JP6164894B2 - Zoom lens and imaging apparatus having the same - Google Patents

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Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように固体撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。   The present invention relates to a zoom lens and an image pickup apparatus having the same. For example, an image pickup apparatus using a solid-state image pickup device such as a video camera, an electronic still camera, a broadcast camera, a surveillance camera, or a camera using a silver salt film. It is suitable for an imaging device.
近年、固体撮像素子を用いた撮像装置に用いられる撮影光学系には、レンズ全長が短く、コンパクト(小型)であること、そして高ズーム比(高変倍比)、広画角で、しかも高解像力のズームレンズであることが要望されている。これらの要求に応えるズームレンズとして、物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型のズームレンズが知られている。ポジティブリード型のズームレンズで、全体として5つのレンズ群より構成されるズームレンズが知られている(特許文献1,2)。   In recent years, an imaging optical system used in an imaging apparatus using a solid-state imaging device has a short overall lens length, is compact (small), and has a high zoom ratio (high zoom ratio), a wide angle of view, and a high angle. There is a demand for a zoom lens with high resolution. As a zoom lens that meets these requirements, a positive lead type zoom lens in which a lens group having a positive refractive power is disposed on the object side is known. A zoom lens composed of five lens groups as a whole is known as a positive lead type zoom lens (Patent Documents 1 and 2).
特許文献1では、物体側から像側へ順に、正、負、正、正、正の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群よりなる5群構成のズームレンズにおいて、第2レンズ群と第4レンズ群でズーミングを行い、第4レンズ群でフォーカスを行っている。特許文献2では、物体側から像側へ順に、正、負、正、正、正又は負の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群よりなる5群構成のズームレンズにおいて、第2レンズ群と第4レンズ群でズーミングを行い第4レンズ群でフォーカスを行っている。   In Patent Document 1, in a zoom lens having a five-group configuration including a first lens group to a fifth lens group having positive, negative, positive, positive, and positive refractive power in order from the object side to the image side, Zooming is performed with the fourth lens group, and focusing is performed with the fourth lens group. In Patent Document 2, a second lens in a zoom lens having a five-group configuration including first to fifth lens groups having positive, negative, positive, positive, positive, or negative refractive power in order from the object side to the image side. Zooming is performed by the group and the fourth lens group, and focusing is performed by the fourth lens group.
特許文献1、2では、第2レンズ群を移動させて変倍を行い、第4レンズ群にて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行う所謂リアフォーカスタイプの5群ズームレンズを開示している。一般にリアフォーカス式のズームレンズは第1レンズ群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに比べて第1レンズ群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小型化が容易になる。また、近接撮影、特に極至近撮影が容易となる。さらに、小型軽量のレンズ群を移動させているので、レンズ群の駆動力が小さくて済み、迅速なフォーカスができる等の特徴がある。   In Patent Documents 1 and 2, a so-called rear focus type five-group zoom lens that performs zooming by moving the second lens group, corrects image plane variation accompanying zooming in the fourth lens group, and performs focusing. Is disclosed. In general, a rear focus type zoom lens has a smaller effective diameter of the first lens group than a zoom lens that moves the first lens group to perform focusing, and the entire lens system can be easily downsized. Further, close-up photography, particularly close-up photography is facilitated. Further, since the small and light lens group is moved, the driving force of the lens group is small, and quick focusing is possible.
特開2008−134334号公報JP 2008-134334 A 特開2007−328306号公報JP 2007-328306 A
近年、撮像装置に用いるズームレンズには、撮像装置の小型化に伴って高ズーム比で広画角、かつレンズ系全体が小型であることが強く要望されている。一般にズームレンズにおいて、所定のズーム比を確保しつつ、全系の小型化を図るためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めつつ、レンズ枚数を削減すれば良い。しかしながら、このようにしたズームレンズは、各レンズ面の屈折力の増加に伴いレンズ肉厚が増してしまい、レンズ系の短縮効果が不十分になると同時に諸収差の発生が多くなり、諸収差の良好なる補正が困難になってくる。   In recent years, a zoom lens used in an imaging apparatus is strongly demanded to have a high zoom ratio, a wide angle of view, and a small lens system as the imaging apparatus is downsized. In general, in a zoom lens, in order to reduce the size of the entire system while ensuring a predetermined zoom ratio, the number of lenses may be reduced while increasing the refractive power of each lens group constituting the zoom lens. However, in such a zoom lens, as the refractive power of each lens surface increases, the lens thickness increases, the effect of shortening the lens system becomes insufficient, and the occurrence of various aberrations increases. Good correction becomes difficult.
ポジティブリード型のズームレンズにおいて、全系の小型化と、高ズーム比を確保しつつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、ズームレンズの各要素を適切に設定することが重要となってくる。例えばズームタイプ(レンズ群の数や各レンズ群の屈折力)、各レンズ群のズーミングに伴う移動軌跡、そして各レンズ群の変倍負担やレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成が適切でないと、高ズーム比化を図る際に全系が大型化し、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、全ズーム範囲、及び画面全体にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。   In a positive lead type zoom lens, it is important to set each element of the zoom lens appropriately in order to reduce the size of the entire system and to obtain high optical performance over the entire zoom range while ensuring a high zoom ratio. come. For example, it is important to appropriately set the zoom type (the number of lens groups and the refractive power of each lens group), the movement trajectory associated with zooming of each lens group, and the variable magnification load and lens configuration of each lens group. come. If these configurations are not appropriate, the entire system becomes large when a high zoom ratio is achieved, and variations in various aberrations associated with zooming increase, resulting in high optical performance over the entire zoom range and the entire screen. It becomes very difficult.
本発明は、高ズーム比、広画角で、前玉有効径が小さく広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a zoom lens having a high zoom ratio, a wide angle of view, a small front lens effective diameter, and a good optical performance over the entire zoom range from the wide-angle end to the telephoto end, and an image pickup apparatus having the same. .
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、正または負の屈折力の第5レンズ群から構成され、ズーミングに際して、前記第1レンズ群は不動で、前記第2レンズ群と前記第4レンズ群が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズG1n、正レンズ、正レンズ、正レンズから構成され、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記負レンズG1nの物体側のレンズ面の曲率半径をRa、前記負レンズG1nの像側のレンズ面の曲率半径をRbとするとき、
1.8<f1/f3<3.0
−0.2<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)<1.1
なる条件式を満足することを特徴としている。
The zoom lens according to the present invention includes 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, arranged in order from the object side to the image side. A fourth lens group having a refractive power and a fifth lens group having a positive or negative refractive power, and during zooming, the first lens group is stationary, and the second lens group and the fourth lens group move; In zoom lenses where the distance between adjacent lens groups changes,
The first lens group includes a negative lens G1n , a positive lens, a positive lens, and a positive lens arranged in order from the object side to the image side.
The focal length of the first lens group is f1, the focal length of the third lens group is f3, the radius of curvature of the object-side lens surface of the negative lens G1n is Ra, and the curvature of the lens surface of the negative lens G1n is on the image side. When the radius is Rb,
1.8 <f1 / f3 <3.0
−0.2 <(Ra + Rb) / (Ra−Rb) <1.1
It satisfies the following conditional expression.
本発明によれば、全体が小型で、かつ高ズーム比でありながら、全ズーム範囲にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズが得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a zoom lens that can easily obtain high optical performance over the entire zoom range while being small in size and having a high zoom ratio.
本発明の実施例1のレンズ断面図Cross-sectional view of a lens according to Example 1 of the present invention 本発明の実施例1のズームレンズの収差図Aberration diagrams of the zoom lens of Example 1 of the present invention 本発明の実施例1のズームレンズの0.3度像位置変化後の横収差図Lateral aberration diagram of the zoom lens according to Example 1 of the present invention after a 0.3 degree image position change 本発明の実施例2のレンズ断面図Lens sectional drawing of Example 2 of the present invention 本発明の実施例2のズームレンズの収差図Aberration diagrams of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施例2のズームレンズの0.3度像位置変化後の横収差図Lateral aberration diagram of the zoom lens according to Example 2 of the present invention after changing the image position by 0.3 degrees 本発明の実施例3のレンズ断面図Lens sectional view of Example 3 of the present invention 本発明の実施例3のズームレンズの収差図Aberration diagram of zoom lens of Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施例3のズームレンズの0.3度像位置変化後の横収差図Lateral aberration diagram of the zoom lens according to Example 3 of the present invention after a 0.3 degree image position change 本発明の実施例4のレンズ断面図Lens sectional view of Example 4 of the present invention 本発明の実施例4のズームレンズの収差図Aberration diagram of zoom lens of Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施例4のズームレンズの0.3度像位置変化後の横収差図Lateral aberration diagram of the zoom lens according to Example 4 of the present invention after changing the image position by 0.3 degrees 本発明の撮像装置の要部概略図Schematic diagram of main parts of an imaging apparatus of the present invention 本発明の撮像装置の要部概略図Schematic diagram of main parts of an imaging apparatus of the present invention
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力(光学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、正または負の屈折力の第5レンズ群から構成されている。そしてズーミングに際して、第1レンズ群は不動で、第2レンズ群と第4レンズ群が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The zoom lens according to the present invention includes a first lens group having a positive refractive power (optical power = reciprocal of focal length), a second lens group having a negative refractive power, and a positive lens arranged in order from the object side to the image side. The third lens group has a refractive power, the fourth lens group has a positive refractive power, and the fifth lens group has a positive or negative refractive power. During zooming, the first lens group does not move, the second lens group and the fourth lens group move, and the interval between adjacent lens groups changes.
図1(A)、(B)、(C)、(D)は、それぞれ本発明の実施例1のズームレンズの広角端(短焦点距離端)、中間ズーム位置1、中間ズーム位置2、望遠端(長焦点距離端)におけるレンズ断面図である。図2(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ実施例1のズームレンズの広角端、中間ズーム位置1、中間ズーム位置2、望遠端における収差図である。   1A, 1B, 1C, and 1D respectively show the wide angle end (short focal length end), the intermediate zoom position 1, the intermediate zoom position 2, and the telephoto end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention. It is lens sectional drawing in an end (long focal length end). 2A, 2B, 2C, and 2D are aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position 1, the intermediate zoom position 2, and the telephoto end of the zoom lens according to the first embodiment, respectively.
図3(A)、(B)はそれぞれ実施例1のズームレンズの広角端、望遠端における0.3度の像位置変化後(防振後)の横収差図である。実施例1はズーム比13.57、開口比(Fナンバー)1.80〜2.80のズームレンズである。中間ズーム位置1、中間ズーム位置2は後述する数値実施例に示すとおりである。   FIGS. 3A and 3B are lateral aberration diagrams after a 0.3 degree image position change (after image stabilization) at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of Example 1, respectively. Example 1 is a zoom lens having a zoom ratio of 13.57 and an aperture ratio (F number) of 1.80 to 2.80. The intermediate zoom position 1 and the intermediate zoom position 2 are as shown in numerical examples described later.
図4(A)、(B)、(C)、(D)は、それぞれ本発明の実施例2のズームレンズの広角端、中間ズーム位置1、中間ズーム位置2、望遠端におけるレンズ断面図である。図5(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ実施例2のズームレンズの広角端、中間のズーム位置1、中間ズーム位置2、望遠端における収差図である。図6(A)、(B)はそれぞれ実施例2のズームレンズの広角端、望遠端における0.3度像位置変化後の横収差図である。実施例2はズーム比13.79、開口比1.80〜2.88のズームレンズである。   4A, 4B, 4C, and 4D are lens cross-sectional views at the wide-angle end, the intermediate zoom position 1, the intermediate zoom position 2, and the telephoto end of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention, respectively. is there. FIGS. 5A, 5B, 5C, and 5D are aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position 1, the intermediate zoom position 2, and the telephoto end, respectively, of the zoom lens according to the second exemplary embodiment. 6A and 6B are lateral aberration diagrams after a 0.3 degree image position change at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of Example 2, respectively. Example 2 is a zoom lens having a zoom ratio of 13.79 and an aperture ratio of 1.80 to 2.88.
