JP2007004122A - Zoom optical system and electronic equipment equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変倍光学系に関し、例えば、デジタルカメラ，ビデオカメラ，デジタルビデオユニット，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，情報携帯端末等に内蔵又は外付けして利用できる変倍光学系に関するものである。また、この変倍光学系を用いた、デジタルカメラ，ビデオカメラ、デジタルビデオユニット，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，情報携帯端末等の電子機器に関する。 The present invention relates to a variable magnification optical system, for example, a variable magnification optical system that can be used by being incorporated in or attached to a digital camera, a video camera, a digital video unit, a personal computer, a mobile computer, a mobile phone, an information portable terminal, or the like. It is. The present invention also relates to electronic devices such as a digital camera, a video camera, a digital video unit, a personal computer, a mobile computer, a mobile phone, and an information portable terminal using the variable magnification optical system.
近年、ＰＤＡと呼ばれる情報携帯端末や携帯電話が爆発的に普及している。また、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の電子撮像素子を使ったコンパクトなデジタルカメラや、デジタルビデオユニットを内蔵したもの等が増えてきている。そして、このような電子機器の小型化を図る上で、このような電子機器に備えられる撮像ユニット等も小型化、軽量化することが求められている。 In recent years, portable information terminals and mobile phones called PDAs have become explosive. In addition, a compact digital camera using an electronic image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor or a device incorporating a digital video unit is increasing. In order to reduce the size of such an electronic device, an imaging unit and the like provided in such an electronic device are also required to be reduced in size and weight.
最近では、こうした電子機器に用いられる撮像素子は、撮像素子の画像サイズが小さく、かつ、撮像素子の画素数が多い、例えばメガピクセルのような高画素のものが開発されてきている。そのため、小さな画像サイズでも高精細な画像の取り込みが可能となっている。一方、こうした撮像素子を有効に用いることができるためにも、このような撮像素子に用いられる光学系も、小型で高性能であることが求められている。 Recently, an image sensor used in such an electronic device has been developed that has a small image size of the image sensor and a large number of pixels of the image sensor, such as a mega pixel. Therefore, high-definition images can be captured even with a small image size. On the other hand, in order to be able to use such an image sensor effectively, an optical system used for such an image sensor is also required to be small and have high performance.
こうした、従来の光学系の小型化に関する技術として、例えば、特許文献１に記載のズームレンズが提案されている。
特許文献１には、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とから構成され、前記第１レンズ群は１枚の負レンズで構成され、前記第２レンズ群は物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成され、前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成された３群構成であって、レンズの構成枚数が４枚で構成されているズームレンズが提案されている。レンズ群を構成するレンズの枚数を４枚と少なくすることで、ズームレンズの小型化を図りつつ、広角端におけるレンズ全長を広角端での焦点距離の３〜４倍程度としている。
しかし、特許文献１に記載のズームレンズでは、各実施例において、光学系を小型化することができても、ズーム比はせいぜい２．４倍と小さいという欠点がある。また、光学系を小型化することができても、高画質性能を確保することができないという問題があった。
However, the zoom lens described in
そこで、本発明は、従来方法の有する上記のような課題に鑑みて成されたものである。その目的とするところは、小型で高画質性能を確保した変倍光学系及びその変倍光学系を搭載した電子機器を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems of conventional methods. An object of the present invention is to provide a variable magnification optical system that is small and ensures high image quality performance, and an electronic device equipped with the variable magnification optical system.
上記目的を達成するため、本発明の変倍光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とから構成され、かつ、少なくとも前記負の屈折力を有する第１レンズ群と前記正の屈折力を有する第２レンズ群を移動させ、各レンズ群の間隔を変えることで変倍を行う変倍光学系であって、前記負の屈折力を有する第１レンズ群が１枚の負レンズで構成され、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成され、前記正の屈折力を有する第３レンズ群が１枚の正レンズで構成され、かつ、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が下記条件式を満足することを特徴とする。
−５．０＜（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6）＜２．０ ・・・ （１）
但し、ｒ5は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの像側面光軸上曲率半径であり、ｒ6は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面光軸上曲率半径である。
In order to achieve the above object, the variable magnification optical system of the present invention has, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a positive refractive power. The first lens group having at least the negative refractive power and the second lens group having the positive refractive power are moved to change the distance between the lens groups. A variable power optical system that performs magnification, wherein the first lens group having negative refractive power is composed of one negative lens, and the second lens group having positive refractive power is one sheet in order from the object side. The positive lens and one negative lens, the third lens group having the positive refractive power is constituted by one positive lens, and the second lens group having the positive refractive power is described below. It satisfies the conditional expression.
−5.0 <(r 5 + r 6 ) / (r 5 −r 6 ) <2.0 (1)
Where r 5 is the radius of curvature on the image side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power, and r 6 is the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power. The radius of curvature on the object side optical axis.
また、本発明の変倍光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とから構成され、かつ、少なくとも前記負の屈折力を有する第１レンズ群と前記正の屈折力を有する第２レンズ群を移動させ、各レンズ群の間隔を変えることで変倍を行う変倍光学系であって、前記負の屈折力を有する第１レンズ群が１枚の負レンズで構成され、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成され、前記正の屈折力を有する第３レンズ群が１枚の正レンズで構成され、かつ、前記正の屈折力を有する第２レンズ群の像側に位置する負レンズが次の条件式を満足することを特徴とする。
−０．１＜（ｒ6＋ｒ7）／（ｒ6−ｒ7）＜５．０ ・・・ （２）
但し、ｒ6は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｒ7は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径である。
The zoom optical system of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. And at least the first lens group having the negative refractive power and the second lens group having the positive refractive power are moved, and the magnification is changed by changing the interval between the lens groups. In the optical system, the first lens group having negative refracting power is composed of one negative lens, and the second lens group having positive refracting power is one positive lens and one in order from the object side. A third lens group having a positive refractive power and a negative lens located on the image side of the second lens group having a positive refractive power. The lens satisfies the following conditional expression.
−0.1 <(r 6 + r 7 ) / (r 6 −r 7 ) <5.0 (2)
Where r 6 is the radius of curvature on the object side optical axis of the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power, and r 7 is the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power. This is the radius of curvature on the image side optical axis.
また、本発明の変倍光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とから構成され、少なくとも前記負の屈折力を有する第１レンズ群と前記正の屈折力を有する第２レンズ群を移動させ、各レンズ群の間隔を変えることで変倍を行う変倍光学系であって、前記負の屈折力を有する第１レンズ群が１枚の負レンズで構成され、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成され、前記正の屈折力を有する第３レンズ群が１枚の正レンズで構成され、かつ、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が次の条件式を満足することを特徴とする。
−５．０＜（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6）＜２．０ ・・・ （１）
−０．１＜（ｒ6＋ｒ7）／（ｒ6−ｒ7）＜５．０ ・・・ （２）
但し、ｒ5は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの像側面光軸上曲率半径であり、ｒ6は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｒ7は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径である。
The zoom optical system of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. And a variable power optical system that moves at least the first lens group having a negative refractive power and the second lens group having a positive refractive power, and changes the distance between the lens groups. The first lens group having negative refractive power is composed of one negative lens, and the second lens group having positive refractive power consists of one positive lens and one positive lens in order from the object side. The third lens group having a positive refractive power is constituted by a single positive lens, and the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression: It is characterized by.
−5.0 <(r 5 + r 6 ) / (r 5 −r 6 ) <2.0 (1)
−0.1 <(r 6 + r 7 ) / (r 6 −r 7 ) <5.0 (2)
Where r 5 is the radius of curvature on the image side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power, and r 6 is the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power. The radius of curvature on the object side optical axis, and r 7 is the radius of curvature on the image side optical axis of the negative lens constituting the second lens group having a positive refractive power.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズが、次の条件式を満足することを特徴としている。
０．５３≦ ｒ4／ｆｗ ＜ １．２ ・・・ （３）
但し、ｒ4は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。
In the zoom optical system according to the present invention, it is preferable that the positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
0.53 ≦ r 4 /fw<1.2 (3)
Where r 4 is the radius of curvature on the object side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズが、次の条件式を満足することを特徴としている。
０．１ ＜ ｒ7／ｆｗ ≦ １．１ ・・・ （４）
但し、ｒ7は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。
In the variable magnification optical system according to the present invention, it is preferable that the negative lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
0.1 <r 7 /fw≦1.1 (4)
Here, r 7 is the radius of curvature on the image side optical axis of the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記負の屈折力を有する第１レンズ群を構成する負レンズのアッベ数が、次の条件式を満足することを特徴としている。
５０＜νｄ1＜１００ ・・・ （５）
但し、νｄ1は負の屈折力を有する第１レンズ群を構成する負レンズのアッベ数である。
In the zoom optical system of the present invention, it is preferable that the Abbe number of the negative lens constituting the first lens group having the negative refractive power satisfies the following conditional expression.
50 <νd 1 <100 (5)
Here, νd 1 is the Abbe number of the negative lens constituting the first lens group having negative refractive power.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズのアッベ数が、次の条件式を満足することを特徴としている。
５０＜νｄ2＜１００ ・・・ （６）
但し、νｄ2は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズのアッベ数である。
In the zoom optical system according to the present invention, it is preferable that the Abbe number of the positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
50 <νd 2 <100 (6)
However, νd 2 is the Abbe number of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの屈折率が、次の条件式を満足することを特徴としている。
１．５＜Ｎ2Ｐ ・・・ （７）
但し、Ｎ2Ｐは正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの屈折率である。
In the zoom optical system according to the present invention, it is preferable that the refractive index of the positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
1.5 <N 2 P (7)
N 2 P is the refractive index of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズに赤外カット機能を有するコーティングがされていることを特徴としている。 In the variable magnification optical system of the present invention, it is preferable that the positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power is coated with an infrared cut function.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズが、１枚の硝子レンズで構成されていることを特徴としている。 In the variable magnification optical system according to the present invention, it is preferable that the positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power is composed of a single glass lens.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記負の屈折力を有する第１レンズ群と前記正の屈折力を有する第２レンズ群が、それぞれ少なくとも１枚の硝子レンズで構成されていることを特徴としている。 In the variable magnification optical system of the present invention, it is preferable that the first lens group having negative refractive power and the second lens group having positive refractive power are each composed of at least one glass lens. It is characterized by having.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズが、次の条件式を満足することを特徴としている。
０．３＜（ｒ8＋ｒ9）／（ｒ8−ｒ9）＜３．０ ・・・ （８）
但し、ｒ8は正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｒ9は正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズの像側面光軸上曲率半径である。
In the variable magnification optical system of the present invention, it is preferable that the positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
0.3 <(r 8 + r 9 ) / (r 8 −r 9 ) <3.0 (8)
Here, r 8 is the radius of curvature on the object side optical axis of the positive lens constituting the third lens group having positive refractive power, and r 9 is the positive lens constituting the third lens group having positive refractive power. This is the radius of curvature on the image side optical axis.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が次の条件式を満足することを特徴としている。
０．８ ＜ ｆ2／ｆｗ ＜ １．６ ・・・ （９）
但し、ｆ2は正の屈折力を有する第２レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。
In the variable magnification optical system of the present invention, it is preferable that the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
0.8 <f 2 / fw <1.6 ··· (9)
Here, f 2 is the focal length of the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第３レンズ群が次の条件式を満足することを特徴としている。
１．３ ＜ ｆ3／ｆｗ ＜ ４．０ ・・・ （１０）
但し、ｆ3は正の屈折力を有する第３レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。
In the variable magnification optical system according to the present invention, it is preferable that the third lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
1.3 <f 3 /fw<4.0 (10)
Here, f 3 is the focal length of the third lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記負の屈折力を有する第１レンズ群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴としている。 In the zoom optical system according to the present invention, it is preferable that focusing is performed by moving the first lens group having the negative refractive power.
