に製造することが可能なため、非球面レンズによって、像面湾曲や歪曲収差などの各収差を効果的に補正することが可能となる。   In the zoom lens of Example 1, the first lens group Gr1, the second lens group Gr2, the third lens group Gr3, and the fourth lens group Gr4 move along the optical axis direction during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. However, zooming can be performed by changing the interval between the lens groups. The fifth lens group Gr5 is fixed during zooming. Further, by moving only the fourth lens group Gr4 in the optical axis direction, focusing from infinity to a finite distance can be performed. It is assumed that the seventh lens L7 is a glass mold lens, the eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 are plastic lenses, and the other lenses are polished lenses made of a glass material. The eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 are lenses arranged relatively on the image side, and since the light flux passing through the lens is also thin, the influence on the optical performance due to temperature change is small, so a plastic lens is used. By doing so, the cost can be reduced. Moreover, since the plastic lens by injection molding can easily manufacture an aspherical lens, each aspherical lens can effectively correct each aberration such as field curvature and distortion.

(実施例2)
実施例2のレンズデータを表2に示す。図5は、実施例2のズームレンズの断面図であり、(a)は広角端の状態を示し、(b)は中間の状態を示し、(c)は望遠端の状態を示す。図中Gr1は正の屈折力を有する第1レンズ群であり、第1レンズL1と第2レンズL2と第3レンズL3とからなる。1枚の負レンズである第1レンズL1と、1枚の正レンズである第2レンズL2は接合されており、接合面は物体側に凸である。又、Gr2は負の屈折力を有する第2レンズ群であり、像側に凹面を向けた負レンズである第4レンズL4と、像側に凹面を向けた負レンズである第5レンズL5と、物体側に凸面を向けた正レンズである第6レンズL6とからなる。第5レンズL5と第6レンズL6は接合されており、接合面は物体側に凸である。更に、Gr3は正の屈折力を有する第3レンズ群であり、第7レンズL7(正のP1レンズ)と第8レンズL8(正のP2レンズ)と第9レンズL9(負のN1レンズ)と第10レンズL10(正のP3レンズ)とからなる。第8レンズL8と第9レンズL9は接合されており、接合面は像側に凸である。又、Gr4は負の屈折力を有する第4レンズ群であり、第11レンズL11のみからなる。更に、Gr5は正の屈折力を有する第5レンズ群であり、第12レンズL12のみからなる。Sは第7レンズL7と第8レンズL8の間に設けられた開口絞り、Iは撮像面を示す。また、F1、F2は光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。
(Example 2)
Table 2 shows lens data of Example 2. 5A and 5B are cross-sectional views of the zoom lens of Example 2, where FIG. 5A illustrates a wide-angle end state, FIG. 5B illustrates an intermediate state, and FIG. 5C illustrates a telephoto end state. In the drawing, Gr1 is a first lens group having a positive refractive power, and includes a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3. The first lens L1 that is one negative lens and the second lens L2 that is one positive lens are cemented, and the cemented surface is convex on the object side. Gr2 is a second lens group having a negative refractive power, a fourth lens L4 that is a negative lens having a concave surface facing the image side, and a fifth lens L5 that is a negative lens having a concave surface facing the image side. The sixth lens L6 is a positive lens having a convex surface directed toward the object side. The fifth lens L5 and the sixth lens L6 are cemented, and the cemented surface is convex on the object side. Gr3 is a third lens group having positive refractive power, and includes a seventh lens L7 (positive P1 lens), an eighth lens L8 (positive P2 lens), and a ninth lens L9 (negative N1 lens). It consists of a tenth lens L10 (positive P3 lens). The eighth lens L8 and the ninth lens L9 are cemented, and the cemented surface is convex on the image side. Gr4 is a fourth lens group having negative refractive power, and is composed of only the eleventh lens L11. Further, Gr5 is a fifth lens group having a positive refractive power, and includes only the twelfth lens L12. S denotes an aperture stop provided between the seventh lens L7 and the eighth lens L8, and I denotes an imaging surface. F1 and F2 are parallel flat plates assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, and the like.