図7(A)、(B)、(C)、(D)は、それぞれ本発明の実施例3のズームレンズの広角端、中間ズーム位置1、中間ズーム位置2、望遠端におけるレンズ断面図である。図8(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ実施例3のズームレンズの広角端、中間のズーム位置1、中間ズーム位置2、望遠端における収差図である。図9(A)、(B)はそれぞれ実施例3のズームレンズの広角端、望遠端における0.3度像位置変化後の横収差図である。実施例3はズーム比11.99、開口比1.80〜2.88のズームレンズである。   7A, 7B, 7C, and 7D are lens cross-sectional views at the wide-angle end, the intermediate zoom position 1, the intermediate zoom position 2, and the telephoto end of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention, respectively. is there. FIGS. 8A, 8B, 8C, and 8D are aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position 1, the intermediate zoom position 2, and the telephoto end, respectively, of the zoom lens according to the third exemplary embodiment. FIGS. 9A and 9B are lateral aberration diagrams after a 0.3 degree image position change at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of Example 3, respectively. Example 3 is a zoom lens having a zoom ratio of 11.99 and an aperture ratio of 1.80 to 2.88.
図10(A)、(B)、(C)、(D)は、それぞれ本発明の実施例4のズームレンズの広角端、中間ズーム位置1、中間ズーム位置2、望遠端におけるレンズ断面図である。図11(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ実施例4のズームレンズの広角端、中間のズーム位置1、中間ズーム位置2、望遠端における収差図である。図12(A)、(B)はそれぞれ実施例4のズームレンズの広角端、望遠端における0.3度像位置変化後の横収差図である。実施例4はズーム比11.83、開口比1.80〜2.88のズームレンズである。図13、図14は本発明の撮像装置の要部概略図である。   FIGS. 10A, 10 </ b> B, 10 </ b> C, and 10 </ b> D are lens cross-sectional views at the wide angle end, the intermediate zoom position 1, the intermediate zoom position 2, and the telephoto end, respectively, of the zoom lens according to the fourth exemplary embodiment of the present invention. is there. FIGS. 11A, 11B, 11C, and 11D are aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position 1, the intermediate zoom position 2, and the telephoto end, respectively, of the zoom lens according to the fourth exemplary embodiment. 12A and 12B are lateral aberration diagrams after a 0.3 degree image position change at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of Example 4, respectively. Example 4 is a zoom lens having a zoom ratio of 11.83 and an aperture ratio of 1.80 to 2.88. 13 and 14 are schematic views of the main part of the imaging apparatus of the present invention.
本発明のズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられるものである。レンズ断面図において左方が前方(物体側、拡大側)で右方が後方(像側、縮小側)である。レンズ断面図において、iは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Liは第iレンズ群である。   The zoom lens of the present invention is used for an imaging apparatus such as a digital camera, a video camera, a silver salt film camera, or the like. In the lens cross-sectional view, the left is the front (object side, enlargement side) and the right is the rear (image side, reduction side). In the lens cross-sectional view, i indicates the order of the lens groups from the object side to the image side, and Li is the i-th lens group.
次に各実施例のズームレンズの特徴について説明する。各実施例のレンズ断面図において、L1は正の屈折力の第1レンズ群、L2は負の屈折力の第2レンズ群、L3は正の屈折力の第3レンズ群、L4は正の屈折力の第4レンズ群、L5は正又は負の屈折力の第5レンズ群である。SPは開放Fナンバー(Fno)光束を決定(制限)する開口絞りの作用をするFナンバー決定部材(以下「開口絞り」ともいう。)であり、第3レンズ群L3の物体側に位置している。   Next, features of the zoom lens of each embodiment will be described. In the lens cross-sectional views of the respective embodiments, L1 is a first lens group having a positive refractive power, L2 is a second lens group having a negative refractive power, L3 is a third lens group having a positive refractive power, and L4 is a positive refraction. The fourth lens unit L5 is a fifth lens unit having a positive or negative refractive power. SP is an F-number determining member (hereinafter also referred to as “aperture stop”) that acts as an aperture stop that determines (limits) an open F-number (Fno) light beam, and is positioned on the object side of the third lens unit L3. Yes.
Gは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。   G is an optical block corresponding to an optical filter, a face plate, a quartz low-pass filter, an infrared cut filter, or the like. IP is an image plane, and when used as an imaging optical system for a video camera or a digital still camera, an imaging plane of an imaging element (photoelectric conversion element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor is placed. Further, when used as a photographing optical system for a silver salt film camera, a photosensitive surface corresponding to the film surface is provided.
収差図のうち球面収差図において実線はd線、2点鎖線はg線である。非点収差図において点線はメリディオナル像面、実線はサジタル像面である。倍率色収差はg線によって表している。横収差図において、hgtは像高であり、実線はd線のメリディオナル断面、点線はd線のサジタル断面の横収差である。FnoはFナンバー、ωは半画角(度)である。半画角ωは光線追跡値による値を示す。レンズ断面図において矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。ズーミングに際しては第2レンズ群L2と第4レンズ群L4が移動する。   Among the aberration diagrams, in the spherical aberration diagram, the solid line is the d line, and the two-dot chain line is the g line. In the astigmatism diagram, the dotted line is the meridional image plane, and the solid line is the sagittal image plane. Lateral chromatic aberration is represented by the g-line. In the lateral aberration diagram, hgt is the image height, the solid line is the meridional section of the d line, and the dotted line is the lateral aberration of the sagittal section of the d line. Fno is an F number, and ω is a half angle of view (degrees). The half angle of view ω is a value based on the ray tracing value. In the lens cross-sectional view, arrows indicate the movement trajectory of each lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. During zooming, the second lens unit L2 and the fourth lens unit L4 move.
このとき広角端に対して望遠端において第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が広くなる。また第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔が狭くなる。   At this time, the distance between the first lens unit and the second lens unit becomes wider at the telephoto end than at the wide angle end. Further, the distance between the second lens unit L2 and the third lens unit L3 is narrowed.
以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群が機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第2レンズ群L2を像側に移動することによって変倍を行う。また、第4レンズ群L4を物体側に凸状の軌跡で移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。   In each of the following embodiments, the wide-angle end and the telephoto end refer to zoom positions when the zoom lens unit is positioned at both ends of the range in which the zoom lens unit can be moved on the optical axis due to the mechanism. In each embodiment, zooming is performed by moving the second lens unit L2 to the image side as indicated by an arrow during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. The fourth lens unit L4 is moved along a convex locus toward the object side to correct the image plane variation accompanying the zooming.
また、第4レンズ群L4を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第4レンズ群L4に関する実線の曲線4aと点線の曲線4bは、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。このように第4レンズ群L4を物体側へ凸状の軌跡とすることで第3レンズ群L3と第4レンズ群L4間の空間の有効利用を図り、レンズ全長(第1レンズ面から像面までの距離)の短縮化を効果的に達成している。   In addition, a rear focus type that performs focusing by moving the fourth lens unit L4 on the optical axis is employed. A solid curve 4a and a dotted curve 4b relating to the fourth lens unit L4 are movement trajectories for correcting image plane fluctuations accompanying zooming when focusing on infinity and a short distance, respectively. Thus, by making the fourth lens unit L4 a convex locus toward the object side, the space between the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4 can be effectively used, and the total lens length (from the first lens surface to the image surface) Effective distance reduction.
又、望遠端において無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印4cに示すように第4レンズ群L4を前方に繰り出すことで行っている。第1部分群を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させて、結像位置を光軸に対して垂直方向に移動させている。即ち像ぶれの補正(手ぶれによる防振)を行っている。開口絞りSPはズーミングに際して不動である。 Further, when focusing from infinity to a short distance at the telephoto end, the fourth lens unit L4 is moved forward as indicated by an arrow 4c. The first partial group is moved so as to have a component in the direction perpendicular to the optical axis, and the imaging position is moved in the direction perpendicular to the optical axis. That is, image blur correction (anti-vibration due to camera shake) is performed. The aperture stop SP does not move during zooming.
第5レンズ群L5は、負の屈折力の第1部分群と、正の屈折力の第2部分群を有している。そして第1部分群又は第2部分群のいずれか一方から構成される防振群が光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動して像ぶれの補正を行っている。具体的には、第5レンズ群L5は物体側から像側へ順に、光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動して像ぶれの補正をする負の屈折力の第1部分群と正の屈折力の第2部分群より構成されている。 The fifth lens unit L5 includes a first partial group having a negative refractive power and a second partial group having a positive refractive power. Then, the image stabilization group constituted by one of the first partial group and the second partial group moves in a direction having a component perpendicular to the optical axis to correct image blur. Specifically, the fifth lens unit L5 includes, in order from the object side to the image side, a negative first subgroup of refractive power to correct the image blur by moving in a direction having a component in a direction perpendicular to the optical axis And a second partial group having a positive refractive power.
本発明は、高ズーム比を確保するために、物体側から像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第1乃至第4レンズ群L1〜L4と第5レンズ群L5で構成している。そしてズーミングに際して第2、第4レンズ群L2、L4を移動させている。これにより高ズーム比で全系が小型のズームレンズを達成している。ズーミングに際して第3レンズ群L3および第5レンズ群L5は不動である。像ぶれ補正用の補正レンズ群を小型軽量化するために、第5レンズ群L5中に負の屈折力の第1部分群を設けている。これによって、像ぶれ補正機能を有しながらもレンズ系全体の小型化も達成している。 The present invention includes first to fourth lens units L1 to L4 and a fifth lens unit L5 having positive, negative, positive, and positive refractive powers in order from the object side to the image side in order to ensure a high zoom ratio. doing. Then, the second and fourth lens units L2 and L4 are moved during zooming. This achieves a zoom lens with a high zoom ratio and a compact zoom lens system. During zooming , the third lens unit L3 and the fifth lens unit L5 do not move. In order to reduce the size and weight of the correction lens group for image blur correction, a first partial group having a negative refractive power is provided in the fifth lens group L5. As a result, the entire lens system can be downsized while having an image blur correction function.
各実施例において、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズG1n、正レンズ、正レンズ、正レンズから構成されている。第1レンズ群L1の焦点距離をf1、第3レンズ群L3の焦点距離をf3とする。負レンズG1nの物体側のレンズ面の曲率半径をRa、負レンズG1nの像側のレンズ面の曲率半径をRbとする。このとき、
1.8<f1/f3<3.0 ・・・(1)
−0.2<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)<1.1 ・・・(2)
なる条件式を満足する。
In each embodiment, the first lens unit L1 includes a negative lens G1n , a positive lens, a positive lens, and a positive lens arranged in order from the object side to the image side. The focal length of the first lens unit L1 is f1, and the focal length of the third lens unit L3 is f3. The radius of curvature of the object side lens surface of the negative lens G1n is Ra, and the radius of curvature of the image side lens surface of the negative lens G1n is Rb. At this time,
1.8 <f1 / f3 <3.0 (1)
−0.2 <(Ra + Rb) / (Ra−Rb) <1.1 (2)
The following conditional expression is satisfied.
各実施例のズームレンズでは高ズーム比を確保し、諸収差を良好に補正するために、物体側から像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第1レンズ群L1乃至第4レンズ群L4と正又は負の屈折力の第5レンズ群L5より構成している。   In the zoom lens according to each embodiment, in order to ensure a high zoom ratio and correct various aberrations, the first lens unit L1 to L1 having positive, negative, positive, and positive refractive powers in order from the object side to the image side. The fourth lens unit L4 includes a fourth lens unit L4 and a fifth lens unit L5 having a positive or negative refractive power.
ズーミングに際して第1レンズ群L1を不動とすることにより、高い位置精度を保つこと、ズーミングに際してレンズ全長(第1レンズ面L1から像面までの距離)の変化を無くしている。また、ズーミングに際して可動レンズ群を少なくして機構部品の簡素化を図っている。機構部品の簡素化はゴミ等の発生を低減することができ、高い光学性能を維持したズームレンズおよびそれを用いた撮像装置を構成することが容易となる。さらに、コンバータレンズなどのアクセサリを取り付ける場合に、機構上の強度を確保するのが容易になる。   By keeping the first lens unit L1 stationary during zooming, high positional accuracy is maintained, and changes in the overall lens length (distance from the first lens surface L1 to the image plane) during zooming are eliminated. Also, the number of movable lens groups is reduced during zooming to simplify the mechanical parts. The simplification of the mechanical parts can reduce the generation of dust and the like, and it becomes easy to configure a zoom lens that maintains high optical performance and an imaging device using the same. Further, when an accessory such as a converter lens is attached, it is easy to ensure mechanical strength.
ズーミングに際して第2レンズ群L2と第4レンズ群L4を移動させて可動レンズ群を少なくして、レンズ全系の小型化や構成の簡素化を図っている。第1レンズ群L1には、軸外光束が光軸から離れた位置を通過する。また、第1レンズ群L1の構成によりレンズ全長やレンズ径が大きく影響される。このため、全系の小型化には第1レンズ群L1のレンズ構成を適切に設定することが重要である。   During zooming, the second lens unit L2 and the fourth lens unit L4 are moved to reduce the number of movable lens units, thereby reducing the size of the entire lens system and simplifying the configuration. In the first lens unit L1, the off-axis light beam passes through a position away from the optical axis. Further, the total lens length and the lens diameter are greatly affected by the configuration of the first lens unit L1. For this reason, it is important to appropriately set the lens configuration of the first lens unit L1 in order to reduce the size of the entire system.