また、本発明の変倍光学系においては、好ましくは、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴としている。 In the zoom optical system according to the present invention, it is preferable that focusing is performed by moving the third lens group having the positive refractive power.
また、本発明の撮像装置は、上記本発明の変倍光学系と、前記変倍光学系の像側の配置された撮像素子とを備える撮像装置であって、前記変倍光学系の正の屈折力を有する第２レンズ群を構成するレンズの肉厚の合計が、次の条件式を満たすことを特徴としている。
０．６＜（Ｇ２Ｌ）／Ｙ’＜１．１６ ・・・ （１１）
但し、Ｇ２Ｌは正の屈折力を有する第２レンズ群を構成するレンズの肉厚の合計であり、Ｙ’は前記撮像素子における有効撮像領域の対角長の半分の長さである。
An imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus including the above-described variable magnification optical system according to the present invention and an imaging element disposed on the image side of the variable magnification optical system, and is a positive of the variable magnification optical system. The total thickness of the lenses constituting the second lens group having refractive power satisfies the following conditional expression.
0.6 <(G2L) / Y ′ <1.16 (11)
However, G2L is the total thickness of the lenses constituting the second lens group having positive refractive power, and Y ′ is half the diagonal length of the effective imaging region in the imaging device.
また、本発明による電子機器は、上記本発明の変倍光学系を備えたことを特徴とする。 In addition, an electronic apparatus according to the present invention includes the variable magnification optical system according to the present invention.
本発明によれば、小型で高画質性能を確保した変倍光学系及びその変倍光学系を搭載した電子機器を提供することが可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a variable magnification optical system that is small and ensures high image quality performance, and an electronic apparatus equipped with the variable magnification optical system.
本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。 Prior to the description of the embodiment of the present invention, the function and effect of the present invention will be described.
一般的に、電子機器に搭載する光学系は比較的長いバックフォーカスを必要とする。そのため、焦点距離に対してバックフォーカスを長くするためには、負の屈折力を有するレンズ群を先行とするレトロフォーカスタイプの光学系に構成するのが最適である。 In general, an optical system mounted on an electronic device requires a relatively long back focus. Therefore, in order to lengthen the back focus with respect to the focal length, it is optimal to configure a retrofocus type optical system preceded by a lens group having negative refractive power.
本発明のように、負の屈折力を有する第１レンズ群を配置すれば、広角化及び比較的長いバックフォーカスを得るのに有利な構成とすることができる。 If the first lens group having negative refracting power is arranged as in the present invention, a configuration that is advantageous for widening the angle and obtaining a relatively long back focus can be obtained.
また、第１レンズ群及び第３レンズ群をそれぞれレンズ１枚で構成すれば、各レンズ群を複数のレンズで構成する光学系に比べて光軸に沿う変倍光学系の全長をより短くすることができる。 Further, if each of the first lens group and the third lens group is composed of one lens, the total length of the variable magnification optical system along the optical axis is made shorter than an optical system in which each lens group is composed of a plurality of lenses. be able to.
また、正の屈折力を有する第３レンズ群を配置すれば、射出瞳の位置を像面から遠ざける構成とすることができる。 If a third lens group having a positive refractive power is arranged, the position of the exit pupil can be set away from the image plane.
さらに、第２レンズ群を正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成すれば、正レンズで残存する収差を後続の負レンズで補正することができるので、各種収差、特に像面湾曲収差、色収差を効果的に補正することができる。 Further, if the second lens group is composed of one positive lens and one negative lens, the aberration remaining in the positive lens can be corrected by the subsequent negative lens, so various aberrations, in particular field curvature aberration, chromatic aberration, and the like. Can be effectively corrected.
また、本発明において、次の条件式（１）を満足することが好ましい。
−５．０＜（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6）＜２．０ ・・・ （１）
但し、ｒ5は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの像側面光軸上曲率半径であり、ｒ6は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面光軸上曲率半径である。
In the present invention, it is preferable that the following conditional expression (1) is satisfied.
−5.0 <(r 5 + r 6 ) / (r 5 −r 6 ) <2.0 (1)
Where r 5 is the radius of curvature on the image side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power, and r 6 is the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power. The radius of curvature on the object side optical axis.
条件式（１）を満たせば、第２レンズ群内で発生する諸収差、特に、像面湾曲収差、コマ収差を良好に補正することができる。そのため、より全長の短かい光学系において、高画質な、例えば、メガピクセルに対応した性能を確保することができる。 If the conditional expression (1) is satisfied, various aberrations generated in the second lens group, in particular, field curvature aberration and coma aberration can be favorably corrected. Therefore, in an optical system with a shorter overall length, it is possible to ensure high image quality, for example, performance corresponding to megapixels.
また、本発明によれば、第２レンズ群の屈折力を強く設定することが可能となり、同じレンズ群間隔を有する光学系と比べても高変倍な光学系を実現することができる。 In addition, according to the present invention, the refractive power of the second lens group can be set strongly, and an optical system with a high zoom ratio can be realized as compared with an optical system having the same lens group interval.
（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6）の値が、条件式（１）の上限を上回ると、第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面で発生する収差量が大きく、像面湾曲収差の補正が困難になり、好ましくない。その結果、変倍光学系の性能を確保するのが困難となる。 When the value of (r 5 + r 6 ) / (r 5 −r 6 ) exceeds the upper limit of conditional expression (1), the amount of aberration generated on the object side surface of the negative lens constituting the second lens group is large, and the image It is difficult to correct the surface curvature aberration, which is not preferable. As a result, it becomes difficult to ensure the performance of the variable magnification optical system.
一方、（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6）の値が、条件式（１）の下限を下回ると、像面湾曲収差、コマ収差の補正が困難になり、好ましくない。その結果、変倍光学系の性能を確保するのが困難となる。 On the other hand, if the value of (r 5 + r 6 ) / (r 5 −r 6 ) is less than the lower limit of conditional expression (1), it becomes difficult to correct field curvature aberration and coma aberration, which is not preferable. As a result, it becomes difficult to ensure the performance of the variable magnification optical system.
なお、本発明においては、下記条件式を満足することが更に好ましい。
−３．８＜（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6）＜０．０ ・・・ （１-１）
In the present invention, it is more preferable that the following conditional expression is satisfied.
−3.8 <(r 5 + r 6 ) / (r 5 −r 6 ) <0.0 (1-1)
条件式（１-１）を満たせば、諸収差、特に軸外収差の発生量をさらに小さくすることができ、変倍光学系の小型化と高画質性能とを確保することができる。 If the conditional expression (1-1) is satisfied, the generation amount of various aberrations, particularly off-axis aberrations, can be further reduced, and the miniaturization and high image quality performance of the variable magnification optical system can be ensured.
また、本発明において、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
−０．１＜（ｒ6＋ｒ7）／（ｒ6−ｒ7）＜５．０ ・・・ （２）
但し、ｒ6は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｒ7は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径である。
In the present invention, it is preferable that the following conditional expression (2) is satisfied.
−0.1 <(r 6 + r 7 ) / (r 6 −r 7 ) <5.0 (2)
Where r 6 is the radius of curvature on the object side optical axis of the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power, and r 7 is the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power. This is the radius of curvature on the image side optical axis.
条件式（２）を満たせば、第２レンズ群の主点位置をより物体側に配置することができる。そのため、本発明の第２の変倍光学系は、光軸に沿う変倍光学系の全長を短くすることができ、変倍光学系の小型化に有利である。 If the conditional expression (2) is satisfied, the principal point position of the second lens group can be arranged closer to the object side. Therefore, the second variable power optical system of the present invention can shorten the total length of the variable power optical system along the optical axis, which is advantageous for downsizing the variable power optical system.
（ｒ6＋ｒ7）／（ｒ6−ｒ7）の値が、条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズ群の像側の面で発生する軸外諸収差の変動が増大し、収差を補正する上で好ましくない。その結果、変倍光学系の性能を確保するのが困難となる。 When the value of (r 6 + r 7 ) / (r 6 −r 7 ) exceeds the upper limit of the conditional expression (2), fluctuations in various off-axis aberrations generated on the image side surface of the second lens group increase. This is not preferable in correcting aberrations. As a result, it becomes difficult to ensure the performance of the variable magnification optical system.
一方、（ｒ6＋ｒ7）／（ｒ6−ｒ7）の値が、条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群内の主点間隔が大きくなり、第２レンズ群の全長が増大し、変倍光学系の全長の増大につながるため、好ましくない。その結果、変倍光学系の全長を短縮して変倍光学系を小型化するのに不利である。 On the other hand, when the value of (r 6 + r 7 ) / (r 6 −r 7 ) is below the lower limit of conditional expression (2), the principal point interval in the second lens group becomes large, and the total length of the second lens group. Increases, leading to an increase in the overall length of the variable magnification optical system. As a result, this is disadvantageous in reducing the overall length of the variable magnification optical system and reducing the size of the variable magnification optical system.
また、本発明において、次の条件式（２-１）を満足することが更に好ましい。
０．１＜（ｒ6＋ｒ7）／（ｒ6−ｒ7）＜１．８１ ・・・ （２-１）
In the present invention, it is more preferable that the following conditional expression (2-1) is satisfied.
0.1 <(r 6 + r 7 ) / (r 6 −r 7 ) <1.81 (2-1)
条件式（２-１）を満たせば、第２レンズ群の主点位置をより物体側に配置することができる。そのため、本発明の第２の変倍光学系は、光軸に沿う変倍光学系の全長をより短くすることができ、更に変倍光学系の小型化を有利にすることができる。 If the conditional expression (2-1) is satisfied, the principal point position of the second lens group can be arranged closer to the object side. Therefore, the second variable power optical system of the present invention can further shorten the overall length of the variable power optical system along the optical axis, and can further reduce the size of the variable power optical system.
このように、本発明によれば、第２レンズ群内で発生する各種収差、特に像面湾曲収差、コマ収差を良好に補正することができ、かつ、第２レンズ群の全系を小さくすることで光軸に沿う変倍光学系の全長を短くすることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to satisfactorily correct various aberrations generated in the second lens group, particularly field curvature aberration and coma aberration, and to reduce the entire system of the second lens group. Thus, the total length of the variable magnification optical system along the optical axis can be shortened.
また、第２レンズ群を構成する正レンズが、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．５３≦ｒ4／ｆｗ ＜１．２ ・・・ （３）
但し、ｒ4は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。
In addition, it is preferable that the positive lens constituting the second lens group satisfies the following conditional expression (3).