[表2]
実施例2
f = 4.42 - 20.02 - 91.49
Fno = 2.98 - 4.70 - 5.90
ズーム比 = 20.68

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 66.346 1.500 1.84670 23.8 17.03
2 36.513 5.475 1.48750 70.4 15.52
3 -1712.538 0.200 14.42
4 31.663 3.286 1.72920 54.7 14.10
5 88.075 d1 13.83
6 109.014 0.800 1.83480 42.7 8.76
7 8.130 4.997 6.42
8 -15.470 0.710 1.51740 52.2 6.27
9 14.184 2.279 1.92290 20.9 6.22
10 81.744 d2 6.10
11 14.851 1.913 1.53170 48.8 3.71
12 -32.613 0.792 3.55
13(絞り) ∞ -0.150 3.29
14 10.354 2.510 1.48750 70.4 3.28
15 -14.193 2.000 1.83400 37.4 3.10
16 15.229 0.615 2.97
17* 25.131 2.500 1.58310 59.5 3.01
18 -14.290 d3 3.05
19* 25.569 1.009 1.60700 27.0 2.89
20* 7.318 d4 2.81
21* -818.962 3.000 1.53050 55.7 4.42
22* -11.123 1.409 4.48
23 ∞ 0.500 1.52310 54.5 4.27
24 ∞ 3.630 4.24
25 ∞ 0.500 1.51680 64.2 3.90
26 ∞ 0.380 3.87

非球面係数

第17面 第21面
K=0.00000E+00 K=0.00000E+00
A4=-0.13295E-03 A4=0.25995E-03
A6=-0.27921E-05 A6=0.22159E-04
A8=0.51186E-06 A8=-0.44387E-06
A10=-0.25239E-07 A10=0.24853E-08

第19面 第22面
K=0.00000E+00 K=0.00000E+00
A4=-0.52548E-03 A4=0.11650E-03
A6=0.63402E-04 A6=0.15982E-04
A8=-0.13611E-04 A8=0.43958E-07
A10=0.82709E-06 A10=-0.54674E-08

第20面
K=0.00000E+00
A4=-0.19220E-03
A6=0.70141E-04
A8=-0.15100E-04
A10=0.93019E-06

各ポジションの焦点距離、Fナンバー、画角(゜)、撮像面対角線長、群間距離

f Fno 画角 2Y d1 d2 d3 d4
4.42 2.98 82.9 6.7 0.991 37.000 2.925 3.027
20.02 4.70 22.1 7.666 17.370 12.838 5.823 10.027
91.49 5.90 4.9 7.663 33.305 0.870 9.725 11.855

レンズ群データ

レンズ群 始面 焦点距離(mm)
1 1 55.14
2 6 -8.43
3 11 12.91
4 19 -17.25
5 21 21.23
[Table 2]
Example 2
f = 4.42-20.02-91.49
Fno = 2.98-4.70-5.90
Zoom ratio = 20.68

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 66.346 1.500 1.84670 23.8 17.03
2 36.513 5.475 1.48750 70.4 15.52
3 -1712.538 0.200 14.42
4 31.663 3.286 1.72920 54.7 14.10
5 88.075 d1 13.83
6 109.014 0.800 1.83480 42.7 8.76
7 8.130 4.997 6.42
8 -15.470 0.710 1.51740 52.2 6.27
9 14.184 2.279 1.92290 20.9 6.22
10 81.744 d2 6.10
11 14.851 1.913 1.53170 48.8 3.71
12 -32.613 0.792 3.55
13 (Aperture) ∞ -0.150 3.29
14 10.354 2.510 1.48750 70.4 3.28
15 -14.193 2.000 1.83400 37.4 3.10
16 15.229 0.615 2.97
17 * 25.131 2.500 1.58310 59.5 3.01
18 -14.290 d3 3.05
19 * 25.569 1.009 1.60700 27.0 2.89
20 * 7.318 d4 2.81
21 * -818.962 3.000 1.53050 55.7 4.42
22 * -11.123 1.409 4.48
23 ∞ 0.500 1.52310 54.5 4.27
24 ∞ 3.630 4.24
25 ∞ 0.500 1.51680 64.2 3.90
26 ∞ 0.380 3.87