そこで各実施例において第1レンズ群L1を、物体側から像側へ順に、1枚の負レンズと3枚の正レンズにて構成している。そして各正レンズのレンズ面の曲率半径を適正な範囲として、前玉有効径の増大を極力抑えている。第1レンズ群L1をこのように構成することにより、第2レンズ群L2以降のレンズ群には広画角化のための負担をあまり負わせることなく広角側において像面湾曲と倍率色収差を良好に補正し、望遠側において球面収差およびコマ収差を良好に補正している。   Therefore, in each embodiment, the first lens unit L1 is composed of one negative lens and three positive lenses in order from the object side to the image side. And the curvature radius of the lens surface of each positive lens is made into an appropriate range, and the increase in the effective diameter of the front lens is suppressed as much as possible. By configuring the first lens unit L1 in this way, the lens units subsequent to the second lens unit L2 have excellent curvature of field and lateral chromatic aberration on the wide-angle side without imposing much burden on wide-angle viewing. Spherical aberration and coma are corrected well on the telephoto side.
条件式(1)は、第1レンズ群L1と第3レンズ群L3の焦点距離の比を規定する。条件式(1)の上限を超えて、第3レンズ群L3の焦点距離が小さくなると、全系の小型化には有利となるが、広角側において球面収差やコマ収差を良好に抑制することが困難になる。条件式(1)の下限を超えて、第1レンズ群L1の焦点距離が小さくなると、第1レンズ群L1より軸上色収差と球面収差が多く発生し、これらの諸収差の補正が難しくなる。   Conditional expression (1) defines the ratio of the focal lengths of the first lens unit L1 and the third lens unit L3. When the focal length of the third lens unit L3 is reduced beyond the upper limit of conditional expression (1), it is advantageous for downsizing the entire system, but it is possible to satisfactorily suppress spherical aberration and coma on the wide angle side. It becomes difficult. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded and the focal length of the first lens unit L1 becomes small, more axial chromatic aberration and spherical aberration will occur than in the first lens unit L1, making it difficult to correct these various aberrations.
条件式(2)は、第1レンズ群L1の負レンズG1nのシェープファクターを規定している。条件式(2)の上限を超えると、第1レンズ群L1の像側主点を像側へ移動することが難しくなり、前玉有効径が大型化してくる。条件式(2)の下限を超えると、物体側のレンズ面の凹形状の曲率が大きくなりすぎ、高次の収差が多く発生する。このため、全系の小型化を図る場合に、この高次の収差の補正が困難となり、好ましくない。   Conditional expression (2) defines the shape factor of the negative lens G1n of the first lens unit L1. When the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, it becomes difficult to move the image side principal point of the first lens unit L1 to the image side, and the effective diameter of the front lens becomes large. When the lower limit of conditional expression (2) is exceeded, the concave curvature of the lens surface on the object side becomes too large, and many high-order aberrations occur. For this reason, when downsizing the entire system, it is difficult to correct this higher-order aberration, which is not preferable.
条件式(1)と条件式(2)の範囲内であれば、各レンズ面のレンズ面の曲率半径を大きくするために第1レンズ群L1や第3レンズ群L3に新たにレンズを追加する必要がなくなり、各レンズ群のレンズ枚数を少なくすることができる。この結果、全系の小型化と高い光学性能を得るのが容易になる。   If it is within the range of conditional expression (1) and conditional expression (2), a new lens is added to the first lens group L1 and the third lens group L3 in order to increase the radius of curvature of the lens surface of each lens surface. This is unnecessary, and the number of lenses in each lens group can be reduced. As a result, it becomes easy to reduce the size of the entire system and to obtain high optical performance.
以上のように構成することにより、球面収差、コマ収差、像面湾曲などの諸収差を良好に補正した、高ズーム比で広画角で、しかもレンズ系全体が小型のズームレンズが容易に得られる。   By configuring as described above, it is possible to easily obtain a zoom lens in which various aberrations such as spherical aberration, coma and curvature of field are well corrected, a high zoom ratio and a wide angle of view, and a small lens system as a whole. It is done.
各実施例において好ましくは次の条件式のうち1以上を満足するのが良い。第3レンズ群L3に含まれる正レンズの材料の屈折率をnd3i、アッベ数をνd3i、部分分散比をθgF3iとする。広角端における全系の焦点距離をfW、望遠端における全系の焦点距離をfTとする。第3レンズ群L3の物体側にズーミングに際して不動の開口絞りSPを有し、広角端におけるレンズ全長をTDW、開口絞りSPから像面までの空気換算距離(フィルター等の平行平面板を除去したときの距離)をDSPとする。 In each embodiment, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions. Nd3i the refractive index of the positive lens of the material included in the third lens unit L3, Nyudi3i the Abbe number, the relative partial dispersion and ShitagF3i. The focal length of the entire system at the wide-angle end is fW, and the focal length of the entire system at the telephoto end is fT. The third lens unit L3 has an aperture stop SP that does not move during zooming on the object side, the total lens length at the wide-angle end is TDW, and the air conversion distance from the aperture stop SP to the image plane (when a parallel plane plate such as a filter is removed) Is a DSP.
広角端から望遠端へのズーミングにおける第2レンズ群L2の光軸上の移動量をm2とする。移動量m2は、広角端における第2レンズ群L2の光軸上の位置と、望遠端における第2レンズ群L2の光軸上の位置の差をいうものとする。移動量m2の符号は第2レンズ群L2が広角端に比べて望遠端において像側に位置するときを正とする。   The amount of movement of the second lens unit L2 on the optical axis in zooming from the wide-angle end to the telephoto end is m2. The moving amount m2 refers to the difference between the position on the optical axis of the second lens unit L2 at the wide-angle end and the position on the optical axis of the second lens unit L2 at the telephoto end. The sign of the amount of movement m2 is positive when the second lens unit L2 is positioned closer to the image side at the telephoto end than at the wide angle end.
望遠端における防振群の横倍率をβa、望遠端における防振群より像側に位置する光学系の横倍率をβb(防振群より像側にレンズ部がないときは横倍率βb=1とする)とする。負レンズG1nの焦点距離をf1nとする。このとき、第3レンズ群L3は条件式(3)、(4)、(10)のうち、少なくとも1つを満足する正レンズG31を有する。そしてズームレンズ全体として、次の条件式のうち1以上を満足するのが良い。 The lateral magnification of the image stabilizing group at the telephoto end is βa, and the lateral magnification of the optical system located on the image side from the image stabilizing group at the telephoto end is βb (when the lens unit is not on the image side from the image stabilizing group , the lateral magnification βb = 1. And). Let the focal length of the negative lens G1n be f1n. At this time, the third lens unit L3 includes a positive lens G31 that satisfies at least one of conditional expressions (3), (4), and (10). The zoom lens as a whole preferably satisfies one or more of the following conditional expressions.
1.54<nd3i<2.00 ・・・(3)
55<νd3i<100 ・・・(4)
1.0<f3/√(fW×fT)<3.0 ・・・(5)
0.2<DSP/TDW<0.7 ・・・(6)
1.5<|m2|/√(fW×fT)<3.0 ・・・(7)
0.4<|(1−βa)×βb|<1.5 ・・・(8)
0.8<|f1n|/f1<2.0 ・・・(9)
−0.00162×νd3i+0.642<θgF3i ・・・(10)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
1.54 <nd3i <2.00 (3)
55 <νd3i <100 (4)
1.0 <f3 / √ (fW × fT) <3.0 (5)
0.2 <DSP / TDW <0.7 (6)
1.5 <| m2 | / √ (fW × fT) <3.0 (7)
0.4 <| (1-βa) × βb | <1.5 (8)
0.8 <| f1n | / f1 <2.0 (9)
−0.00162 × νd3i + 0.642 <θgF3i (10)
Next, the technical meaning of each conditional expression described above will be described.
条件式(3)、(4)、(10)は、第3レンズ群L3を構成する1以上の正レンズのうち少なくとも1つの正レンズの材料を規定している。なお、アッベ数νd、部分分散比θgFはフラウンホーファ線のd線、F線、C線、g線における屈折率をNd、NF、NC、Ngとするとき、
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)
で定義される。
Conditional expressions (3), (4), and (10) define the material of at least one positive lens among the one or more positive lenses constituting the third lens unit L3. Note that the Abbe number νd and the partial dispersion ratio θgF are Nd, NF, NC, and Ng when the refractive indices of the Fraunhofer d-line, F-line, C-line, and g-line are Nd, NF, NC, and Ng.
νd = (Nd−1) / (NF−NC)
θgF = (Ng−NF) / (NF−NC)
Defined by
各実施例では、第3レンズ群L3が条件式(3)、(4)を同時に満足する材料で構成された正レンズを有することにより、一次の色消しと、二次スペクトルを良好に補正している。各実施例では、レンズG31が条件式(3)、(4)、(10)を満たしている。 In each example, the third lens unit L3 has a positive lens made of a material that satisfies the conditional expressions (3) and (4) at the same time, so that primary achromaticity and secondary spectrum can be corrected well. ing. In each embodiment, the positive lens G31 satisfies the conditional expressions (3), (4), and (10).
条件式(3)は、第3レンズ群L3の正レンズG3の材料の屈折率を規定している。条件式(3)の上限を超えると、現存する光学ガラスは屈折率が高いほど比重が大きい傾向にあるため、全系の軽量化が難しくなる。条件式(3)の下限を超えて、正レンズG31の材料の屈折率が小さくなりすぎると、正レンズG31のレンズ面の曲率を大きくしなければならない。そうすると、低次の収差係数が大きく発生し、特にコマ収差が大きくなり好ましくない。 Condition (3) defines the positive lens G3 refractive index of the first material of the third lens unit L3. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the existing optical glass tends to have a higher specific gravity as the refractive index is higher, so it is difficult to reduce the weight of the entire system. If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded and the refractive index of the material of the positive lens G31 becomes too small, the curvature of the lens surface of the positive lens G31 must be increased. In this case, a low order aberration coefficient is greatly generated, and in particular, coma becomes large, which is not preferable.
条件式(4)は、第3レンズ群L3の正レンズG31のアッベ数を規定している。条件式(4)は主に軸上色収差を小さく抑えるための条件である。条件式(4)の下限を超えると、ズーミングに際して軸上色収差の変動が大きくなり、高ズーム比化を行うと、望遠側において色収差が多く発生してくるので好ましくない。更に好ましくは、第3レンズ群L3の正レンズG31は、条件式(3)、(4)、(10)を全て同時に満足することが望ましい。条件式(3)、(4)、(10)を全て同時に満足すると、一次の色消しと、二次スペクトルを良好に補正するのが容易となり、更なる高ズーム比化が容易になる。   Conditional expression (4) defines the Abbe number of the positive lens G31 of the third lens unit L3. Conditional expression (4) is a condition for mainly suppressing axial chromatic aberration. If the lower limit of conditional expression (4) is exceeded, fluctuations in axial chromatic aberration will increase during zooming, and increasing the zoom ratio will undesirably cause a large amount of chromatic aberration on the telephoto side. More preferably, it is desirable that the positive lens G31 of the third lens unit L3 satisfies all the conditional expressions (3), (4), and (10) at the same time. When all of the conditional expressions (3), (4), and (10) are satisfied at the same time, it becomes easy to correct primary achromaticity and secondary spectrum well, and further increase the zoom ratio.
条件式(5)は、第3レンズ群L3の屈折力を規定している。条件式(5)は主に球面収差やコマ収差等を良好に補正しつつ、広画角化を図るための条件である。条件式(5)の上限を超えて、第3レンズ群L3の屈折力が小さくなると、レンズ全長の短縮には有利となるが、高ズーム比化を図った際、ズーミングに際して像面湾曲の変動が増大し、これを補正することが難しくなる。条件式(5)の下限を超えて、第3レンズ群L3の屈折力が強くなると、広画角化を図るためには有利となるが、広角側において球面収差やコマ収差が増大し、これらの収差の補正が難しくなり、好ましくない。   Conditional expression (5) defines the refractive power of the third lens unit L3. Conditional expression (5) is a condition for widening the angle of view while satisfactorily correcting mainly spherical aberration and coma. If the refractive power of the third lens unit L3 is reduced beyond the upper limit of conditional expression (5), it is advantageous for shortening the total lens length. Increases, and it is difficult to correct this. If the refractive power of the third lens unit L3 is increased beyond the lower limit of the conditional expression (5), it is advantageous for widening the angle of view, but spherical aberration and coma increase on the wide angle side. It is difficult to correct this aberration, which is not preferable.
条件式(6)は、広角端における開口絞りSPの位置を規定している。条件式(6)の上限を超えると、開口絞りSPより像側のレンズ群の画面周辺に入射する周辺光束の光軸からの距離変化が大きくなり、周辺光束の収差を良好に補正するために、レンズ枚数を増加したり、非球面を用いること等が必要となり、好ましくない。条件式(6)の下限を超えると、望遠端側において第1レンズ群L1の軸外光束が光軸から離れ、第1レンズ群L1の径方向が増大してくるので好ましくない。   Conditional expression (6) defines the position of the aperture stop SP at the wide-angle end. If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the change in the distance from the optical axis of the peripheral light beam incident on the periphery of the screen of the lens group on the image side from the aperture stop SP becomes large, so that the aberration of the peripheral light beam can be corrected well. It is not preferable because the number of lenses is increased or an aspherical surface is used. Exceeding the lower limit of conditional expression (6) is not preferable because the off-axis light beam of the first lens unit L1 moves away from the optical axis on the telephoto end side and the radial direction of the first lens unit L1 increases.
条件式(7)は、第2レンズ群L2のズーミングに際しての移動量を規定している。条件式(7)は主にレンズ系全体の小型化を図るためのものである。条件式(7)の上限を超えると、第2レンズ群L2の移動量が大きくなりすぎて、広角端におけるレンズ全長を短くする効果が小さくなり、また第1レンズ群L1の径方向が増大してくる。条件式(7)の下限を超えると、第2レンズ群L2の移動量が小さくなりすぎて、所定のズーム比を得るために、第2レンズ群L2の屈折力を強める必要がある。   Conditional expression (7) defines the amount of movement of the second lens unit L2 during zooming. Conditional expression (7) is mainly for reducing the size of the entire lens system. When the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the amount of movement of the second lens unit L2 becomes too large, and the effect of shortening the total lens length at the wide angle end is reduced, and the radial direction of the first lens unit L1 is increased. Come. When the lower limit of conditional expression (7) is exceeded, the amount of movement of the second lens unit L2 becomes too small, and it is necessary to increase the refractive power of the second lens unit L2 in order to obtain a predetermined zoom ratio.
そうすると、ズーミングに際して像面湾曲の変動が大きくなり、ズーム全域にわたって像面湾曲を良好に補正することが困難になる。   Then, the fluctuation of the field curvature increases during zooming, and it becomes difficult to correct the field curvature well over the entire zoom range.
条件式(8)は、最終レンズ群である。第5レンズ群L5を構成する第1部分群の像シフト敏感度を規定している。ここで、像シフト敏感度TSとは、光軸に対して垂直方向に移動するシフト群を光軸に対して垂直方向に移動させたときのシフト群の垂直方向の移動量ΔLとそのときの像面における結像位置の移動量ΔIの比
TS=ΔI/ΔL
である。