0.53 ≦ r 4 /fw<1.2 (3)
Where r 4 is the radius of curvature on the object side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
条件式（３）は、正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの物体側面光軸上曲率半径ｒ4と、広角端における変倍光学系の焦点距離ｆｗとの比を規定するものである。 Conditional expression (3) defines the ratio of the curvature radius r 4 on the object side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power and the focal length fw of the variable magnification optical system at the wide angle end. To do.
ｒ4／ｆｗの値が、条件式（３）を満たせば、第２レンズ群の光軸に沿う全長を短くすることができ、変倍光学系の小型化を有利にすることができる。また、第２レンズ群で発生する球面収差の発生を抑えることができる。その結果、変倍光学系の小型化と性能確保とを満たすことができる。 If the value of r 4 / fw satisfies the conditional expression (3), the total length along the optical axis of the second lens group can be shortened, and downsizing of the variable magnification optical system can be advantageous. In addition, the occurrence of spherical aberration that occurs in the second lens group can be suppressed. As a result, the variable magnification optical system can be reduced in size and ensure performance.
ｒ4／ｆｗの値が、条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群を構成する正レンズの正屈折力が弱くなり、第２レンズ群の全長が増大し、変倍光学系の全長の増大につながるため、好ましくない。その結果、変倍光学系光学を小型化するのに不利である。 If the value of r 4 / fw exceeds the upper limit of conditional expression (3), the positive refractive power of the positive lens constituting the second lens group becomes weak, the total length of the second lens group increases, and the variable magnification optical system This is not preferable because it leads to an increase in the overall length. As a result, it is disadvantageous for miniaturizing the variable magnification optical system.
一方、ｒ4／ｆｗが、条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群を構成する正レンズの物体側の面での球面収差の発生量が増大し、収差を補正する上で、好ましくない。その結果、変倍光学系の高画質な性能を確保することができない。 On the other hand, when r 4 / fw falls below the lower limit of conditional expression (3), the amount of spherical aberration generated on the object-side surface of the positive lens constituting the second lens group increases, and correction of aberration is necessary. Is not preferable. As a result, the high-quality performance of the variable magnification optical system cannot be ensured.
また、本発明のにおいて、下記条件式を満足することが更に好ましい。
０．５５≦ｒ4／ｆｗ＜０．９５ ・・・ （３-１）
In the present invention, it is more preferable that the following conditional expression is satisfied.
0.55 ≦ r 4 /fw<0.95 (3-1)
条件式（３-１）を満たせば、第２レンズ群の光軸に沿う全長を短くすることができ、変倍光学系の小型化を有利にすることができる。また、第２レンズ群で発生する球面収差の発生をさらに抑えることができる。その結果、変倍光学系の小型化とさらに高性能化を達成することができる。 If the conditional expression (3-1) is satisfied, the total length along the optical axis of the second lens group can be shortened, and downsizing of the variable magnification optical system can be advantageously performed. In addition, it is possible to further suppress the occurrence of spherical aberration that occurs in the second lens group. As a result, it is possible to achieve miniaturization and higher performance of the variable magnification optical system.
また、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズが、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．１ ＜ｒ7／ｆｗ ≦１．１ ・・・ （４）
但し、ｒ7は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。
Moreover, it is preferable that the negative lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression (4).
0.1 <r 7 / fw ≦ 1.1 ··· (4)
Here, r 7 is the radius of curvature on the image side optical axis of the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
条件式（４）は、正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径ｒ7と、広角端における変倍光学系の焦点距離ｆｗとの比を規定するものである。 Conditional expression (4) defines the ratio between the curvature radius r 7 on the image side optical axis of the negative lens constituting the second lens unit having positive refractive power and the focal length fw of the variable magnification optical system at the wide angle end. To do.
ｒ7／ｆｗの値が、条件式（４）を満たせば、正の屈折力を有する第２レンズ群で発生する収差を補正することができ、変倍光学系の性能を確保することができる。 If the value of r 7 / fw satisfies the conditional expression (4), the aberration occurring in the second lens group having a positive refractive power can be corrected, and the performance of the variable power optical system can be ensured. .
ｒ7／ｆｗの値が、条件式（４）の上限を上回ると、第２レンズ群を構成する負レンズの像側の面での負の成分の収差が小さくなりすぎて、補正不足により、他のレンズで発生する正成分の球面収差を補正しきれなくなり、好ましくない。その結果、高画質な性能の光学系を確保することができない。 If the value of r 7 / fw exceeds the upper limit of conditional expression (4), the aberration of the negative component on the image side surface of the negative lens constituting the second lens group becomes too small, and due to insufficient correction, It is not preferable because the spherical aberration of the positive component generated in other lenses cannot be corrected. As a result, an optical system with high image quality cannot be secured.
一方、ｒ7／ｆｗの値が、条件式（４）の下限を下回ると、収差の発生が過剰となり第２レンズ群を構成する負レンズの像側の面でのコマ収差の発生量が増大して、像面周辺部での性能が悪化し、好ましくない。その結果、高画質な性能の光学系を確保することができない。 On the other hand, if the value of r 7 / fw falls below the lower limit of the conditional expression (4), the aberration is excessively generated and the amount of coma aberration generated on the image side surface of the negative lens constituting the second lens group increases. As a result, the performance at the periphery of the image plane is deteriorated, which is not preferable. As a result, an optical system with high image quality cannot be secured.
また、本発明において、次の条件式（４-１）を満足することが更に好ましい。
０．２３＜ｒ7／ｆｗ≦１．０ ・・・ （４-１）
In the present invention, it is more preferable that the following conditional expression (4-1) is satisfied.
0.23 <r 7 /fw≦1.0 (4-1)
条件式（４-１）を満たせば、第２レンズ群で発生する各種収差の発生をさらに抑えることができる。その結果、変倍光学系をさらに高性能なものとすることができる。 If the conditional expression (4-1) is satisfied, the occurrence of various aberrations that occur in the second lens group can be further suppressed. As a result, the variable magnification optical system can be made more sophisticated.
また、前記負の屈折力を有する第１レンズ群を構成する負レンズのアッベ数が、下記条件式を満足することが好ましい。
５０＜νｄ1＜１００ ・・・ （５）
但し、νｄ1は負の屈折力を有する第１レンズ群を構成する負レンズのアッベ数である。
Moreover, it is preferable that the Abbe number of the negative lens constituting the first lens group having the negative refractive power satisfies the following conditional expression.
50 <νd 1 <100 (5)
Here, νd 1 is the Abbe number of the negative lens constituting the first lens group having negative refractive power.
条件式（５）を満足することにより、変倍光学系の色収差をより良好に補正することができる。 By satisfying conditional expression (5), the chromatic aberration of the variable magnification optical system can be corrected more satisfactorily.
また、負の屈折力を有する第１レンズ群を構成する負レンズを硝子材料とする場合、低分散の異常分散性の硝子材を選ぶのが好ましい。その結果、いっそう広い波長領域の色収差を補正することができるため、変倍光学系のズームによる軸上色収差の変動をより小さく抑えることができる。 Further, when the negative lens constituting the first lens group having negative refractive power is a glass material, it is preferable to select a low dispersion anomalous dispersion glass material. As a result, it is possible to correct chromatic aberration in a wider wavelength region, and thus it is possible to further suppress the variation in axial chromatic aberration due to zooming of the variable magnification optical system.
また、本発明の変倍光学系を構成するレンズとして、条件式（５）や異常分散性を考慮しないで、プラスチックレンズを採用しても良い。その結果、本発明の変倍光学系を構成するレンズをガラスで構成した場合に比べてコストを抑えることができる。 In addition, as a lens constituting the variable magnification optical system of the present invention, a plastic lens may be adopted without considering conditional expression (5) and anomalous dispersion. As a result, the cost can be reduced compared to the case where the lens constituting the variable magnification optical system of the present invention is made of glass.
また、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズのアッベ数が、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
５０＜νｄ2＜１００ ・・・ （６）
但し、νｄ2は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズのアッベ数である。
Moreover, it is preferable that the Abbe number of the positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression (6).
50 <νd 2 <100 (6)
However, νd 2 is the Abbe number of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power.
条件式（６）を満足することにより、変倍光学系の色収差をより良好に補正することができる。 When the conditional expression (6) is satisfied, the chromatic aberration of the variable magnification optical system can be corrected more favorably.
また、正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズを硝子材料とする場合、低分散の異常分散性の硝子材を選ぶのが好ましい。その結果、いっそう広い波長領域の色収差を補正することができるため、変倍光学系のズームによる軸上色収差の変動をより小さく抑えることができる。 Further, when the positive lens constituting the second lens group having a positive refractive power is a glass material, it is preferable to select a glass material with low dispersion and anomalous dispersion. As a result, it is possible to correct chromatic aberration in a wider wavelength region, and thus it is possible to further suppress the variation in axial chromatic aberration due to zooming of the variable magnification optical system.
また、本発明の変倍光学系を構成するレンズとして、条件式（６）や異常分散性を考慮しない場合には、プラスチックレンズを採用しても良い。その結果、本発明の変倍光学系を構成するレンズをガラスで構成した場合に比べてコストを抑えることができる。 In addition, as a lens constituting the variable magnification optical system of the present invention, a plastic lens may be employed when conditional expression (6) and anomalous dispersion are not considered. As a result, the cost can be reduced compared to the case where the lens constituting the variable magnification optical system of the present invention is made of glass.
また、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの屈折率が、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
１．５＜Ｎ2Ｐ ・・・ （７）
但し、Ｎ2Ｐは正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの屈折率である。
Moreover, it is preferable that the refractive index of the positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression (7).
1.5 <N 2 P (7)
N 2 P is the refractive index of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power.
条件式（７）を満足すれば、正レンズで発生するぺッツバール和を小さく抑えることができる。 If the conditional expression (7) is satisfied, the Petzval sum generated in the positive lens can be reduced.
また、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズに適切なアッベ数を持つレンズを用いれば、各種収差、特に望遠時に大きくなる軸上色収差を補正して小さくすることができる。 If a lens having an appropriate Abbe number is used as the positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power, various aberrations, in particular, axial chromatic aberration that increases at the time of telephoto can be corrected and reduced. .
また、正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズとして、条件式（７）を考慮しない場合には、プラスチックレンズを採用しても良い。その結果、本発明の正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズをガラスで構成した場合に比べてコストを抑えることができる。 In addition, as a positive lens constituting the second lens group having a positive refractive power, a plastic lens may be employed when the conditional expression (7) is not considered. As a result, the cost can be reduced compared to the case where the positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power of the present invention is made of glass.
さらに、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズに赤外カット機能を有するコーティングをすれば、赤外カットフィルターを配置するためのスペースが必要なくなる。そのため、変倍光学系に赤外カット機能を持たせる場合には、赤外カットフィルターを配置するスペースを確保する必要がない分、更に変倍光学系の小型化を実現することができる。 Furthermore, if the positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power is coated with an infrared cut function, a space for arranging the infrared cut filter is not necessary. For this reason, when the variable magnification optical system is provided with an infrared cut function, the size of the variable magnification optical system can be further reduced because it is not necessary to secure a space for arranging the infrared cut filter.
撮像素子にＣＣＤ等電子撮像素子を用いる場合には、像面と射出瞳とはある程度離れている。そのため、第３レンズ群を構成する正レンズに赤外カット機能を有するコーティングをすれば、より安定した赤外カット効果を得ることができる。 When an electronic image sensor such as a CCD is used as the image sensor, the image plane and the exit pupil are separated to some extent. For this reason, if the positive lens constituting the third lens group is coated with an infrared cut function, a more stable infrared cut effect can be obtained.