Aspheric coefficient

17th 21st
K = 0.00000E + 00 K = 0.00000E + 00
A4 = -0.13295E-03 A4 = 0.25995E-03
A6 = -0.27921E-05 A6 = 0.22159E-04
A8 = 0.51186E-06 A8 = -0.44387E-06
A10 = -0.25239E-07 A10 = 0.24853E-08

19th page 22nd page
K = 0.00000E + 00 K = 0.00000E + 00
A4 = -0.52548E-03 A4 = 0.11650E-03
A6 = 0.63402E-04 A6 = 0.15982E-04
A8 = -0.13611E-04 A8 = 0.43958E-07
A10 = 0.82709E-06 A10 = -0.54674E-08

20th page
K = 0.00000E + 00
A4 = -0.19220E-03
A6 = 0.70141E-04
A8 = -0.15100E-04
A10 = 0.93019E-06

Focal length of each position, F number, angle of view (°), diagonal length of imaging surface, distance between groups

f Fno angle of view 2Y d1 d2 d3 d4
4.42 2.98 82.9 6.7 0.991 37.000 2.925 3.027
20.02 4.70 22.1 7.666 17.370 12.838 5.823 10.027
91.49 5.90 4.9 7.663 33.305 0.870 9.725 11.855

Lens group data

Lens group Start surface Focal length (mm)
1 1 55.14
2 6 -8.43
3 11 12.91
4 19 -17.25
5 21 21.23

図6は実施例2の収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。ここで、図6(a)は広角端における収差図である。図6(b)は中間における収差図である。図6(c)は望遠端における収差図である。   FIG. 6 is an aberration diagram of Example 2 (spherical aberration, astigmatism, distortion). Here, FIG. 6A is an aberration diagram at the wide-angle end. FIG. 6B is an aberration diagram in the middle. FIG. 6C is an aberration diagram at the telephoto end.

実施例2のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、第3レンズ群Gr3、第4レンズ群Gr4が光軸方向に沿って移動し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことが出来る。第5レンズ群Gr5は変倍に際し固定されている。また、第4レンズ群Gr4のみを光軸方向に移動させることによって、無限遠から有限距離への合焦を行うことが出来る。なお、第10レンズL10はガラスモールドレンズ、第11レンズL11、第12レンズL12はプラスチックレンズ、それ以外のレンズはガラス材料による研磨レンズを想定している。   In the zoom lens of Example 2, the first lens group Gr1, the second lens group Gr2, the third lens group Gr3, and the fourth lens group Gr4 move along the optical axis direction during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. However, zooming can be performed by changing the interval between the lens groups. The fifth lens group Gr5 is fixed during zooming. Further, by moving only the fourth lens group Gr4 in the optical axis direction, focusing from infinity to a finite distance can be performed. It is assumed that the tenth lens L10 is a glass mold lens, the eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 are plastic lenses, and the other lenses are polished lenses made of a glass material.