Conditional expression (8) is the final lens group. The image shift sensitivity of the first partial group constituting the fifth lens group L5 is defined. Here, the image shift sensitivity TS is the shift amount ΔL in the vertical direction of the shift group when the shift group moving in the direction perpendicular to the optical axis is moved in the direction perpendicular to the optical axis, and at that time Ratio of movement amount ΔI of the imaging position on the image plane TS = ΔI / ΔL
It is.
条件式(8)の上限を超えて、第1部分群の微小な移動に対し、像が大きくシフトすると、高い駆動制御が要求され、機構が複雑化するので好ましくない。条件式(8)の下限を超えると、第1部分群の像を所定量シフトするために必要な移動量が大きくなり、全系の小型化が困難になる。また、像を所定量シフトするために第1部分群をシフトした際の収差変動が増大してくるので良くない。像ぶれ補正のための第1部分群を小型軽量化するために、第1部分群は1コンポーネント(単一レンズ又は接合レンズ)で構成することが望ましい。 Exceeding the upper limit of conditional expression (8), if the image shifts greatly with respect to the minute movement of the first subgroup , high drive control is required and the mechanism becomes complicated, which is not preferable. When the lower limit of conditional expression (8) is exceeded, the amount of movement required to shift the image of the first subgroup by a predetermined amount increases, making it difficult to reduce the size of the entire system. Further, it is not good because aberration variation increases when the first partial group is shifted in order to shift the image by a predetermined amount. In order to reduce the size and weight of the first partial group for image blur correction, it is desirable that the first partial group is composed of one component (single lens or cemented lens).
条件式(9)は、第1レンズ群L1の負レンズG1nの焦点距離を第1レンズ群L1の焦点距離で規定している。条件式(9)の上限を超えて、負レンズG1nの焦点距離が大きくなると、第1レンズ群L1の像側主点を像側に移動することが困難となる。また、色収差の補正が困難となる。条件式(9)の下限を超えて、負レンズG1nの焦点距離が小さくなると、広角端において像面湾曲が大きくなり、像面湾曲の補正が難しく、高ズーム比化と全系の小型化が難しくなる。また、望遠側において軸外光束の下光線が補正不足になるのを防ぎ、同時に色収差を補正するのが困難になる。   Conditional expression (9) defines the focal length of the negative lens G1n of the first lens unit L1 by the focal length of the first lens unit L1. If the upper limit of conditional expression (9) is exceeded and the focal length of the negative lens G1n increases, it becomes difficult to move the image-side principal point of the first lens unit L1 to the image side. Moreover, it becomes difficult to correct chromatic aberration. If the lower limit of conditional expression (9) is exceeded and the focal length of the negative lens G1n becomes small, the curvature of field becomes large at the wide-angle end, making it difficult to correct the curvature of field, resulting in a high zoom ratio and downsizing of the entire system. It becomes difficult. In addition, it is possible to prevent the lower ray of the off-axis light beam from being insufficiently corrected on the telephoto side, and at the same time, it is difficult to correct chromatic aberration.
更に好ましくは条件式(1)乃至(9)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。   More preferably, the numerical ranges of the conditional expressions (1) to (9) are set as follows.
1.85<f1/f3<2.70 ・・・(1a)
0.2<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)≦1.0 ・・・(2a)
1.54<nd3i<1.8 ・・・(3a)
55<νd3i<80 ・・・(4a)
1.1<f3/√(fW×fT)<2.0 ・・・(5a)
0.2<DSP/TDW<0.5 ・・・(6a)
1.7<|m2|/√(fW×fT)<2.5 ・・・(7a)
0.4<|(1−βa)×βb|<0.8 ・・・(8a)
0.8<|f1n|/f1<1.5 ・・・(9a)
条件式(1a)を満たすことにより、ズーミングにおけるコマ収差および像面湾曲の変動の抑制が容易になる。条件式(2a)を満たすことにより、前玉有効径の小型化を図りつつ、望遠側において球面収差およびコマ収差を良好に補正することが容易になる。条件式(3a)を満たすことにより、高ズーム比化と全系の小型化が容易になる。条件式(4a)を満たすことにより、球面収差やコマ収差の補正を良好に行いつつ、第3レンズ群L3に新たにレンズを追加する必要性が少なくなり、全系の小型化が容易になる。
1.85 <f1 / f3 <2.70 (1a)
0.2 <(Ra + Rb) / (Ra−Rb) ≦ 1.0 (2a)
1.54 <nd3i <1.8 (3a)
55 <νd3i <80 (4a)
1.1 <f3 / √ (fW × fT) <2.0 (5a)
0.2 <DSP / TDW <0.5 (6a)
1.7 <| m2 | / √ (fW × fT) <2.5 (7a)
0.4 <| (1-βa) × βb | <0.8 (8a)
0.8 <| f1n | / f1 <1.5 (9a)
By satisfying conditional expression (1a), it becomes easy to suppress fluctuations in coma and field curvature during zooming. By satisfying conditional expression (2a), it becomes easy to satisfactorily correct spherical aberration and coma on the telephoto side while reducing the effective diameter of the front lens. By satisfying conditional expression (3a), it is easy to increase the zoom ratio and reduce the size of the entire system. By satisfying conditional expression (4a), it is possible to satisfactorily correct spherical aberration and coma, while reducing the need to add a new lens to the third lens unit L3, and facilitating downsizing of the entire system. .
条件式(5a)を満たすことにより、第3レンズ群L3の屈折力が適切となり、高ズーム比化を図りつつコマ収差の補正が容易になる。条件式(6a)を満たすことにより、開口絞りの位置が更に適正となり、広画角化を図りつつ前玉有効径の小型化が容易になる。条件式(7a)を満たすことにより、第2レンズ群L2のズーミングに際しての移動量が更に適切となり、高ズーム比化と全系の小型化が容易になる。条件式(8a)を満たすことにより、像変位を行う第1部分群のシフト敏感度がより適切になり、高い結像性能を維持しつつ像変位が容易になる。 When the conditional expression (5a) is satisfied, the refractive power of the third lens unit L3 becomes appropriate, and correction of coma aberration becomes easy while achieving a high zoom ratio. By satisfying conditional expression (6a), the position of the aperture stop becomes more appropriate, and it becomes easy to reduce the effective diameter of the front lens while widening the angle of view. By satisfying conditional expression (7a), the amount of movement of the second lens unit L2 during zooming becomes more appropriate, and a high zoom ratio and downsizing of the entire system are facilitated. By satisfying conditional expression (8a), the shift sensitivity of the first subgroup that performs image displacement becomes more appropriate, and image displacement is facilitated while maintaining high imaging performance.
条件式(9a)を満たすことにより、望遠側において球面収差を良好に補正しつつ、レンズ全長を短縮するのが容易になる。好ましくは条件式(1a)〜(9a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。   By satisfying conditional expression (9a), it becomes easy to shorten the total lens length while favorably correcting spherical aberration on the telephoto side. Preferably, the numerical ranges of conditional expressions (1a) to (9a) are set as follows.
1.9<f1/f3<2.5 ・・・(1b)
0.4<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)≦1.0 ・・・(2b)
1.55<nd3i<1.70 ・・・(3b)
60<νd3i<80 ・・・(4b)
1.2<f3/√(fW×fT)<1.8 ・・・(5b)
0.3<DSP/TDW<0.4 ・・・(6b)
1.8<|m2|/√(fW×fT)<2.4 ・・・(7b)
0.5<|(1−βa)×βb|<0.7 ・・・(8b)
0.9<|f1n|/f1<1.5 ・・・(9b)
各実施例のズームレンズでは、第1レンズ群L1および第2レンズ群L2の屈折力をある程度強めることで広画角化を達成している。また。第1レンズ群L1と開口絞りSPの距離を小さくし、前玉有効径の小型化を図っている。これにより第1レンズ群L1のレンズ有効径の小型化を図っている。また、第3レンズ群L3の屈折力をある程度強めることで開口絞りSPから像面IPまでの距離を小さくしている。これによりレンズ全長の短縮を図っている。
1.9 <f1 / f3 <2.5 (1b)
0.4 <(Ra + Rb) / (Ra−Rb) ≦ 1.0 (2b)
1.55 <nd3i <1.70 (3b)
60 <νd3i <80 (4b)
1.2 <f3 / √ (fW × fT) <1.8 (5b)
0.3 <DSP / TDW <0.4 (6b)
1.8 <| m2 | / √ (fW × fT) <2.4 (7b)
0.5 <| (1-βa) × βb | <0.7 (8b)
0.9 <| f1n | / f1 <1.5 (9b)
In the zoom lens of each embodiment, a wide angle of view is achieved by increasing the refractive power of the first lens unit L1 and the second lens unit L2 to some extent. Also. The distance between the first lens unit L1 and the aperture stop SP is reduced to reduce the effective diameter of the front lens. As a result, the effective lens diameter of the first lens unit L1 is reduced. Further, the distance from the aperture stop SP to the image plane IP is reduced by increasing the refractive power of the third lens unit L3 to some extent. This shortens the total lens length.
各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端に向かって第2レンズ群L2を像側に移動させ、広角端よりも望遠端において第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を広げることで変倍作用を得ている。第4レンズ群L4を物体側に移動させることで無限遠から近距離へのフォーカスを行っている。   In the zoom lens of each embodiment, the second lens unit L2 is moved to the image side from the wide-angle end toward the telephoto end, and the distance between the first lens unit L1 and the second lens unit L2 is widened at the telephoto end rather than the wide-angle end. The zooming effect is obtained. The fourth lens unit L4 is moved to the object side to focus from infinity to a short distance.
以上のような構成とすることで広角端および望遠端においてレンズ全長の短縮化を図りつつ、高ズーム比化を図っている。各実施例において第3レンズ群L1は少なくとも1つの非球面を有することが望ましい。広角端においてFナンバーを比較的小さくし、明るいズームレンズを得るには、第3レンズ群L3を簡素なレンズ構成にするのが良く、非球面を設けることが望ましい。実施例1乃至3では、第3レンズ群L3の正レンズG31の少なくとも一方のレンズ面を非球面形状にすることにより、正レンズG31から発生する収差を低く抑えている。   With the configuration as described above, the overall lens length is shortened at the wide-angle end and the telephoto end, and a high zoom ratio is achieved. In each embodiment, it is desirable that the third lens unit L1 has at least one aspheric surface. In order to obtain a bright zoom lens with a relatively small F number at the wide-angle end, the third lens unit L3 should have a simple lens configuration, and it is desirable to provide an aspherical surface. In Examples 1 to 3, the aberration generated from the positive lens G31 is kept low by making at least one lens surface of the positive lens G31 of the third lens unit L3 an aspherical surface.
すなわち、正レンズG31の基準球面から発生する収差とは逆の収差を非球面により発生させることにより、基準球面による収差と非球面による収差とバランスさせている。また、第3レンズ群L3を単一の正レンズG31で構成すると、レンズ構成の簡素化および全系の小型化を図ることが容易となる。   That is, the aberration caused by the aspherical surface is opposite to the aberration generated from the reference spherical surface of the positive lens G31, thereby balancing the aberration caused by the reference spherical surface and the aberration caused by the aspherical surface. In addition, when the third lens unit L3 is configured by a single positive lens G31, it is easy to simplify the lens configuration and reduce the size of the entire system.
実施例1乃至4では、第3レンズ群L3に非球面レンズを採用することにより、所定の明るさを確保しつつ、広角側において球面収差やコマ収差等を良好に補正している。実施例3、4では第2レンズ群L2に非球面レンズを採用することにより、光学性能のさらなる向上を図っている。特に広角側において像面湾曲を良好に補正している。実施例3では、第2レンズ群L2の最も物体側の負レンズにて、中心から周辺にかけて負の屈折力が弱くなる非球面形状のレンズを用いて収差を良好に補正している。   In Examples 1 to 4, by using an aspheric lens for the third lens unit L3, spherical aberration, coma, and the like are favorably corrected on the wide angle side while ensuring a predetermined brightness. In Examples 3 and 4, the optical performance is further improved by employing an aspheric lens for the second lens unit L2. In particular, the field curvature is corrected well on the wide angle side. In Example 3, aberration is favorably corrected using an aspherical lens in which the negative refractive power is weakened from the center to the periphery in the negative lens closest to the object side in the second lens unit L2.
各実施例では、第5レンズ群L5の物体側の1コンポーネント(第1部分群)を光軸に垂直方向の成分を持つように移動させる。これにより、光学系全体が振動(傾動)したときの撮影画像のぶれを補正するようにしているが、任意のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させて手ぶれ補正を行っても良い。 In each embodiment, one component ( first partial group ) on the object side of the fifth lens unit L5 is moved so as to have a component perpendicular to the optical axis. Thus, the shake of the captured image when the entire optical system vibrates (tilts) is corrected. However, camera shake correction may be performed by moving an arbitrary lens group in a direction perpendicular to the optical axis.
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたカムコーダー(ビデオカメラ)の実施例を図13、デジタルスチルカメラの実施例を図14を用いて説明する。図13において、10はカメラ本体、11は実施例1乃至4に説明したいずれか1つのズームレンズによって構成された撮影光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系11によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。   Next, an embodiment of a camcorder (video camera) using the zoom lens of the present invention as a photographing optical system will be described with reference to FIG. 13 and an embodiment of a digital still camera with reference to FIG. In FIG. 13, reference numeral 10 denotes a camera body, and 11 denotes a photographing optical system configured by any one zoom lens described in the first to fourth embodiments. Reference numeral 12 denotes a solid-state imaging device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor that receives a subject image formed by the photographing optical system 11 and is built in the camera body.
13は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子12上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。図14において、20はカメラ本体、21は実施例1乃至4に説明したいずれか1つのズームレンズによって構成された撮影光学系である。22はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系21によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。尚、各実施例のズームレンズは投射装置(プロジェクタ)用の投射光学系として用いることもできる。   Reference numeral 13 is a finder for observing a subject image formed on the solid-state image sensor 12, which includes a liquid crystal display panel or the like. In FIG. 14, reference numeral 20 denotes a camera body, and reference numeral 21 denotes a photographing optical system constituted by any one zoom lens described in the first to fourth embodiments. Reference numeral 22 denotes a solid-state imaging device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor that receives a subject image formed by the photographing optical system 21 and is built in the camera body. In addition, the zoom lens of each embodiment can also be used as a projection optical system for a projection apparatus (projector).
本発明の撮像装置は、上記のいずれかのズームレンズと、歪曲収差及び/又は倍率色収差を電気的に補正する回路とを備えるのが好ましい。このようにズームレンズを構成する際に歪曲収差を許容することのできるレンズ構成にすれば、ズームレンズのレンズ枚数の削減や小型化が容易になる。また、倍率色収差を電気的に補正することにより、撮影画像の色にじみを軽減し、また、解像力の向上を図ることが容易になる。