また、硝子材料からなるレンズは、熱による変形が少なく、かつ、吸湿がほとんどないため、コーティングの層数を増やしやすく、赤外カット機能を有するコーティングを行い易く有利である。そのため、第３レンズ群を構成する正レンズに赤外カット機能を有するコーティングをする場合には、第３レンズ群を構成する正レンズは硝子材料であることが好ましい。 In addition, a lens made of a glass material is advantageous in that it is easy to increase the number of coating layers and to perform a coating having an infrared cut function because it is hardly deformed by heat and hardly absorbs moisture. For this reason, when the positive lens constituting the third lens group is coated with an infrared cut function, the positive lens constituting the third lens group is preferably a glass material.
また、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズを硝子レンズで構成させることが好ましい。プラスチック材料に比べ硝子材料は、屈折率、アッベ数を自由に選択することができる。前記レンズに適切な屈折率、アッベ数の硝子材料を選ぶことで、軸外収差、特に像面湾曲収差をより良好に補正することができる。 Further, it is preferable that the positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power is constituted by a glass lens. Compared to plastic materials, glass materials can be freely selected in terms of refractive index and Abbe number. By selecting a glass material having an appropriate refractive index and Abbe number for the lens, off-axis aberrations, particularly field curvature aberration, can be corrected more satisfactorily.
前記正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズを硝子レンズで構成するようにすれば、樹脂レンズで構成する場合に比べて、レンズ面の精度を高く、且つ、縁肉を小さく構成することができる。そして、高屈折率の屈折力を有するレンズを選択することにより、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズは、必要なレンズパワーを確保しつつ、第３レンズ群を構成する正レンズの厚さを薄くすることができる。その結果、変倍光学系の全長を短くすることができ、変倍光学系を小型化することができる。 If the positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power is constituted by a glass lens, the accuracy of the lens surface is increased and the rim thickness is reduced as compared with the case where the positive lens is constituted by a resin lens. Can be configured. Then, by selecting a lens having a refractive power having a high refractive index, the positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power constitutes the third lens group while ensuring the necessary lens power. The thickness of the positive lens can be reduced. As a result, the overall length of the variable magnification optical system can be shortened, and the variable magnification optical system can be miniaturized.
また、本発明の変倍光学系を構成するレンズとして、高画質性能、小型化を考慮しない場合には、プラスチックレンズを採用しても良い。その結果、本発明の変倍光学系を構成するレンズをガラスで構成した場合に比べてコストを抑えることができる。 In addition, as a lens constituting the variable magnification optical system of the present invention, a plastic lens may be employed when high image quality performance and miniaturization are not considered. As a result, the cost can be reduced compared to the case where the lens constituting the variable magnification optical system of the present invention is made of glass.
さらに、前記負の屈折力を有する第１レンズ群と前記正の屈折力を有する第２レンズ群が、それぞれ少なくとも１枚の硝子レンズで構成されることが好ましい。これにより、屈折率が1．5程度に限られるプラスチック材料からなるレンズを第２レンズ群を構成する正レンズに用いるよりも、第２レンズ群を構成する正レンズで発生するぺッツバール和を小さく抑えることができる。 Furthermore, it is preferable that each of the first lens group having negative refractive power and the second lens group having positive refractive power is composed of at least one glass lens. As a result, Petzval sum generated in the positive lens constituting the second lens group is made smaller than using a lens made of a plastic material whose refractive index is limited to about 1.5 for the positive lens constituting the second lens group. Can be suppressed.
前記負の屈折力を有する第１レンズ群と前記正の屈折力を有する第２レンズ群を、それぞれ少なくとも１枚の硝子レンズで構成すれば、プラスチックレンズのようにアッベ数が限られて色収差の補正を十分にできないということはないため、変倍時における収差の変動量を小さく抑えることができる。特に、軸上色収差をより良好に保つことができる。 If each of the first lens group having a negative refractive power and the second lens group having a positive refractive power is configured by at least one glass lens, the Abbe number is limited as in a plastic lens, and chromatic aberration is reduced. Since there is no case where correction cannot be performed sufficiently, the amount of variation in aberration during zooming can be kept small. In particular, axial chromatic aberration can be kept better.
また、前記負の屈折力を有する第１レンズ群の負レンズと前記正の屈折力を有する第２レンズ群の正レンズとを硝子レンズにすれば、プラスチックレンズのように、温度、湿度によって屈折率と体積が比較的大きく変動することでレンズの焦点距離が変動し像面ズレが起きてしまうということはないため、温度変化による像面ズレをより小さく抑えることもできる。 Further, if the negative lens of the first lens group having the negative refractive power and the positive lens of the second lens group having the positive refractive power are glass lenses, they are refracted by temperature and humidity like a plastic lens. Since the focal length of the lens does not fluctuate due to relatively large fluctuations in the rate and volume, the image plane deviation does not occur, so that the image plane deviation due to the temperature change can be further reduced.
また、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズが、次の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．３＜（ｒ8＋ｒ9）／（ｒ8−ｒ9）＜３．０ ・・・ （８）
但し、ｒ8は正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｒ9は正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズの像側面光軸上曲率半径である。
In addition, it is preferable that the positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression (8).
0.3 <(r 8 + r 9 ) / (r 8 -r 9) <3.0 ··· (8)
Here, r 8 is the radius of curvature on the object side optical axis of the positive lens constituting the third lens group having positive refractive power, and r 9 is the positive lens constituting the third lens group having positive refractive power. This is the radius of curvature on the image side optical axis.
（ｒ8＋ｒ9）／（ｒ8−ｒ9）は、軸外光束の射出角度をあまり大きくせずに、かつ、全長の短い光学系を提供する為の条件を規定したものである。 (R 8 + r 9) / (r 8 -r 9) , without much increasing the exit angle of off-axis light flux, and a definition of the conditions for providing a short total length optical system.
（ｒ8＋ｒ9）／（ｒ8−ｒ9）の値が、条件式（８）の上限を上回ると、軸外光束の射出角度が大きくなりすぎて、像面であるＣＣＤ等の撮像面で、像面周辺部における光量が不足し、好ましくない。その結果、画像の明るさが画像中央部と画像周辺部とで極端に変化することになる。また、軸外収差が悪化し、特にコマ収差の補正が困難になり、好ましくない。その結果、変倍光学系の性能を確保するのが困難となる。 When the value of (r 8 + r 9 ) / (r 8 −r 9 ) exceeds the upper limit of the conditional expression (8), the exit angle of the off-axis light beam becomes too large, and an imaging surface such as a CCD as an image surface Therefore, the amount of light at the peripheral portion of the image plane is insufficient, which is not preferable. As a result, the brightness of the image changes extremely between the central portion of the image and the peripheral portion of the image. In addition, off-axis aberrations are deteriorated, and correction of coma is particularly difficult. As a result, it becomes difficult to ensure the performance of the variable magnification optical system.
一方、（ｒ8＋ｒ9）／（ｒ8−ｒ9）の値が、条件式（８）の下限を下回ると、光学系の全長の増大につながるため、好ましくない。その結果、変倍光学系の全長を短縮して、変倍光学系を小型化するのに不利である。 On the other hand, if the value of (r 8 + r 9 ) / (r 8 −r 9 ) is below the lower limit of conditional expression (8), the total length of the optical system is increased, which is not preferable. As a result, this is disadvantageous in reducing the overall length of the variable magnification optical system and reducing the size of the variable magnification optical system.
また、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が次の条件式（９）を満足することが好ましい。
０．８ ＜ ｆ2／ｆｗ ＜ １．６ ・・・ （９）
但し、ｆ2は正の屈折力を有する第２レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。
In addition, it is preferable that the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression (9).
0.8 <f 2 / fw <1.6 ··· (9)
Here, f 2 is the focal length of the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
条件式（９）は、正の屈折力を有する第２レンズ群の焦点距離ｆ2と広角端における変倍光学系の焦点距離ｆｗとの比を規定するものである。 Conditional expression (9) defines the ratio between the focal length f 2 of the second lens unit having positive refractive power and the focal length fw of the variable magnification optical system at the wide angle end.
ｆ2／ｆｗの値が、条件式（９）の上限を上回ると、第２レンズ群の屈折力が弱くなり、光学系の全長が増大するため、好ましくない。その結果、変倍光学系の小型化には不利となる。また、高変倍な光学系にしようとすると、光学系が大型化することになる。 If the value of f 2 / fw exceeds the upper limit of conditional expression (9), the refractive power of the second lens group becomes weak and the total length of the optical system increases, which is not preferable. As a result, it is disadvantageous for miniaturization of the variable magnification optical system. Further, if an optical system with a high zoom ratio is intended, the size of the optical system will increase.
一方、ｆ2／ｆｗの値が、条件式（９）の下限を下回ると、光学系の全長が小さくなるため、光学系の小型化には有利となる。しかし、第２レンズ群における収差の発生量が増大し、軸外収差を補正するのが困難となる、その結果、変倍光学系の性能を確保するのが困難となる。 On the other hand, if the value of f 2 / fw falls below the lower limit of conditional expression (9), the total length of the optical system becomes small, which is advantageous for downsizing the optical system. However, the amount of aberration generated in the second lens group increases, making it difficult to correct off-axis aberrations. As a result, it becomes difficult to ensure the performance of the variable magnification optical system.
また、前記正の屈折力を有する第３レンズ群が次の条件式（１０）を満足することが好ましい。
１．３ ＜ ｆ3／ｆｗ ＜ ４．０ ・・・ （１０）
但し、ｆ3は正の屈折力を有する第３レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。
In addition, it is preferable that the third lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression (10).
1.3 <f 3 /fw<4.0 (10)
Here, f 3 is the focal length of the third lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
条件式（１３）は、正の屈折力を有する第３レンズ群の焦点距離ｆ3と広角端における変倍光学系の焦点距離ｆｗとの比を規定するものである。 Conditional expression (13) defines the ratio between the focal length f 3 of the third lens unit having positive refractive power and the focal length fw of the variable magnification optical system at the wide angle end.
ｆ3／ｆｗの値が、条件式（１０）の上限を上回ると、光学系のバックフォーカスの確保や収差補正には有利となる。しかし、光学系の全長が増大するため、好ましくない。その結果、光学系の小型化には不利となる。 When the value of f 3 / fw exceeds the upper limit of the conditional expression (10), it is advantageous for ensuring the back focus of the optical system and correcting the aberration. However, this is not preferable because the total length of the optical system increases. As a result, it is disadvantageous for miniaturization of the optical system.
一方、ｆ3／ｆｗの値が、条件式（１０）の下限を下回ると、光学系の全長が小さくなるため、光学系を小型化するのに有利となる。しかし、第３レンズ群での収差の発生量が増大し、軸外収差、特にコマ収差を補正をするのが困難となり、好ましくない。その結果、変倍光学系の性能を確保するのが困難となる。 On the other hand, if the value of f 3 / fw is below the lower limit of conditional expression (10), the total length of the optical system becomes small, which is advantageous for downsizing the optical system. However, the amount of aberration generated in the third lens group increases, making it difficult to correct off-axis aberrations, particularly coma, which is not preferable. As a result, it becomes difficult to ensure the performance of the variable magnification optical system.