(実施例3)
実施例3のレンズデータを表3に示す。図7は、実施例3のズームレンズの断面図であり、(a)は広角端の状態を示し、(b)は中間の状態を示し、(c)は望遠端の状態を示す。図中Gr1は正の屈折力を有する第1レンズ群であり、第1レンズL1と第2レンズL2と第3レンズL3とからなる。1枚の負レンズである第1レンズL1と、1枚の正レンズである第2レンズL2は接合されており、接合面は物体側に凸である。又、Gr2は負の屈折力を有する第2レンズ群であり、像側に凹面を向けた負レンズである第4レンズL4と、像側に凹面を向けた負レンズである第5レンズL5と、物体側に凸面を向けた正レンズである第6レンズL6とからなる。第5レンズL5と第6レンズL6は接合されており、接合面は物体側に凸である。更に、Gr3は正の屈折力を有する第3レンズ群であり、第7レンズL7(正のP1レンズ)と第8レンズL8(正のP2レンズ)と第9レンズL9(負のN1レンズ)と第10レンズL10(正のP3レンズ)とからなる。第8レンズL8と第9レンズL9は接合されており、接合面は像側に凸である。又、Gr4は負の屈折力を有する第4レンズ群であり、第11レンズL11のみからなる。更に、Gr5は正の屈折力を有する第5レンズ群であり、第12レンズL12のみからなる。Sは第7レンズL7の物体側に設けられた開口絞り、Iは撮像面を示す。また、F1、F2は光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。
(Example 3)
Table 3 shows lens data of Example 3. 7A and 7B are cross-sectional views of the zoom lens of Example 3. FIG. 7A shows a wide-angle end state, FIG. 7B shows an intermediate state, and FIG. 7C shows a telephoto end state. In the drawing, Gr1 is a first lens group having a positive refractive power, and includes a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3. The first lens L1 that is one negative lens and the second lens L2 that is one positive lens are cemented, and the cemented surface is convex on the object side. Gr2 is a second lens group having a negative refractive power, a fourth lens L4 that is a negative lens having a concave surface facing the image side, and a fifth lens L5 that is a negative lens having a concave surface facing the image side. The sixth lens L6 is a positive lens having a convex surface directed toward the object side. The fifth lens L5 and the sixth lens L6 are cemented, and the cemented surface is convex on the object side. Gr3 is a third lens group having positive refractive power, and includes a seventh lens L7 (positive P1 lens), an eighth lens L8 (positive P2 lens), and a ninth lens L9 (negative N1 lens). It consists of a tenth lens L10 (positive P3 lens). The eighth lens L8 and the ninth lens L9 are cemented, and the cemented surface is convex on the image side. Gr4 is a fourth lens group having negative refractive power, and is composed of only the eleventh lens L11. Further, Gr5 is a fifth lens group having a positive refractive power, and includes only the twelfth lens L12. S denotes an aperture stop provided on the object side of the seventh lens L7, and I denotes an imaging surface. F1 and F2 are parallel flat plates assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, and the like.

[表3]
実施例3
f = 4.16 - 26.19 - 166.30
Fno = 2.86 - 5.33 - 6.50
ズーム比 = 40.00

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 75.269 1.556 1.91080 35.3 17.82
2 39.509 5.384 1.49700 81.6 16.21
3 -252.462 0.689 15.37
4 34.030 3.592 1.49700 81.6 14.00
5 163.590 d1 13.79
6 90.402 0.800 1.88300 40.8 7.79
7 8.456 5.240 5.89
8 -10.504 0.700 1.77250 49.6 5.23
9 42.609 1.562 1.94590 18.0 5.35
10 -33.322 d2 5.00
11(絞り) ∞ 0.280 3.62
12* 8.860 2.100 1.59200 67.0 3.96
13* -32.501 0.300 3.93
14 10.890 1.901 1.56880 56.0 3.83
15 -26.210 1.445 1.88300 40.8 3.65
16 7.245 0.729 3.32
17 10.287 2.074 1.54070 47.2 3.44
18 -25.035 d3 3.50
19* -13.619 1.087 2.00180 19.3 3.06
20* -49.482 d4 3.02
21* 100.000 3.500 1.54470 56.2 4.80
22* -15.787 4.225 4.70
23 ∞ 0.500 1.52310 54.5 4.19
24 ∞ 2.000 4.16

非球面係数

第12面 第20面
K=0.00000E+00 K=0.00000E+00
A4=-0.39993E-04 A4=0.24984E-02
A6=-0.23314E-04 A6=0.18627E-04
A8=0.34989E-05 A8=-0.50743E-05
A10=-0.21587E-06 A10=0.11704E-06
A12=0.51476E-08

第13面 第21面
K=0.00000E+00 K=0.00000E+00
A4=0.14737E-03 A4=0.73781E-04
A6=-0.22655E-04 A6=0.32694E-04
A8=0.37143E-05 A8=-0.77209E-06
A10=-0.23856E-06 A10=0.77872E-08
A12=0.59113E-08

第19面 第22面
K=0.00000E+00 K=0.00000E+00
A4=0.24426E-02 A4=-0.13247E-03
A6=-0.16710E-04 A6=0.27583E-04
A8=-0.46194E-05 A8=-0.18995E-06
A10=0.16976E-06 A10=-0.24753E-08

各ポジションの焦点距離、Fナンバー、画角(゜)、撮像面対角線長、群間距離

f Fno 画角 2Y d1 d2 d3 d4
4.16 2.86 88.2 6.577 0.598 29.142 2.102 2.803
26.19 5.33 17.5 7.834 27.181 11.052 4.938 15.365
166.30 6.50 2.8 7.919 47.243 0.920 10.593 14.784