次に本発明の実施例1乃至4に対応する数値実施例1乃至4を示す。数値実施例においてiは物体からの面の順番を示す。riは物体側より順に第i番目の面の曲率半径、diは物体側より順に第i番目と第i+1番目間のレンズ厚及び空気間隔、ndiとνdiは各々物体側より順に第i番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。また最も像側の2つの面はフェースプレート等のガラス材である。
The imaging apparatus of the present invention preferably includes any one of the zoom lenses described above and a circuit that electrically corrects distortion and / or lateral chromatic aberration. In this way, if the lens configuration is such that distortion can be allowed when the zoom lens is configured, the number of zoom lenses can be easily reduced or reduced in size. In addition, by electrically correcting the chromatic aberration of magnification, it is possible to reduce the color blur of the captured image and to improve the resolution.

Next, numerical examples 1 to 4 corresponding to the first to fourth embodiments of the present invention will be described. In the numerical examples, i indicates the order of the surface from the object. ri is the radius of curvature of the i-th surface in order from the object side, di is the lens thickness and air spacing between the i-th and i + 1-th in order from the object side, and ndi and νdi are the i-th optical in order from the object side. The refractive index and Abbe number of the material of the member. The two surfaces closest to the image side are glass materials such as face plates.
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4,A6,A8,A10を各々非球面係数としたとき   The aspherical shape is the X axis in the optical axis direction, the H axis in the direction perpendicular to the optical axis, the light traveling direction is positive, R is the paraxial radius of curvature, K is the conic constant, and A4, A6, A8, and A10 are aspherical surfaces. When using coefficients
なる式で表している。*は非球面形状を有する面を意味している。「e−x」は10-xを意味している。BFはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの空気変換長で表している。各数値実施例のレンズデータ及びそれに基づく各条件式の計算結果を表1に示す。 It is expressed by the following formula. * Means a surface having an aspherical shape. “E−x” means 10 −x . BF is a back focus, and is represented by an air conversion length from the final lens surface to the image plane. Table 1 shows the lens data of each numerical example and the calculation results of the conditional expressions based thereon.
[数値実施例1]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -344.066 1.50 1.84666 23.8
2 50.245 4.07 1.60311 60.6
3 -164.337 0.20
4 49.901 2.95 1.80400 46.6
5 -700.592 0.17
6 26.799 2.05 1.77250 49.6
7 48.404 (可変)
8 115.929 0.70 1.88300 40.8
9 8.374 2.63
10 -13.413 0.60 1.80000 29.8
11 14.604 1.50
12 -15.366 0.60 1.88300 40.8
13 -34.927 0.20
14 40.719 2.03 1.92286 18.9
15 -18.683 (可変)
16(絞り) ∞ 1.20
17* 16.419 3.45 1.55332 71.7
18* -21.931 (可変)
19 12.803 0.60 1.84666 23.8
20 6.466 2.13 1.63854 55.4
21 -64.684 (可変)
22* 35.578 1.02 1.83481 42.7
23 -46.779 0.50 1.64769 33.8
24 5.419 3.47
25 10.055 3.23 1.51633 64.1
26 -9.717 3.00
27 ∞ 1.00 1.51633 64.1
28 ∞ 1.00
像面 ∞
[Numerical Example 1]
Unit mm