本発明において、前記負の屈折力を有する第１レンズ群を移動させてフォーカシングを行うように構成しても良い、このように構成すれば、距離変化に対しての収差の変動が少なくなり、好ましい。その結果、小型で、かつ、高変倍可能な光学系を達成することができる。 In the present invention, focusing may be performed by moving the first lens unit having the negative refractive power. By configuring in this way, variation in aberration with respect to a change in distance is reduced. preferable. As a result, it is possible to achieve an optical system that is small in size and capable of high magnification.
また、変倍及びフォーカシングを行う際、第３レンズ群を固定して、第１レンズ群と第２レンズ群のみを移動させる構成とすれば、可動群が減り、枠機構をシンプルな構成とすることができる。 Further, when zooming and focusing, if the third lens group is fixed and only the first lens group and the second lens group are moved, the movable group is reduced and the frame mechanism is simplified. be able to.
また、本発明において、前記正の屈折力を有する第３レンズ群を移動させてフォーカシングを行うようにしても良い。このように構成すれば、軸外収差、特に像面湾曲収差を補正するのに有利な構成とすることができる。その結果、高変倍可能な光学系を達成することができ、像面の周辺部の画質をより良くすることもできる。 In the present invention, focusing may be performed by moving the third lens group having the positive refractive power. If comprised in this way, it can be set as the structure advantageous for correcting an off-axis aberration, especially a field curvature aberration. As a result, an optical system capable of high zooming can be achieved, and the image quality at the periphery of the image plane can be improved.
なお、フォーカシングを行う際、第１レンズ群、及び、第３レンズ群いずれを移動させてフォーカシングを行うようにするかは、撮像装置の求められる特性に応じて 適宜選択することが望ましい。 Note that, when performing focusing, it is desirable to select which one of the first lens group and the third lens group is to be focused according to the characteristics required of the imaging apparatus.
また、本発明の撮像装置は、上記の変倍光学系と、前記変倍光学系の像側の配置された撮像素子とを備えている。この撮像装置において、前記正の屈折力を有する第２レンズ群を構成するレンズの肉厚の合計が、次の条件式（１１）を満足することが好ましい。
０．６＜（Ｇ２Ｌ）／Ｙ’＜１．１６ ・・・ （１１）
但し、Ｇ２Ｌは正の屈折力を有する第２レンズ群を構成するレンズの肉厚の合計であり、Ｙ’は有効撮像領域の対角長の半分の長さである。
An imaging apparatus according to the present invention includes the above-described variable-power optical system and an image sensor disposed on the image side of the variable-power optical system. In this imaging apparatus, it is preferable that the total thickness of the lenses constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression (11).
0.6 <(G2L) / Y ′ <1.16 (11)
However, G2L is the total thickness of the lenses constituting the second lens group having a positive refractive power, and Y ′ is half the diagonal length of the effective imaging area.
（Ｇ２Ｌ）／Ｙ’の値が、条件式（１１）の上限を上回ると、第２レンズ群の全長が増大し、変倍光学系の全長の増大するため、好ましくない。その結果、変倍光学系の小型化には不利となる。 If the value of (G2L) / Y ′ exceeds the upper limit of conditional expression (11), the total length of the second lens group increases and the total length of the variable power optical system increases, which is not preferable. As a result, it is disadvantageous for miniaturization of the variable magnification optical system.
一方、（Ｇ２Ｌ）／Ｙ’の値が、条件式（１１）の下限を下回ると、第２レンズ群の全長が小さくなるため、光学系全体の小型化には有利となる。しかし、径に対して第２レンズ群を構成するレンズが薄くなり、第２レンズ群を構成するレンズが破損し易くなる等、加工組み立ての上で好ましくない。 On the other hand, if the value of (G2L) / Y ′ is below the lower limit of conditional expression (11), the total length of the second lens group becomes small, which is advantageous for downsizing the entire optical system. However, the lens constituting the second lens group becomes thinner than the diameter, and the lens constituting the second lens group is likely to be damaged.
また、本発明の電子機器は、上記の変倍光学系を備えている。 The electronic apparatus of the present invention includes the above-described variable magnification optical system.
以下、本発明の変倍光学系の実施例１乃至９について図面を用いて説明する。実施例１乃至９の本発明の変倍光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図をそれぞれ図１、３、５、７、９、１１、１３、１５、１７に示す。実施例１乃至９にかかる本発明の変倍光学系の球面収差、非点収差、湾曲収差をそれぞれ図２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８に示す。 Examples 1 to 9 of the variable magnification optical system of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, and 17 are cross-sectional views along the optical axis showing the optical configurations of the variable power optical systems of Examples 1 to 9 of the present invention. FIGS. 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, and 18 show the spherical aberration, astigmatism, and curvature aberration of the variable magnification optical system of the present invention according to Examples 1 to 9, respectively.
図中、Ｇ１は第１レンズ群、Ｇ２は第２レンズ群、Ｇ３は第３レンズ群である。Ｌ１１は第１レンズ群を構成する負レンズである。Ｌ２１は第２レンズ群を構成する正レンズである。Ｌ２２は第２レンズ群を構成する負レンズである。Ｌ３１は第３レンズ群を構成する正レンズである。Ｓは明るさ絞りである。なお、ＦＬはローパスフィルターや赤外吸収フィルター等の平行平面板であり、Ｉは撮像面である。 In the figure, G1 is a first lens group, G2 is a second lens group, and G3 is a third lens group. L11 is a negative lens constituting the first lens group. L21 is a positive lens constituting the second lens group. L22 is a negative lens constituting the second lens group. L31 is a positive lens constituting the third lens group. S is an aperture stop. Note that FL is a parallel flat plate such as a low-pass filter or an infrared absorption filter, and I is an imaging surface.
第１実施例
図１は、本発明の変倍光学系の第１実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図１において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図２は、第１実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
First Embodiment FIG. 1 is a first embodiment of the variable magnification optical system of the present invention, and is a sectional view along the optical axis showing the optical configuration. In FIG. 1, (a) shows the state at the wide-angle end, (b) shows the state at the middle, and (c) shows the state at the telephoto end. FIG. 2 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the first example.
本発明の第１実施例の変倍光学系は、図１に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 1, the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present invention includes, in order from the object side X toward the imaging surface I, a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹負レンズＬ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave negative lens L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで両凹負レンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the brightness stop S interposed therebetween, and a biconvex positive lens L21 in order from the object side X, and a biconcave negative lens with an air gap in between. L22, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有し、変倍する際は固定である。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 includes a biconvex positive lens L31. The third lens group G3 has a positive refractive power as a whole, and is fixed when zooming. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。第３レンズ群Ｇ３は固定である。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. The third lens group G3 is fixed. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
次に、本発明の第１実施例の変倍光学系を構成する光学部材の数値データを以下に示す。 Next, numerical data of optical members constituting the variable magnification optical system of the first example of the present invention are shown below.
ここで、数値データ中、ｒ1、ｒ2・・・は各光学部材の面の曲率半径(mm)、ｄ1、ｄ2・・・は各光学部材の肉厚又はそれらの空気間隔(mm)、ｎd1、ｎd2・・・は各光学部材のｄ線の波長（587.6nm）における屈折率、νd1、νd2・・・は各光学部材のｄ線の波長（587.6nm）におけるアッベ数を表している。ｆは全系の焦点距離を表している。
また、光軸に対して回転対象な非球面形状は、光軸方向をｚとし，光軸に直交する方向をｙとし、ｚとｙの直交する方向をｘとして、円錐係数をｋ、光軸に対して回転対象な非球面係数をＡ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10とした時、次式で定義される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／〔１＋[１−（1＋ｋ）（ｙ／ｒ）2]1/2〕＋Ａ4ｙ4
＋Ａ6ｙ6＋Ａ8ｙ8＋Ａ10ｙ10
なお、これらの記号は、後述の実施例２乃至実施例９の数値データにおいても共通である。
In the numerical data, r 1 , r 2 ... Are curvature radii (mm) of the surfaces of the optical members, d 1 , d 2. ), N d1 , n d2 ... Is the refractive index of each optical member at the d-line wavelength (587.6 nm), and ν d1 , ν d2. Represents a number. f represents the focal length of the entire system.
Further, the aspherical shape to be rotated with respect to the optical axis is such that the optical axis direction is z, the direction orthogonal to the optical axis is y, the direction orthogonal to z and y is x, the cone coefficient is k, the optical axis When the aspheric coefficients to be rotated are A 4 , A 6 , A 8 , and A 10 , they are defined by the following equations.
z = (y 2 / r) / [1+ [1- (1 + k) (y / r) 2 ] 1/2 ] + A 4 y 4
+ A 6 y 6 + A 8 y 8 + A 10 y 10
These symbols are also common in numerical data of Examples 2 to 9 described later.
数値データ１
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：2.25mm
焦点距離f：3.2mm〜8.5mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜4.8
ｒ1=-7.898（非球面） ｄ1=0.67 ｎd1=1.52542 νd1=55.78(プラスチックレンズ)
ｒ2=6.245（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.75
ｒ4=2.581（非球面） ｄ4=1.40 ｎd4=1.52542 νd4=55.78(プラスチックレンズ）
ｒ5=-3.679（非球面） ｄ5=1.02
ｒ6=-8.795 ｄ6=0.99 ｎd6=1.60687 νd6=27.03(プラスチックレンズ）
ｒ7= 3.222（非球面） ｄ7=D2（可変）
ｒ8=19.576 ｄ8=0.88 ｎd8=1.52542 νd8=55.78(プラスチックレンズ）
ｒ9=-7.913（非球面） ｄ9=1.40
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.50
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 2.25mm
Focal length f: 3.2mm to 8.5mm
Fno. (F number): 2.8 to 4.8
r 1 = -7.898 (aspherical surface) d 1 = 0.67 n d1 = 1.52542 ν d1 = 55.78 (plastic lens)
r 2 = 6.245 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.75
r 4 = 2.581 (aspherical surface) d 4 = 1.40 n d4 = 1.52542 ν d4 = 55.78 (plastic lens)
r 5 = -3.679 (aspherical surface) d 5 = 1.02
r 6 = -8.795 d 6 = 0.99 n d6 = 1.60687 ν d6 = 27.03 (plastic lens)
r 7 = 3.222 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = 19.576 d 8 = 0.88 n d8 = 1.52542 ν d8 = 55.78 (plastic lens)
r 9 = -7.913 (aspherical surface) d 9 = 1.40
r 10 = ∞ d 10 = 0.50 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.50
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8
１ 0 -4.4963×10-3 1.1928×10-3 -6.1456×10-5
2 0 -5.9954×10-3 1.8182×10-3 5.4713×10-6
4 0 6.8196×10-3 -4.6381×10-4 0
5 0 1.1181×10-2 -1.2020×10-3 8.4288×10-5
7 0 -1.3938×10-2 4.6177×10-3 -1.5879×10-3
9 0 6.563×10-3 -1.1630×10-3 7.0550×10-5 Aspheric coefficient Surface number k A 4 A 6 A 8
1 0 -4.4963 × 10 -3 1.1928 × 10 -3 -6.1456 × 10 -5
2 0 -5.9954 × 10 -3 1.8182 × 10 -3 5.4713 × 10 -6
4 0 6.8196 × 10 -3 -4.6381 × 10 -4 0
5 0 1.1181 × 10 -2 -1.2020 × 10 -3 8.4288 × 10 -5
7 0 -1.3938 × 10 -2 4.6177 × 10 -3 -1.5879 × 10 -3
9 0 6.563 × 10 -3 -1.1630 × 10 -3 7.0550 × 10 -5
ズームデータ１
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 3.2 5.1 8.5
Ｆｎｏ． 2.8 3.5 4.8
ω（半画角） 38.1° 24.7° 14.4°
Ｄ１ 5.83 3.30 1.53
Ｄ２ 0.65 2.25 5.20
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 3.2 5.1 8.5
Fno. 2.8 3.5 4.8
ω (half angle of view) 38.1 ° 24.7 ° 14.4 °
D1 5.83 3.30 1.53
D2 0.65 2.25 5.20
第２実施例
図３は本発明の変倍光学系の第２実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図３において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図４は、第２実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
Second Embodiment FIG. 3 is a second embodiment of the variable magnification optical system of the present invention, and is a sectional view along the optical axis showing the optical configuration. 3A shows a state at the wide-angle end, FIG. 3B shows a state at the middle, and FIG. 3C shows a state at the telephoto end. FIG. 4 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in each of the states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the second example.