レンズ群データ

レンズ群 始面 焦点距離(mm)
1 1 66.01
2 6 -6.74
3 11 11.62
4 19 -19.05
5 21 25.30
[Table 3]
Example 3
f = 4.16-26.19-166.30
Fno = 2.86-5.33-6.50
Zoom ratio = 40.00

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 75.269 1.556 1.91080 35.3 17.82
2 39.509 5.384 1.49700 81.6 16.21
3 -252.462 0.689 15.37
4 34.030 3.592 1.49700 81.6 14.00
5 163.590 d1 13.79
6 90.402 0.800 1.88300 40.8 7.79
7 8.456 5.240 5.89
8 -10.504 0.700 1.77250 49.6 5.23
9 42.609 1.562 1.94590 18.0 5.35
10 -33.322 d2 5.00
11 (Aperture) ∞ 0.280 3.62
12 * 8.860 2.100 1.59200 67.0 3.96
13 * -32.501 0.300 3.93
14 10.890 1.901 1.56880 56.0 3.83
15 -26.210 1.445 1.88300 40.8 3.65
16 7.245 0.729 3.32
17 10.287 2.074 1.54070 47.2 3.44
18 -25.035 d3 3.50
19 * -13.619 1.087 2.00180 19.3 3.06
20 * -49.482 d4 3.02
21 * 100.000 3.500 1.54470 56.2 4.80
22 * -15.787 4.225 4.70
23 ∞ 0.500 1.52310 54.5 4.19
24 ∞ 2.000 4.16

Aspheric coefficient

Surface 12 Surface 20
K = 0.00000E + 00 K = 0.00000E + 00
A4 = -0.39993E-04 A4 = 0.24984E-02
A6 = -0.23314E-04 A6 = 0.18627E-04
A8 = 0.34989E-05 A8 = -0.50743E-05
A10 = -0.21587E-06 A10 = 0.11704E-06
A12 = 0.51476E-08

Side 13 Side 21
K = 0.00000E + 00 K = 0.00000E + 00
A4 = 0.14737E-03 A4 = 0.73781E-04
A6 = -0.22655E-04 A6 = 0.32694E-04
A8 = 0.37143E-05 A8 = -0.77209E-06
A10 = -0.23856E-06 A10 = 0.77872E-08
A12 = 0.59113E-08

19th page 22nd page
K = 0.00000E + 00 K = 0.00000E + 00
A4 = 0.24426E-02 A4 = -0.13247E-03
A6 = -0.16710E-04 A6 = 0.27583E-04
A8 = -0.46194E-05 A8 = -0.18995E-06
A10 = 0.16976E-06 A10 = -0.24753E-08

Focal length of each position, F number, angle of view (°), diagonal length of imaging surface, distance between groups

f Fno angle of view 2Y d1 d2 d3 d4
4.16 2.86 88.2 6.577 0.598 29.142 2.102 2.803
26.19 5.33 17.5 7.834 27.181 11.052 4.938 15.365
166.30 6.50 2.8 7.919 47.243 0.920 10.593 14.784

Lens group data

Lens group Start surface Focal length (mm)
1 1 66.01
2 6 -6.74
3 11 11.62
4 19 -19.05
5 21 25.30

図8は実施例3の収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。ここで、図8(a)は広角端における収差図である。図8(b)は中間における収差図である。図8(c)は望遠端における収差図である。   FIG. 8 is an aberration diagram of Example 3 (spherical aberration, astigmatism, distortion). Here, FIG. 8A is an aberration diagram at the wide-angle end. FIG. 8B is an aberration diagram in the middle. FIG. 8C is an aberration diagram at the telephoto end.

実施例3のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、第3レンズ群Gr3、第4レンズ群Gr4が光軸方向に沿って移動し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことが出来る。第5レンズ群Gr5は変倍に際し固定されている。また、第4レンズ群Gr4のみを光軸方向に移動させることによって、無限遠から有限距離への合焦を行うことが出来る。なお、第7レンズL7、第11レンズL11はガラスモールドレンズ、第12レンズL12はプラスチックレンズ、それ以外のレンズはガラス材料による研磨レンズを想定している。   In the zoom lens of Example 3, the first lens group Gr1, the second lens group Gr2, the third lens group Gr3, and the fourth lens group Gr4 move along the optical axis direction during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. However, zooming can be performed by changing the interval between the lens groups. The fifth lens group Gr5 is fixed during zooming. Further, by moving only the fourth lens group Gr4 in the optical axis direction, focusing from infinity to a finite distance can be performed. It is assumed that the seventh lens L7 and the eleventh lens L11 are glass mold lenses, the twelfth lens L12 is a plastic lens, and the other lenses are polished lenses made of a glass material.