Surface data surface number rd nd νd
1 -344.066 1.50 1.84666 23.8
2 50.245 4.07 1.60311 60.6
3 -164.337 0.20
4 49.901 2.95 1.80 400 46.6
5 -700.592 0.17
6 26.799 2.05 1.77250 49.6
7 48.404 (variable)
8 115.929 0.70 1.88300 40.8
9 8.374 2.63
10 -13.413 0.60 1.80000 29.8
11 14.604 1.50
12 -15.366 0.60 1.88300 40.8
13 -34.927 0.20
14 40.719 2.03 1.92286 18.9
15 -18.683 (variable)
16 (Aperture) ∞ 1.20
17 * 16.419 3.45 1.55332 71.7
18 * -21.931 (variable)
19 12.803 0.60 1.84666 23.8
20 6.466 2.13 1.63854 55.4
21 -64.684 (variable)
22 * 35.578 1.02 1.83481 42.7
23 -46.779 0.50 1.64769 33.8
24 5.419 3.47
25 10.055 3.23 1.51633 64.1
26 -9.717 3.00
27 ∞ 1.00 1.51633 64.1
28 ∞ 1.00
Image plane ∞
非球面データ
第17面
K =-6.51338e-001 A 4=-8.42369e-005 A 6=-2.73669e-008
A 8=-1.56859e-008 A10= 3.10785e-010

第18面
K =-4.76736e+000 A 4=-4.65862e-005 A 6=-1.49561e-007

第22面
K = 3.24617e+001 A 4=-2.09482e-004

各種データ
ズーム比 13.57

焦点距離 3.64 11.01 22.91 49.32
Fナンバー 1.80 2.38 2.62 2.80
半画角(度) 36.60 11.55 5.61 2.61
像高 2.70 2.25 2.25 2.25
レンズ全長 75.25 75.25 75.25 75.25
BF 4.66 4.66 4.66 4.66

d 7 0.70 14.78 20.61 24.98
d15 25.88 11.80 5.97 1.60
d18 8.17 5.31 4.38 6.78
d21 1.04 3.90 4.83 2.43