本発明の第２実施例の変倍光学系は、図３に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 3, the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present invention, in order from the object side X to the imaging surface I, in order, a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹負レンズＬ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave negative lens L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで撮像面Ｉ側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is located on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the aperture stop S interposed therebetween, and in order from the object side X, the biconvex positive lens L21 and the imaging surface I side with an air gap interposed therebetween. And a negative meniscus lens L22 having a concave surface, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有し、変倍する際は固定である。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 includes a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side. The third lens group G3 has a positive refractive power as a whole and is fixed when zooming. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。第３レンズ群Ｇ３は固定である。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. The third lens group G3 is fixed. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
数値データ２
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：2.25mm
焦点距離f：3.2mm〜8.5mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜5.2
ｒ1=-6.323（非球面） ｄ1=0.44 ｎd1=1.49700 νd1=81.54
ｒ2=4.922（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.27
ｒ4=1.844（非球面） ｄ4=0.90 ｎd4=1.51633 νd4=64.14
ｒ5=-2.442（非球面） ｄ5=0.39
ｒ6= 40.886 ｄ6=0.71 ｎd6=1.60687 νd6=27.03(プラスチックレンズ）
ｒ7= 1.550（非球面） ｄ7=D2（可変）
ｒ8=-15.137 ｄ8=1.10 ｎd8=1.52542 νd8=55.78(プラスチックレンズ）
ｒ9=-2.831（非球面） ｄ9=0.20
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.50
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 2.25mm
Focal length f: 3.2mm to 8.5mm
Fno. (F number): 2.8 to 5.2
r 1 = -6.323 (aspherical surface) d 1 = 0.44 n d1 = 1.49700 ν d1 = 81.54
r 2 = 4.922 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.27
r 4 = 1.844 (aspherical surface) d 4 = 0.90 n d4 = 1.51633 ν d4 = 64.14
r 5 = -2.442 (aspherical surface) d 5 = 0.39
r 6 = 40.886 d 6 = 0.71 n d6 = 1.60687 ν d6 = 27.03 (plastic lens)
r 7 = 1.550 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = -15.137 d 8 = 1.10 n d8 = 1.52542 ν d8 = 55.78 (plastic lens)
r 9 = -2.831 (aspherical surface) d 9 = 0.20
r 10 = ∞ d 10 = 0.50 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.50
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8
１ 3.5169 -2.1335×10-2 6.3053×10-3 -5.4714×10-4
2 2.9441 -3.0890×10-2 8.0850×10-3 -7.3810×10-4
4 -1.4468 4.3351×10-3 1.0293×10-3 -1.9064×10-3
5 -0.1228 4.7204×10-2 -1.5997×10-2 2.8091×10-3
7 -0.6647 -3.2923×10-2 7.3056×10-3 -2.9607×10-2
9 -2.1618 2.1542×10-2 -6.3161×10-3 4.5745×10-4 Aspheric coefficient Surface number k A 4 A 6 A 8
1 3.5169 -2.1335 × 10 -2 6.3053 × 10 -3 -5.4714 × 10 -4
2 2.9441 -3.0890 × 10 -2 8.0850 × 10 -3 -7.3810 × 10 -4
4 -1.4468 4.3351 × 10 -3 1.0293 × 10 -3 -1.9064 × 10 -3
5 -0.1228 4.7204 × 10 -2 -1.5997 × 10 -2 2.8091 × 10 -3
7 -0.6647 -3.2923 × 10 -2 7.3056 × 10 -3 -2.9607 × 10 -2
9 -2.1618 2.1542 × 10 -2 -6.3161 × 10 -3 4.5745 × 10 -4
ズームデータ２
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 3.2 5.0 8.5
Ｆｎｏ． 2.8 3.6 5.2
ω（半画角） 38° 25° 15°
Ｄ１ 3.95 2.10 0.78
Ｄ２ 2.01 3.35 5.88
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 3.2 5.0 8.5
Fno. 2.8 3.6 5.2
ω (half angle of view) 38 ° 25 ° 15 °
D1 3.95 2.10 0.78
D2 2.01 3.35 5.88
第３実施例
図５は発明の変倍光学系の第３実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図５において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図６は、第３実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
Third Embodiment FIG. 5 is a third embodiment of the variable magnification optical system of the present invention, and is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration. 5A shows a state at the wide-angle end, FIG. 5B shows a state at the middle, and FIG. 5C shows a state at the telephoto end. FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in each of the above states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the third example.
本発明の第３実施例の変倍光学系は、図５に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 5, the variable magnification optical system of the third example of the present invention, in order from the object side X toward the imaging surface I, the first lens group G1 having negative refractive power and the positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹負レンズＬ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave negative lens L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで撮像面Ｉに凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is located on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the brightness stop S interposed therebetween, and in order from the object side X to the imaging surface I with the biconvex positive lens L21 and the air space in between. A negative meniscus lens L22 having a concave surface, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有している。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 includes a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side, and has a positive refractive power as a whole. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
数値データ３
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：1.8mm
焦点距離f：2.9mm〜8.6mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜5.4
ｒ1=-6.189（非球面）ｄ1=0.40 ｎd1=1.49700 νd1=81.54
ｒ2=8.271（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.00
ｒ4=1.873（非球面） ｄ4=1.06 ｎd4=1.52542 νd4=55.78(プラスチックレンズ）
ｒ5=-2.314（非球面）ｄ5=0.18
ｒ6= 7.080（非球面）ｄ6=0.78 ｎd6=1.60687 νd6=27.03(プラスチックレンズ）
ｒ7= 1.080（非球面）ｄ7=D2（可変）
ｒ8=-7.666（非球面）ｄ8=0.85 ｎd8=1.52542 νd8=55.78(プラスチックレンズ）
ｒ9=-2.391（非球面）ｄ9= D3（可変）
ｒ10=∞ ｄ10=0.40 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.33
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 1.8mm
Focal length f: 2.9mm to 8.6mm
Fno. (F number): 2.8 to 5.4
r 1 = -6.189 (aspherical surface) d 1 = 0.40 n d1 = 1.49700 ν d1 = 81.54
r 2 = 8.271 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.00
r 4 = 1.873 (aspheric surface) d 4 = 1.06 n d4 = 1.52542 ν d4 = 55.78 (plastic lens)
r 5 = -2.314 (aspherical surface) d 5 = 0.18
r 6 = 7.080 (aspherical surface) d 6 = 0.78 n d6 = 1.60687 ν d6 = 27.03 (plastic lens)
r 7 = 1.080 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = -7.666 (aspherical surface) d 8 = 0.85 n d8 = 1.52542 ν d8 = 55.78 (plastic lens)
r 9 = -2.391 (aspherical surface) d 9 = D3 (variable)
r 10 = ∞ d 10 = 0.40 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.33
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
１ -0.0568 -2.3559×10-3 1.7721×10-3 -1.9360×10-4 -1.0991×10-5
2 -2.1637 -5.6891×10-3 3.0569×10-3 -5.4836×10-4 8.7164×10-5
4 0.4306 -3.1502×10-2 -4.0799×10-3 -1.3165×10-2 -1.0298×10-3
5 -0.1578 3.4059×10-2 2.5636×10-3 -3.1371×10-2 1.1813×10-2
6 0.3275 -6.7907×10-2 6.7727×10-2 -7.6610×10-2 4.1113×10-2
7 -0.835 -1.0237×10-1 1.5387×10-1 -1.5605×10-1 1.1755×10-1
8 0.6675 7.1144×10-3 -2.7304×10-4 -9.0043×10-4 -2.5328×10-4
9 -3.1465 -3.8165×10-3 -2.1378×10-3 4.0285×10-4 -3.2690×10-4 Aspherical coefficients <br/> Face Number k A 4 A 6 A 8 A 10
1 -0.0568 -2.3559 × 10 -3 1.7721 × 10 -3 -1.9360 × 10 -4 -1.0991 × 10 -5
2 -2.1637 -5.6891 × 10 -3 3.0569 × 10 -3 -5.4836 × 10 -4 8.7164 × 10 -5
4 0.4306 -3.1502 × 10 -2 -4.0799 × 10 -3 -1.3165 × 10 -2 -1.0298 × 10 -3
5 -0.1578 3.4059 × 10 -2 2.5636 × 10 -3 -3.1371 × 10 -2 1.1813 × 10 -2
6 0.3275 -6.7907 × 10 -2 6.7727 × 10 -2 -7.6610 × 10 -2 4.1113 × 10 -2
7 -0.835 -1.0237 × 10 -1 1.5387 × 10 -1 -1.5605 × 10 -1 1.1755 × 10 -1
8 0.6675 7.1144 × 10 -3 -2.7304 × 10 -4 -9.0043 × 10 -4 -2.5328 × 10 -4
9 -3.1465 -3.8165 × 10 -3 -2.1378 × 10 -3 4.0285 × 10 -4 -3.2690 × 10 -4
ズームデータ３
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 2.9 4.0 8.6
Ｆｎｏ． 2.8 3.3 5.4
ω（半画角） 32.9° 23.7° 11.8°
Ｄ１ 4.82 3.19 0.63
Ｄ２ 0.64 1.68 5.05
Ｄ３ 1.48 1.33 1.30
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 2.9 4.0 8.6
Fno. 2.8 3.3 5.4
ω (half angle of view) 32.9 ° 23.7 ° 11.8 °
D1 4.82 3.19 0.63
D2 0.64 1.68 5.05
D3 1.48 1.33 1.30
第４実施例
図７は発明の変倍光学系の第４実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図７において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図８は、第４実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
Fourth Embodiment FIG. 7 is a fourth embodiment of the variable magnification optical system of the present invention, and is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration. 7A shows the state at the wide-angle end, FIG. 7B shows the state at the middle, and FIG. 7C shows the state at the telephoto end. FIG. 8 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in each of the states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the fourth example.