各条件式に対応する各実施例の値を表4に示す。   Table 4 shows values of the respective examples corresponding to the respective conditional expressions.

最近では、プラスチック材料中に無機微粒子を混合させ、プラスチック材料の温度変化を小さくできることが分かってきた。詳細に説明すると、一般に透明なプラスチック材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が20ナノメートル以下の無機粒子を分散させることにより、屈折率の温度依存性のきわめて低いプラスチック材料となる。例えばアクリルに酸化ニオブ(Nb2O5)の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。本発明において、第11レンズや第12レンズに、このような無機粒子を分散させたプラスチック材料を用いることにより、ズームレンズ全系の温度変化時の像点位置変動をより小さく抑えることが可能となる。 Recently, it has been found that by mixing inorganic fine particles in a plastic material, the temperature change of the plastic material can be reduced. More specifically, mixing fine particles with a transparent plastic material generally causes light scattering and lowers the transmittance, so it was difficult to use as an optical material. By making it smaller than the wavelength, it is possible to substantially prevent scattering. The refractive index of the plastic material decreases with increasing temperature, but the refractive index of inorganic particles increases with increasing temperature. Therefore, it is possible to make almost no change in the refractive index by using these temperature dependencies so as to cancel each other. Specifically, by dispersing inorganic particles having a maximum length of 20 nanometers or less in a plastic material as a base material, a plastic material with extremely low temperature dependence of the refractive index is obtained. For example, by dispersing fine particles of niobium oxide (Nb 2 O 5 ) in acrylic, the refractive index change due to temperature change can be reduced. In the present invention, by using a plastic material in which such inorganic particles are dispersed for the eleventh lens and the twelfth lens, it is possible to further suppress the image point position fluctuation at the time of temperature change of the entire zoom lens system. Become.

また近年、撮像装置を低コストに且つ大量に実装する方法として、予め半田がポッティングされた基板に対し、ICチップその他の電子部品と光学素子とを載置したままリフロー処理(加熱処理)し、半田を溶融させることにより電子部品と光学素子とを基板に同時実装するという技術が提案されている。   In recent years, as a method for mounting a large number of image pickup devices at low cost, a reflow process (heating process) is performed on a substrate on which solder is previously potted while an IC chip or other electronic component and an optical element are placed on the substrate. A technique has been proposed in which an electronic component and an optical element are simultaneously mounted on a substrate by melting solder.

このようなリフロー処理を用いて実装を行うためには、電子部品と共に光学素子を約200〜260度に加熱する必要があるが、このような高温下では熱可塑性樹脂を用いたレンズでは熱変形し或いは変色して、その光学性能が低下してしまうという問題点がある。このような問題を解決するための方法のひとつとして、耐熱性能に優れたガラスモールドレンズを使用し、小型化と高温環境での光学性能を両立する技術が提案されているが、熱可塑性樹脂を用いたレンズよりもコストが高いため、撮像装置の低コスト化の要求に応えられないという問題があった。   In order to perform mounting using such a reflow process, it is necessary to heat the optical element to about 200 to 260 degrees together with the electronic components. However, in such a high temperature, a lens using a thermoplastic resin is thermally deformed. However, there is a problem that the optical performance deteriorates due to discoloration. As one of the methods for solving such a problem, a technology has been proposed that uses a glass mold lens having excellent heat resistance and achieves both miniaturization and optical performance in a high temperature environment. Since the cost is higher than the lens used, there is a problem that it is difficult to meet the demand for cost reduction of the imaging device.