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 36.16
2 8 -6.70
3 16 17.53
4 19 22.81
5 22 20.93
Aspheric data 17th surface
K = -6.51338e-001 A 4 = -8.42369e-005 A 6 = -2.73669e-008
A 8 = -1.56859e-008 A10 = 3.10785e-010

18th page
K = -4.76736e + 000 A 4 = -4.65862e-005 A 6 = -1.49561e-007

22nd page
K = 3.24617e + 001 A 4 = -2.09482e-004

Various data Zoom ratio 13.57

Focal length 3.64 11.01 22.91 49.32
F number 1.80 2.38 2.62 2.80
Half angle of view (degrees) 36.60 11.55 5.61 2.61
Image height 2.70 2.25 2.25 2.25
Total lens length 75.25 75.25 75.25 75.25
BF 4.66 4.66 4.66 4.66

d 7 0.70 14.78 20.61 24.98
d15 25.88 11.80 5.97 1.60
d18 8.17 5.31 4.38 6.78
d21 1.04 3.90 4.83 2.43

Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 36.16
2 8 -6.70
3 16 17.53
4 19 22.81
5 22 20.93
[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -119.285 1.50 1.90366 31.3
2 42.832 0.95
3 59.781 4.01 1.60311 60.6
4 -102.751 0.15
5 39.872 4.22 1.71300 53.9
6 -188.813 0.15
7 33.362 2.56 1.69680 55.5
8 93.777 (可変)
9 -2382.167 0.70 2.00100 29.1
10 8.456 2.14
11 -100.789 0.60 1.91082 35.3
12 16.952 1.74
13 -15.765 0.60 1.60060 41.4
14 -136.190 0.10
15 30.045 1.97 2.00272 19.3
16 -26.332 (可変)
17(絞り) ∞ 1.20
18* 10.244 3.02 1.59201 67.0
19* -92.682 (可変)
20 9.567 0.50 1.84666 23.8
21 4.692 2.57 1.63854 55.4
22 -111.246 (可変)
23 35.328 0.70 1.55332 71.7
24* 5.925 2.22
25 14.027 1.85 1.48749 70.2
26 -10.516 0.50 1.95906 17.5
27 -18.317 2.00
28 ∞ 1.00 1.51633 64.1
29 ∞ 1.00
像面 ∞
[Numerical Example 2]
Unit mm

Surface data surface number rd nd νd
1 -119.285 1.50 1.90366 31.3
2 42.832 0.95
3 59.781 4.01 1.60311 60.6
4 -102.751 0.15
5 39.872 4.22 1.71300 53.9
6 -188.813 0.15
7 33.362 2.56 1.69680 55.5
8 93.777 (variable)
9 -2382.167 0.70 2.00 100 29.1
10 8.456 2.14
11 -100.789 0.60 1.91082 35.3
12 16.952 1.74
13 -15.765 0.60 1.60060 41.4
14 -136.190 0.10
15 30.045 1.97 2.00272 19.3
16 -26.332 (variable)
17 (Aperture) ∞ 1.20
18 * 10.244 3.02 1.59201 67.0
19 * -92.682 (variable)
20 9.567 0.50 1.84666 23.8
21 4.692 2.57 1.63854 55.4
22 -111.246 (variable)
23 35.328 0.70 1.55332 71.7
24 * 5.925 2.22
25 14.027 1.85 1.48749 70.2
26 -10.516 0.50 1.95906 17.5
27 -18.317 2.00
28 ∞ 1.00 1.51633 64.1
29 ∞ 1.00
Image plane ∞
非球面データ
第18面
K = 5.98255e-001 A 4=-1.21465e-004 A 6=-7.94578e-007
A 8= 3.78495e-008 A10=-3.95509e-010

第19面
K =-6.81901e+002 A 4=-4.56027e-006 A 6= 3.68274e-006

第24面
K =-4.64351e-001 A 4= 6.19195e-004

各種データ
ズーム比 13.79

焦点距離 3.50 11.39 19.59 48.28
Fナンバー 1.80 2.45 2.46 2.88
半画角(度) 36.59 11.17 6.55 2.67
像高 2.60 2.25 2.25 2.25
レンズ全長 74.51 74.51 74.51 74.51
BF 3.66 3.66 3.66 3.66

d 8 0.70 17.70 22.80 29.03
d16 29.93 12.93 7.83 1.60
d19 4.79 3.06 2.69 4.86
d22 1.48 3.22 3.58 1.41

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 38.51
2 9 -8.26
3 17 15.75
4 20 19.84
5 23 -37.98
Aspheric data 18th surface
K = 5.98255e-001 A 4 = -1.21465e-004 A 6 = -7.94578e-007
A 8 = 3.78495e-008 A10 = -3.95509e-010

19th page
K = -6.81901e + 002 A 4 = -4.56027e-006 A 6 = 3.68274e-006

24th page
K = -4.64351e-001 A 4 = 6.19195e-004

Various data Zoom ratio 13.79

Focal length 3.50 11.39 19.59 48.28
F number 1.80 2.45 2.46 2.88
Half angle of view (degrees) 36.59 11.17 6.55 2.67
Image height 2.60 2.25 2.25 2.25
Total lens length 74.51 74.51 74.51 74.51
BF 3.66 3.66 3.66 3.66

d 8 0.70 17.70 22.80 29.03
d16 29.93 12.93 7.83 1.60
d19 4.79 3.06 2.69 4.86
d22 1.48 3.22 3.58 1.41

Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 38.51
2 9 -8.26
3 17 15.75
4 20 19.84
5 23 -37.98
[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 1.50 1.84666 23.8
2 41.344 1.80
3 94.752 3.03 1.48749 70.2
4 -126.575 0.15
5 46.422 2.80 1.69680 55.5
6 297.361 0.15
7 37.804 3.27 1.83481 42.7
8 1147.293 (可変)
9 -124.873 0.60 1.85135 40.1
10* 7.294 2.81
11 -16.328 0.60 1.80400 46.6
12 47.325 0.20
13 19.795 1.81 1.92286 18.9
14 -76.231 (可変)
15(絞り) ∞ 1.20
16* 20.125 3.33 1.55332 71.7
17* -24.740 (可変)
18 23.545 0.60 1.84666 23.8
19 9.952 2.14 1.63854 55.4
20 -25.683 (可変)
21* 45.164 1.16 1.88300 40.8
22 -52.263 0.60 1.67270 32.1
23 6.244 1.82
24 7.565 3.50 1.69680 55.5
25 -428.888 3.30
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 1.00
像面 ∞
[Numerical Example 3]
Unit mm

Surface data surface number rd nd νd
1 ∞ 1.50 1.84666 23.8
2 41.344 1.80
3 94.752 3.03 1.48749 70.2
4 -126.575 0.15
5 46.422 2.80 1.69680 55.5
6 297.361 0.15
7 37.804 3.27 1.83481 42.7
8 1147.293 (variable)
9 -124.873 0.60 1.85135 40.1
10 * 7.294 2.81
11 -16.328 0.60 1.80 400 46.6
12 47.325 0.20
13 19.795 1.81 1.92286 18.9
14 -76.231 (variable)
15 (Aperture) ∞ 1.20
16 * 20.125 3.33 1.55332 71.7
17 * -24.740 (variable)
18 23.545 0.60 1.84666 23.8
19 9.952 2.14 1.63854 55.4
20 -25.683 (variable)
21 * 45.164 1.16 1.88300 40.8
22 -52.263 0.60 1.67270 32.1
23 6.244 1.82
24 7.565 3.50 1.69680 55.5
25 -428.888 3.30
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 1.00
Image plane ∞
非球面データ
第10面
K =-1.10126e-001 A 4=-1.61117e-005

第16面
K =-2.63299e+000 A 4= 2.93548e-006 A 6=-3.06369e-009
A 8= 1.93110e-008 A10=-2.66803e-010

第17面
K =-5.96116e+000 A 4= 1.08153e-005 A 6= 6.08640e-007

第21面
K =-7.26973e+001 A 4= 1.08789e-004

各種データ
ズーム比 11.99

焦点距離 3.81 15.73 27.56 45.70
Fナンバー 1.80 2.48 2.69 2.88
半画角(度) 34.31 10.80 6.21 3.76
像高 2.60 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 79.68 79.68 79.68 79.68
BF 4.96 4.96 4.96 4.96

d 8 0.70 18.05 23.28 28.24
d14 29.14 8.95 4.35 1.60
d17 8.69 5.93 3.95 4.69
d20 3.14 8.74 10.09 7.14

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 39.66
2 9 -7.87
3 15 20.60
4 18 25.40
5 21 42.15

Aspheric data 10th surface
K = -1.10126e-001 A 4 = -1.61117e-005

16th page
K = -2.63299e + 000 A 4 = 2.93548e-006 A 6 = -3.06369e-009
A 8 = 1.93110e-008 A10 = -2.66803e-010

17th page
K = -5.96116e + 000 A 4 = 1.08153e-005 A 6 = 6.08640e-007

21st page
K = -7.26973e + 001 A 4 = 1.08789e-004

Various data Zoom ratio 11.99

Focal length 3.81 15.73 27.56 45.70
F number 1.80 2.48 2.69 2.88
Half angle of view (degrees) 34.31 10.80 6.21 3.76
Image height 2.60 3.00 3.00 3.00
Total lens length 79.68 79.68 79.68 79.68
BF 4.96 4.96 4.96 4.96

d 8 0.70 18.05 23.28 28.24
d14 29.14 8.95 4.35 1.60
d17 8.69 5.93 3.95 4.69
d20 3.14 8.74 10.09 7.14

Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 39.66
2 9 -7.87
3 15 20.60
4 18 25.40
5 21 42.15