本発明の第４実施例の変倍光学系は、図７に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 7, the zoom optical system of the fourth example of the present invention, in order from the object side X toward the imaging surface I, the first lens group G1 having negative refractive power and the positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹レンズ負Ｌ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave lens negative L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで両凹負レンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the brightness stop S interposed therebetween, and a biconvex positive lens L21 in order from the object side X, and a biconcave negative lens with an air gap in between. L22, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍において両凸形状の正レンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有し、変倍する際は固定である。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 is composed of a biconvex positive lens L31 in the vicinity of the optical axis, has a positive refractive power as a whole, and is fixed when zooming. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。第３レンズ群Ｇ３は固定である。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. The third lens group G3 is fixed. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
数値データ４
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：2.25mm
焦点距離f：3.8mm〜10.6mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜5.4
ｒ1=-7.951（非球面） ｄ1=0.50 ｎd1=1.49700 νd1=81.54
ｒ2=9.240（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.30
ｒ4=2.042（非球面） ｄ4=1.32 ｎd4=1.52542 νd4=55.78(プラスチックレンズ）
ｒ5=-3.427（非球面） ｄ5=0.23
ｒ6=-97.277（非球面）ｄ6=1.08 ｎd6=1.60687 νd6=27.03(プラスチックレンズ）
ｒ7=1.561（非球面） ｄ7=D2（可変）
ｒ8=-65.860（非球面）ｄ8=1.07 ｎd8=1.52542 νd8=55.78(プラスチックレンズ）
ｒ9=-4.157（非球面） ｄ9=2.05
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.50
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 2.25mm
Focal length f: 3.8mm to 10.6mm
Fno. (F number): 2.8 to 5.4
r 1 = -7.951 (aspherical surface) d 1 = 0.50 n d1 = 1.49700 ν d1 = 81.54
r 2 = 9.240 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.30
r 4 = 2.042 (aspherical surface) d 4 = 1.32 n d4 = 1.52542 ν d4 = 55.78 (plastic lens)
r 5 = -3.427 (aspherical surface) d 5 = 0.23
r 6 = -97.277 (aspherical surface) d 6 = 1.08 n d6 = 1.60687 ν d6 = 27.03 (plastic lens)
r 7 = 1.561 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = -65.860 (aspherical surface) d 8 = 1.07 n d8 = 1.52542 ν d8 = 55.78 (plastic lens)
r 9 = -4.157 (aspherical surface) d 9 = 2.05
r 10 = ∞ d 10 = 0.50 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.50
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
１ 0.7471 -1.4226×10-3 6.5133×10-4 -4.6454×10-5 8.7004×10-7
2 -8.0216 -3.3136×10-3 1.2213×10-3 -8.1474×10-5 3.7344×10-7
4 0.4278 -1.3528×10-2 -1.1334×10-3 -1.6795×10-3 -1.0532×10-3
5 -0.3099 1.7843×10-2 6.9048×10-4 -9.8864×10-3 2.6979×10-3
6 0 -3.6225×10-2 1.1625×10-2 -1.6419×10-2 5.0282×10-3
7 -0.6338 -4.2511×10-2 2.5540×10-2 -4.8808×10-3 1.7965×10-4
8 0 1.1036×10-2 -1.7247×10-3 -1.9329×10-5 1.4789×10-5
9 -6.0409 6.0114×10-3 -1.7213×10-3 -4.3832×10-7 1.2409×10-5 Aspherical coefficients <br/> Face Number k A 4 A 6 A 8 A 10
1 0.7471 -1.4226 × 10 -3 6.5133 × 10 -4 -4.6454 × 10 -5 8.7004 × 10 -7
2 -8.0216 -3.3136 × 10 -3 1.2213 × 10 -3 -8.1474 × 10 -5 3.7344 × 10 -7
4 0.4278 -1.3528 × 10 -2 -1.1334 × 10 -3 -1.6795 × 10 -3 -1.0532 × 10 -3
5 -0.3099 1.7843 × 10 -2 6.9048 × 10 -4 -9.8864 × 10 -3 2.6979 × 10 -3
6 0 -3.6225 × 10 -2 1.1625 × 10 -2 -1.6419 × 10 -2 5.0282 × 10 -3
7 -0.6338 -4.2511 × 10 -2 2.5540 × 10 -2 -4.8808 × 10 -3 1.7965 × 10 -4
8 0 1.1036 × 10 -2 -1.7247 × 10 -3 -1.9329 × 10 -5 1.4789 × 10 -5
9 -6.0409 6.0114 × 10 -3 -1.7213 × 10 -3 -4.3832 × 10 -7 1.2409 × 10 -5
ズームデータ４
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 3.8 5.0 10.6
Ｆｎｏ． 2.8 3.3 5.4
ω（半画角） 31.8° 24.1° 12.2°
Ｄ１ 5.88 4.15 1.21
Ｄ２ 0.56 1.60 6.51
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 3.8 5.0 10.6
Fno. 2.8 3.3 5.4
ω (half angle of view) 31.8 ° 24.1 ° 12.2 °
D1 5.88 4.15 1.21
D2 0.56 1.60 6.51
第５実施例
図９は発明の変倍光学系の第５実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図９において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図１０は、第５実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
Fifth Embodiment FIG. 9 is a fifth embodiment of the variable magnification optical system of the present invention, and is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration. 9A shows a state at the wide-angle end, FIG. 9B shows a state at the middle, and FIG. 9C shows a state at the telephoto end. FIG. 10 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in each of the above states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the fifth example.
本発明の第５実施例の変倍光学系は、図９に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 9, the variable magnification optical system of the fifth example of the present invention includes, in order from the object side X toward the imaging surface I, a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹負レンズＬ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave negative lens L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで撮像面Ｉ側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is located on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the aperture stop S interposed therebetween, and in order from the object side X, the biconvex positive lens L21 and the imaging surface I side with an air gap interposed therebetween. And a negative meniscus lens L22 having a concave surface, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有し、変倍する際は固定である。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 includes a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side. The third lens group G3 has a positive refractive power as a whole and is fixed when zooming. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。第３レンズ群Ｇ３は固定である。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. The third lens group G3 is fixed. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
数値データ５
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：2.25mm
焦点距離f：3.8mm〜10.6mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜5.4
ｒ1=-7.853（非球面） ｄ1=0.50 ｎd1=1.49700 νd1=81.54
ｒ2=9.085（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.30
ｒ4=2.108（非球面） ｄ4=1.32 ｎd4=1.51633 νd4=64.14
ｒ5=-3.839（非球面） ｄ5=0.23
ｒ6=11.847（非球面） ｄ6=1.172 ｎd6=1.60687 νd6=27.03(プラスチックレンズ)
ｒ7=1.428（非球面） ｄ7=D2（可変）
ｒ8=-33.723（非球面）ｄ8=1.07 ｎd8=1.52542 νd8=55.78(プラスチックレンズ)
ｒ9=-3.956（非球面） ｄ9=1.94
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.50
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 2.25mm
Focal length f: 3.8mm to 10.6mm
Fno. (F number): 2.8 to 5.4
r 1 = -7.853 (aspherical surface) d 1 = 0.50 n d1 = 1.49700 ν d1 = 81.54
r 2 = 9.085 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.30
r 4 = 2.108 (aspherical surface) d 4 = 1.32 n d4 = 1.51633 ν d4 = 64.14
r 5 = -3.839 (aspherical surface) d 5 = 0.23
r 6 = 11.847 (aspherical surface) d 6 = 1.172 n d6 = 1.60687 ν d6 = 27.03 (plastic lens)
r 7 = 1.428 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = -33.723 (aspherical surface) d 8 = 1.07 n d8 = 1.52542 ν d8 = 55.78 (plastic lens)
r 9 = -3.956 (aspherical surface) d 9 = 1.94
r 10 = ∞ d 10 = 0.50 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.50
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
１ 0.9810 -1.4737×10-3 6.5315×10-4 -4.8254×10-5 7.4343×10-7
2 -7.8939 -3.3009×10-3 1.2166×10-3 -8.4213×10-5 -5.9356×10-7
4 0.4903 -1.1535×10-2 -1.0013×10-4 -1.0979×10-3 -7.5035×10-4
5 -1.0874 2.0121×10-2 3.6737×10-3 -9.2262×10-3 2.0420×10-3
6 0 -2.7733×10-2 1.1102×10-2 -1.7554×10-2 4.4269×10-3
7 -0.6661 -4.2240×10-2 1.9386×10-2 -3.2246×10-3 -1.5530×10-3
8 0 1.0910×10-2 -2.0296×10-3 -8.5832×10-5 1.7517×10-5
9 -5.1586 5.0166×10-3 -1.9639×10-3 -1.8925×10-5 8.6882×10-6 Aspherical coefficients <br/> Face Number k A 4 A 6 A 8 A 10
1 0.9810 -1.4737 × 10 -3 6.5315 × 10 -4 -4.8254 × 10 -5 7.4343 × 10 -7
2 -7.8939 -3.3009 × 10 -3 1.2166 × 10 -3 -8.4213 × 10 -5 -5.9356 × 10 -7
4 0.4903 -1.1535 × 10 -2 -1.0013 × 10 -4 -1.0979 × 10 -3 -7.5035 × 10 -4
5 -1.0874 2.0121 × 10 -2 3.6737 × 10 -3 -9.2262 × 10 -3 2.0420 × 10 -3
6 0 -2.7733 × 10 -2 1.1102 × 10 -2 -1.7554 × 10 -2 4.4269 × 10 -3
7 -0.6661 -4.2240 × 10 -2 1.9386 × 10 -2 -3.2246 × 10 -3 -1.5530 × 10 -3
8 0 1.0910 × 10 -2 -2.0296 × 10 -3 -8.5832 × 10 -5 1.7517 × 10 -5
9 -5.1586 5.0 166 × 10 -3 -1.9639 × 10 -3 -1.8925 × 10 -5 8.6882 × 10 -6
ズームデータ５
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 3.8 5.0 10.6
Ｆｎｏ． 2.8 3.3 5.4
ω（半画角） 31.8° 24.1° 12.3°
Ｄ１ 5.80 4.10 1.20
Ｄ２ 0.59 1.58 6.28
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 3.8 5.0 10.6
Fno. 2.8 3.3 5.4
ω (half angle of view) 31.8 ° 24.1 ° 12.3 °
D1 5.80 4.10 1.20
D2 0.59 1.58 6.28
第６実施例
図１１は発明の変倍光学系の第６実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図１１において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図１２は、第６実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
Sixth Embodiment FIG. 11 is a sixth embodiment of the variable magnification optical system of the present invention, and is a sectional view along the optical axis showing the optical configuration. In FIG. 11, (a) shows the state at the wide-angle end, (b) shows the state at the middle, and (c) shows the state at the telephoto end. FIG. 12 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in each of the states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the sixth example.