そこで、ズームレンズの材料にエネルギー硬化性樹脂を使用することで、ポリカーボネイト系やポリオレフィン系のような熱可塑性樹脂を用いたレンズに比べ、高温に曝されたときの光学性能の低下が小さいため、リフロー処理に有効であり、かつガラスモールドレンズよりも製造しやすく安価となり、ズームレンズを組み込んだ撮像装置の低コストと量産性を両立できる。なお、エネルギー硬化性樹脂とは、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂のいずれをも指すものとする。本発明のプラスチックレンズを前述のエネルギー硬化性樹脂を用いて形成しても良い。   Therefore, by using an energy curable resin as the material of the zoom lens, the optical performance degradation when exposed to high temperatures is small compared to a lens using a thermoplastic resin such as polycarbonate or polyolefin, It is effective for the reflow process, is easier to manufacture than a glass mold lens, is inexpensive, and can achieve both low cost and mass productivity of an imaging apparatus incorporating a zoom lens. The energy curable resin refers to both a thermosetting resin and an ultraviolet curable resin. You may form the plastic lens of this invention using the above-mentioned energy curable resin.

本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、実質的にパワーを持たないダミーレンズを更に付与した場合でも本発明の適用範囲内である。   The present invention is not limited to the embodiments described in the specification, and other embodiments and modifications are apparent to those skilled in the art from the embodiments and ideas described in the present specification. It is. For example, even when a dummy lens having substantially no power is further provided, it is within the scope of the present invention.

71 三脚穴
72 カード蓋
80 レンズ鏡胴
81 カメラボディ
82 ファインダ窓
83 レリーズ釦
84 フラッシュ発光部
87 ストラップ取り付け部
88 USB端子
89 レンズカバー
91 ファインダ接眼部
92 表示ランプ
93 ズーム釦
95 セット釦
96 4方向スイッチ
96 選択釦
97 再生釦
98 ディスプレイ釦
99 消去釦
100 撮像装置
101 ズームレンズ
102 固体撮像素子
103 変換部
104 制御部
105 光学系駆動部
106 タイミング発生部
107 撮像素子駆動部
108 画像メモリ
109 画像処理部
110 画像圧縮部
111 画像記録部
112 モニターLCD
113 操作部
DC デジタルカメラ
Gr1〜Gr5 レンズ群
L1〜L12 レンズ
S 開口絞り
I 撮像面
F1,F2 平行平板
71 Tripod hole 72 Card cover 80 Lens barrel 81 Camera body 82 Viewfinder window 83 Release button 84 Flash light emitting part 87 Strap attaching part 88 USB terminal 89 Lens cover 91 Viewfinder eyepiece 92 Display lamp 93 Zoom button 95 Set button 96 Four directions Switch 96 Selection button 97 Playback button 98 Display button 99 Erase button 100 Imaging device 101 Zoom lens 102 Solid-state imaging device 103 Conversion unit 104 Control unit 105 Optical system driving unit 106 Timing generation unit 107 Imaging device driving unit 108 Image memory 109 Image processing unit 110 Image compression unit 111 Image recording unit 112 Monitor LCD
113 Operation unit DC Digital camera Gr1 to Gr5 Lens group L1 to L12 Lens S Aperture stop I Imaging surfaces F1 and F2 Parallel flat plate

Claims (12)