[数値実施例4]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -800.000 1.50 1.90366 31.3
2 39.916 0.82
3 45.540 4.51 1.60311 60.6
4 -166.248 0.15
5 37.763 3.89 1.69680 55.5
6 -808.672 0.15
7 36.152 1.96 1.69680 55.5
8 72.304 (可変)
9 -130.913 0.70 2.00100 29.1
10 8.032 3.36
11 -16.195 0.60 1.91082 35.3
12 18.017 0.00
13 18.017 2.42 2.00178 19.3
14* -23.343 (可変)
15(絞り) ∞ 1.20
16* 14.319 2.18 1.59201 67.0
17* -88.129 (可変)
18 11.007 0.50 1.84666 23.8
19 6.235 2.45 1.63854 55.4
20 -42.556 (可変)
21 11.433 0.70 1.55332 71.7
22* 4.539 2.13
23 8.024 2.16 1.56384 60.7
24 -22.110 0.50 1.95906 17.5
25 -850.000 4.40
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 1.00
像面 ∞
[Numerical Example 4]
Unit mm

Surface data surface number rd nd νd
1 -800.000 1.50 1.90366 31.3
2 39.916 0.82
3 45.540 4.51 1.60311 60.6
4 -166.248 0.15
5 37.763 3.89 1.69680 55.5
6 -808.672 0.15
7 36.152 1.96 1.69680 55.5
8 72.304 (variable)
9 -130.913 0.70 2.00 100 29.1
10 8.032 3.36
11 -16.195 0.60 1.91082 35.3
12 18.017 0.00
13 18.017 2.42 2.00178 19.3
14 * -23.343 (variable)
15 (Aperture) ∞ 1.20
16 * 14.319 2.18 1.59201 67.0
17 * -88.129 (variable)
18 11.007 0.50 1.84666 23.8
19 6.235 2.45 1.63854 55.4
20 -42.556 (variable)
21 11.433 0.70 1.55332 71.7
22 * 4.539 2.13
23 8.024 2.16 1.56384 60.7
24 -22.110 0.50 1.95906 17.5
25 -850.000 4.40
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 1.00
Image plane ∞
非球面データ
第14面
K = 8.00261e-001 A 4=-5.85355e-005 A 6=-5.61599e-007

第16面
K = 5.69141e-001 A 4= 1.42937e-005 A 6= 1.76326e-006
A 8= 1.42819e-007 A10=-1.67455e-009

第17面
K =-8.78133e+002 A 4= 3.70614e-005 A 6= 8.23852e-006

第22面
K =-3.87586e-001 A 4= 1.40888e-004

各種データ
ズーム比 11.83

焦点距離 3.47 11.03 28.06 41.04
Fナンバー 1.80 2.45 2.77 2.88
半画角(度) 36.85 11.53 4.58 3.14
像高 2.60 2.25 2.25 2.25
レンズ全長 75.82 75.82 75.82 75.82
BF 6.06 6.06 6.06 6.06

d 8 0.70 17.43 25.79 28.58
d14 29.58 12.85 4.49 1.70
d17 6.34 4.09 2.96 3.51
d20 1.26 3.50 4.63 4.09

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.70
2 9 -7.65
3 15 20.97
4 18 17.26
5 21 -97.91

Aspheric data 14th surface
K = 8.00261e-001 A 4 = -5.85355e-005 A 6 = -5.61599e-007

16th page
K = 5.69141e-001 A 4 = 1.42937e-005 A 6 = 1.76326e-006
A 8 = 1.42819e-007 A10 = -1.67455e-009

17th page
K = -8.78133e + 002 A 4 = 3.70614e-005 A 6 = 8.23852e-006

22nd page
K = -3.87586e-001 A 4 = 1.40888e-004

Various data Zoom ratio 11.83

Focal length 3.47 11.03 28.06 41.04
F number 1.80 2.45 2.77 2.88
Half angle of view (degrees) 36.85 11.53 4.58 3.14
Image height 2.60 2.25 2.25 2.25
Total lens length 75.82 75.82 75.82 75.82
BF 6.06 6.06 6.06 6.06

d 8 0.70 17.43 25.79 28.58
d14 29.58 12.85 4.49 1.70
d17 6.34 4.09 2.96 3.51
d20 1.26 3.50 4.63 4.09

Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 41.70
2 9 -7.65
3 15 20.97
4 18 17.26
5 21 -97.91

L1…第1レンズ群 L2…第2レンズ群 L3…第3レンズ群 L4…第4レンズ群
L5…第5レンズ群 SP…絞り
L1 ... 1st lens group L2 ... 2nd lens group L3 ... 3rd lens group L4 ... 4th lens group L5 ... 5th lens group SP ... Aperture

Claims (12)

  1. 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、正または負の屈折力の第5レンズ群から構成され、ズーミングに際して、前記第1レンズ群は不動で、前記第2レンズ群と前記第4レンズ群が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
    前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズG1n、正レンズ、正レンズ、正レンズから構成され、
    前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記負レンズG1nの物体側のレンズ面の曲率半径をRa、前記負レンズG1nの像側のレンズ面の曲率半径をRbとするとき、
    1.8<f1/f3<3.0
    −0.2<(Ra+Rb)/(Ra−Rb)<1.1
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    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 group having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side. The first lens group does not move during zooming, the second lens group and the fourth lens group move, and the interval between adjacent lens groups is increased. In the changing zoom lens,
    The first lens group includes a negative lens G1n, a positive lens, a positive lens, and a positive lens arranged in order from the object side to the image side.
    The focal length of the first lens group is f1, the focal length of the third lens group is f3, the radius of curvature of the object-side lens surface of the negative lens G1n is Ra, and the curvature of the lens surface of the negative lens G1n is on the image side. When the radius is Rb,
    1.8 <f1 / f3 <3.0
    −0.2 <(Ra + Rb) / (Ra−Rb) <1.1
    A zoom lens satisfying the following conditional expression:
  2. 前記第3レンズ群に含まれる正レンズの材料の屈折率をnd3i、アッベ数をνd3iとするとき、前記第3レンズ群は、
    1.54<nd3i<2.00
    55<νd3i<100
    なる条件式を満足する正レンズを有することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
    When the refractive index of the material of the positive lens included in the third lens group is nd3i and the Abbe number is νd3i, the third lens group is
    1.54 <nd3i <2.00
    55 <νd3i <100
    The zoom lens according to claim 1, further comprising a positive lens that satisfies the following conditional expression:
  3. 広角端における全系の焦点距離をfW、望遠端における全系の焦点距離をfTとするとき、
    1.0<f3/√(fW×fT)<3.0
    なる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。
    When the focal length of the entire system at the wide angle end is fW and the focal length of the entire system at the telephoto end is fT,
    1.0 <f3 / √ (fW × fT) <3.0
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
  4. 前記第3レンズ群の物体側にズーミングに際して不動の開口絞りを有し、広角端におけるレンズ全長をTDW、前記開口絞りから像面までの空気換算距離をDSPとするとき、
    0.2<DSP/TDW<0.7
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    When the third lens unit has an aperture stop that does not move during zooming on the object side, the total lens length at the wide-angle end is TDW, and the air-converted distance from the aperture stop to the image plane is DSP,
    0.2 <DSP / TDW <0.7
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
  5. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第2レンズ群の光軸上の移動量をm2、広角端における全系の焦点距離をfW、望遠端における全系の焦点距離をfTとするとき、
    1.5<|m2|/√(fW×fT)<3.0
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    When the amount of movement of the second lens group on the optical axis in zooming from the wide-angle end to the telephoto end is m2, the focal length of the entire system at the wide-angle end is fW, and the focal length of the entire system at the telephoto end is fT.
    1.5 <| m2 | / √ (fW × fT) <3.0
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
  6. 前記第5レンズ群は、負の屈折力の第1部分群と、正の屈折力の第2部分群から構成され、像ぶれ補正に際して、前記第1部分群又は前記第2部分群のいずれか一方から構成される防振群が光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動し、
    望遠端における前記防振群の横倍率をβa、前記防振群より像側に位置する光学系の望遠端における横倍率をβb(前記防振群より像側に位置する光学系が存在しないときはβb=1)とするとき、
    0.4<|(1−βa)×βb|<1.5
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    The fifth lens group includes a first partial group having a negative refractive power and a second partial group having a positive refractive power, and either one of the first partial group or the second partial group is used for image blur correction. The anti-vibration group consisting of one side moves in a direction having a component perpendicular to the optical axis,
    The lateral magnification of the image stabilizing group at the telephoto end is βa, and the lateral magnification at the telephoto end of the optical system located on the image side from the image stabilizing group is βb (when there is no optical system located on the image side from the image stabilizing group) Is βb = 1) ,
    0.4 <| (1-βa) × βb | <1.5
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
  7. 前記負レンズG1nの焦点距離をf1nとするとき、
    0.8<|f1n|/f1<2.0
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    When the focal length of the negative lens G1n is f1n,
    0.8 <| f1n | / f1 <2.0
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
  8. 前記第3レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数をνd3i、部分分散比をθgF3iとするとき、前記第3レンズ群は、
    −0.00162×νd3i+0.642<θgF3i
    なる条件式を満足する正レンズを有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    When the Abbe number of the material of the positive lens included in the third lens group is νd3i and the partial dispersion ratio is θgF3i, the third lens group is
    −0.00162 × νd3i + 0.642 <θgF3i
    The zoom lens according to claim 1, further comprising a positive lens that satisfies the following conditional expression:
  9. ズーミングに際して前記第3レンズ群および前記第5レンズ群は不動であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のズームレンズ。   The zoom lens according to claim 1, wherein the third lens group and the fifth lens group do not move during zooming.
  10. 前記第3レンズ群は1枚の正レンズより構成されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のズームレンズ。   The zoom lens according to any one of claims 1 to 9, wherein the third lens group includes a single positive lens.
  11. 前記第5レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1部分群、正の屈折力の第2部分群から構成され、像ぶれ補正に際して前記第1部分群が光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のズームレンズ。   The fifth lens group includes a first partial group having a negative refractive power and a second partial group having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side, and the first partial group is used for image blur correction. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens moves in a direction having a component perpendicular to the optical axis.
  12. 請求項1乃至11のいずれか1項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。   An image pickup apparatus comprising: the zoom lens according to claim 1; and an image pickup element that receives an image formed by the zoom lens.
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