  1. 物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群から構成され、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
    前記第2レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズで構成されており、
    変倍時に、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群までの各々のレンズ群が移動するようになっており、前記第5レンズ群は変倍時、合焦時ともに移動しないレンズ群であり、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    6.5 < |f1/f2| < 15.0 (1)
    ただし、
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    f2:前記第2レンズ群の焦点距離
    In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a negative refractive power In a zoom lens that includes a group and a fifth lens group having a positive refractive power, and performs zooming by changing the interval between the lens groups,
    The second lens group includes, in order from the object side, a negative lens having a concave surface facing the image side, a negative lens having a concave surface facing the image side, and a positive lens having a convex surface facing the object side.
    Each of the lens groups from the first lens group to the fourth lens group moves during zooming, and the fifth lens group is a lens group that does not move during zooming or focusing. A zoom lens satisfying the following conditional expression:
    6.5 <| f1 / f2 | <15.0 (1)
    However,
    f1: Focal length of the first lens group f2: Focal length of the second lens group
  2. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
    3.0 < f5/fW < 6.5 (2)
    ただし、
    f5:前記第5レンズ群の焦点距離
    fW:広角端における全系の焦点距離
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
    3.0 <f5 / fW <6.5 (2)
    However,
    f5: focal length of the fifth lens group fW: focal length of the entire system at the wide angle end
  3. 前記第3レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることによって、像面上の結像のブレの補正を行うようになっており、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載のズームレンズ。
    2.5 < (1−m3T)・m45T < 4.5 (3)
    ただし、
    m3T:前記第3レンズ群の望遠端における横倍率
    m45T:前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の望遠端における合成横倍率
    The image blur on the image plane is corrected by moving the third lens group in a direction orthogonal to the optical axis, and the following conditional expression is satisfied: The zoom lens according to 1 or 2.
    2.5 <(1-m3T) · m45T <4.5 (3)
    However,
    m3T: lateral magnification at the telephoto end of the third lens group m45T: combined lateral magnification at the telephoto end of the fourth lens group and the fifth lens group
  4. 前記第3レンズ群は、物体側より順に、正のP1レンズ、正のP2レンズ、負のN1レンズ、正のP3レンズから構成され、このうち前記P2レンズと前記N1レンズは接合されており、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.3 < nN1 − nP2 < 0.6 (4)
    ただし、
    nN1:前記N1レンズのd線に対する屈折率
    nP2:前記P2レンズのd線に対する屈折率
    The third lens group includes, in order from the object side, a positive P1 lens, a positive P2 lens, a negative N1 lens, and a positive P3 lens. Among these, the P2 lens and the N1 lens are cemented, The zoom lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the following conditional expression is satisfied.
    0.3 <nN1-nP2 <0.6 (4)
    However,
    nN1: Refractive index with respect to d-line of the N1 lens nP2: Refractive index with respect to d-line of the P2 lens
  5. 前記第1レンズ群は、1枚の負レンズと1枚の正レンズから成る接合レンズを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.3 < n1N − n1P < 0.6 (5)
    ただし、
    n1N:前記第1レンズ群の接合レンズにおける負レンズのd線に対する屈折率
    n1P:前記第1レンズ群の接合レンズにおける正レンズのd線に対する屈折率
    5. The first lens group includes a cemented lens including one negative lens and one positive lens, and satisfies the following conditional expression: 5. Zoom lens.
    0.3 <n1N-n1P <0.6 (5)
    However,
    n1N: refractive index with respect to d-line of the negative lens in the cemented lens of the first lens group n1P: refractive index with respect to d-line of the positive lens in the cemented lens of the first lens group
  6. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のズームレンズ。
    3.0 < (D1 + D2) / fW < 6.0 (6)
    ただし、
    D1:前記第1レンズ群の光軸上の厚さ
    D2:前記第2レンズ群の光軸上の厚さ
    fW:広角端における全系の焦点距離
    The zoom lens according to claim 1, any one of 5, characterized by satisfying the following conditional expression.
    3.0 <(D1 + D2) / fW <6.0 (6)
    However,
    D1: Thickness on the optical axis of the first lens group D2: Thickness on the optical axis of the second lens group fW: Focal length of the entire system at the wide angle end
  7. 前記第5レンズ群は、単レンズであることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のズームレンズ。 The fifth lens group, the zoom lens according to any one of claims 1 6, characterized in that a single lens.
  8. 前記第4レンズ群は、単レンズであることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のズームレンズ。 The fourth lens group, the zoom lens according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a single lens.
  9. 前記ズームレンズは、前記第4レンズ群を移動させることにより、合焦を行うことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のズームレンズ。 The zoom lens, the by moving the fourth lens group, the zoom lens according to any one of claims 1 8, characterized in that to perform focusing.
  10. 実質的に屈折力を有しないレンズを有することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 9, characterized in that it has a substantially lens having no refractive power.
  11. 前記ズームレンズは、20倍以上の変倍比を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のズームレンズ。 The zoom lens, the zoom lens according to claim 1, any one of 10, characterized in that it has a 20 times zoom ratio.
  12. 請求項1から11のいずれか一項に記載のズームレンズと、前記ズームレンズにより撮像面に形成された画像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。 A zoom lens according to any one of claims 1 to 11, an imaging device and having an image pickup element for photoelectrically converting an image formed on the imaging surface by the zoom lens.
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