本発明の第６実施例の変倍光学系は、図１１に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 11, the zoom optical system according to the sixth example of the present invention includes, in order from the object side X toward the imaging surface I, a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹負レンズＬ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave negative lens L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで両凹負レンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the brightness stop S interposed therebetween, and a biconvex positive lens L21 in order from the object side X, and a biconcave negative lens with an air gap in between. L22, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有し、変倍する際は固定である。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 includes a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side. The third lens group G3 has a positive refractive power as a whole and is fixed when zooming. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。第３レンズ群Ｇ３は固定である。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. The third lens group G3 is fixed. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
数値データ６
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：2.25mm
焦点距離f：3.7mm〜10.1mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜5.3
ｒ1=-9.540（非球面）ｄ1=0.50 ｎd1=1.52542 νd1=55.80(プラスチックレンズ)
ｒ2=7.264（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.30
ｒ4=2.328（非球面） ｄ4=1.11 ｎd4=1.48749 νd4=70.23
ｒ5=-3.540（非球面）ｄ5=1.65
ｒ6=-7.568 ｄ6=0.50 ｎd6=1.60686 νd6=27.04(プラスチックレンズ)
ｒ7=2.371（非球面） ｄ7=D2（可変）
ｒ8=-80.915 ｄ8=1.45 ｎd8=1.52542 νd8=55.80(プラスチックレンズ)
ｒ9=-2.771（非球面）ｄ9=0.35
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.50
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 2.25mm
Focal length f: 3.7mm to 10.1mm
Fno. (F number): 2.8-5.3
r 1 = -9.540 (aspherical surface) d 1 = 0.50 n d1 = 1.52542 ν d1 = 55.80 (plastic lens)
r 2 = 7.264 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.30
r 4 = 2.328 (aspherical surface) d 4 = 1.11 n d4 = 1.48749 ν d4 = 70.23
r 5 = -3.540 (aspherical surface) d 5 = 1.65
r 6 = -7.568 d 6 = 0.50 n d6 = 1.60686 ν d6 = 27.04 (plastic lens)
r 7 = 2.371 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = -80.915 d 8 = 1.45 n d8 = 1.52542 ν d8 = 55.80 (plastic lens)
r 9 = -2.771 (aspherical surface) d 9 = 0.35
r 10 = ∞ d 10 = 0.50 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.50
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8
１ 0 -1.9086×10-2 4.9653×10-3 -3.5838×10-4
2 0 -2.0726×10-2 5.9923×10-3 -3.1807×10-4
4 -1.9712 7.5983×10-3 -8.6524×10-4 0
5 0 1.1441×10-2 -1.5539×10-3 1.0720×10-4
7 2.1787 -1.7149×10-2 4.6266×10-3 -8.1781×10-3
9 -5.2351 -2.1273×10-3 -1.1166×10-3 8.9849×10-5 Aspheric coefficient Surface number k A 4 A 6 A 8
1 0 -1.9086 × 10 -2 4.9653 × 10 -3 -3.5838 × 10 -4
2 0 -2.0726 × 10 -2 5.9923 × 10 -3 -3.1807 × 10 -4
4 -1.9712 7.5983 × 10 -3 -8.6524 × 10 -4 0
5 0 1.1441 × 10 -2 -1.5539 × 10 -3 1.0720 × 10 -4
7 2.1787 -1.7149 × 10 -2 4.6266 × 10 -3 -8.1781 × 10 -3
9 -5.2351 -2.1273 × 10 -3 -1.1166 × 10 -3 8.9849 × 10 -5
ズームデータ６
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 3.7 5.0 10.1
Ｆｎｏ． 2.8 3.3 5.3
ω（半画角） 32.8° 23.7° 12.3°
Ｄ１ 5.55 3.83 1.28
Ｄ２ 0.89 1.73 5.15
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 3.7 5.0 10.1
Fno. 2.8 3.3 5.3
ω (half angle of view) 32.8 ° 23.7 ° 12.3 °
D1 5.55 3.83 1.28
D2 0.89 1.73 5.15
第７実施例
図１３は発明の変倍光学系の第７実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図１３において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図１４は、第７実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
Seventh Embodiment FIG. 13 shows a seventh embodiment of the variable magnification optical system of the present invention, and is a sectional view taken along the optical axis showing the optical configuration. In FIG. 13, (a) shows the state at the wide-angle end, (b) shows the state at the middle, and (c) shows the state at the telephoto end. FIG. 14 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in each of the states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the seventh example.
本発明の第７実施例の変倍光学系は、図１３に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 13, the variable magnification optical system according to the seventh example of the present invention includes, in order from the object side X toward the imaging surface I, a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹負レンズＬ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave negative lens L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで両凹負レンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the brightness stop S interposed therebetween, and a biconvex positive lens L21 in order from the object side X, and a biconcave negative lens with an air gap in between. L22, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は両凸正レンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有し、変倍する際は固定である。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 includes a biconvex positive lens L31. The third lens group G3 has a positive refractive power as a whole, and is fixed when zooming. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。第３レンズ群Ｇ３は固定である。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. The third lens group G3 is fixed. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
数値データ７
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：2.25mm
焦点距離f：3.7mm〜10.1mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜5.3
ｒ1=-11.831（非球面）ｄ1=0.50 ｎd1=1.49700 νd1=81.54
ｒ2=6.858（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.30
ｒ4=1.911（非球面） ｄ4=1.32 ｎd4=1.52542 νd4=55.78(プラスチックレンズ)
ｒ5=-3.294（非球面） ｄ5=0.23
ｒ6=-9.724（非球面） ｄ6=1.05 ｎd6=1.60687 νd6=27.03(プラスチックレンズ)
ｒ7=1.720（非球面） ｄ7=D2（可変）
ｒ8=146.052（非球面）ｄ8=1.18 ｎd8=1.69100 νd8=54.82
ｒ9=-5.882（非球面） ｄ9=2.01
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.49
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 2.25mm
Focal length f: 3.7mm to 10.1mm
Fno. (F number): 2.8-5.3
r 1 = -11.831 (aspherical surface) d 1 = 0.50 n d1 = 1.49700 ν d1 = 81.54
r 2 = 6.858 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.30
r 4 = 1.911 (aspherical surface) d 4 = 1.32 n d4 = 1.52542 ν d4 = 55.78 (plastic lens)
r 5 = -3.294 (aspherical surface) d 5 = 0.23
r 6 = -9.724 (aspherical surface) d 6 = 1.05 n d6 = 1.60687 ν d6 = 27.03 (plastic lens)
r 7 = 1.720 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = 146.052 (aspherical surface) d 8 = 1.18 n d8 = 1.69100 ν d8 = 54.82
r 9 = -5.882 (aspherical surface) d 9 = 2.01
r 10 = ∞ d 10 = 0.50 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.49
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
１ 0.7505 -3.0131×10-3 -8.0295×10-5 1.9229×10-4 -1.7195×10-5
2 -8.0068 -1.2875×10-3 -5.4296×10-4 4.2774×10-4 -3.6982×10-5
4 0.4017 -1.0944×10-2 -3.5790×10-3 1.7809×10-4 -9.6814×10-4
5 -0.3103 1.7853×10-2 7.5270×10-3 -1.0390×10-2 3.7988×10-3
6 0 -4.5896×10-2 1.6389×10-2 -1.3073×10-2 4.8923×10-3
7 -0.6318 -4.2907×10-2 3.5560×10-2 -1.1336×10-2 7.1005×10-3
8 0 1.0643×10-2 -2.9194×10-3 -1.0575×10-4 2.7686×10-5
9 -6.0465 8.7300×10-3 -1.7994×10-3 -2.8530×10-4 5.9468×10-5 Aspherical coefficients <br/> Face Number k A 4 A 6 A 8 A 10
1 0.7505 -3.0131 × 10 -3 -8.0295 × 10 -5 1.9229 × 10 -4 -1.7195 × 10 -5
2 -8.0068 -1.2875 × 10 -3 -5.4296 × 10 -4 4.2774 × 10 -4 -3.6982 × 10 -5
4 0.4017 -1.0944 × 10 -2 -3.5790 × 10 -3 1.7809 × 10 -4 -9.6814 × 10 -4
5 -0.3103 1.7853 × 10 -2 7.5270 × 10 -3 -1.0390 × 10 -2 3.7988 × 10 -3
6 0 -4.5896 × 10 -2 1.6389 × 10 -2 -1.3073 × 10 -2 4.8923 × 10 -3
7 -0.6318 -4.2907 × 10 -2 3.5560 × 10 -2 -1.1336 × 10 -2 7.1005 × 10 -3
8 0 1.0643 × 10 -2 -2.9194 × 10 -3 -1.0575 × 10 -4 2.7686 × 10 -5
9 -6.0465 8.7300 × 10 -3 -1.7994 × 10 -3 -2.8530 × 10 -4 5.9468 × 10 -5
ズームデータ７
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 3.8 5.0 10.5
Ｆｎｏ． 2.8 3.3 5.4
ω（半画角） 31.9° 24.5° 12.1°
Ｄ１ 5.88 4.15 1.21
Ｄ２ 0.55 1.61 6.49
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 3.8 5.0 10.5
Fno. 2.8 3.3 5.4
ω (half angle of view) 31.9 ° 24.5 ° 12.1 °
D1 5.88 4.15 1.21
D2 0.55 1.61 6.49
第８実施例
図１５は本発明の変倍光学系の第８実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図１５において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図１６は、第８実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
Eighth Embodiment FIG. 15 is an eighth embodiment of the variable magnification optical system of the present invention, and is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration. 15A shows a state at the wide-angle end, FIG. 15B shows a state at the middle, and FIG. 15C shows a state at the telephoto end. FIG. 16 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in each of the states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the eighth example.
本発明の第８実施例の変倍光学系は、図１５に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 15, the variable magnification optical system of the eighth example of the present invention includes, in order from the object side X toward the imaging surface I, a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹負レンズＬ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave negative lens L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで撮像面Ｉ側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is located on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the aperture stop S interposed therebetween, and in order from the object side X, the biconvex positive lens L21 and the imaging surface I side with an air gap interposed therebetween. And a negative meniscus lens L22 having a concave surface, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有し、変倍する際は固定である。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 includes a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side. The third lens group G3 has a positive refractive power as a whole and is fixed when zooming. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。第３レンズ群Ｇ３は固定である。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. The third lens group G3 is fixed. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
数値データ８
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：2.25mm
焦点距離f：3.2mm〜8.5mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜5.2
ｒ1=-6.323（非球面） ｄ1=0.44 ｎd1=1.49700 νd1=81.54
ｒ2=4.922（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.27
ｒ4=1.844（非球面） ｄ4=0.90 ｎd4=1.51633 νd4=64.14
ｒ5=-2.442（非球面） ｄ5=0.39
ｒ6= 40.886 ｄ6=0.71 ｎd6=1.60687 νd6=27.03(プラスチックレンズ)
ｒ7= 1.550（非球面） ｄ7=D2（可変）
ｒ8=-15.137（非球面）ｄ8=1.10 ｎd8=1.52542 νd8=55.78(プラスチックレンズ)
ｒ9=-2.831 ｄ9=0.20
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.50
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 2.25mm
Focal length f: 3.2mm to 8.5mm
Fno. (F number): 2.8 to 5.2
r 1 = -6.323 (aspherical surface) d 1 = 0.44 n d1 = 1.49700 ν d1 = 81.54
r 2 = 4.922 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.27
r 4 = 1.844 (aspherical surface) d 4 = 0.90 n d4 = 1.51633 ν d4 = 64.14
r 5 = -2.442 (aspherical surface) d 5 = 0.39
r 6 = 40.886 d 6 = 0.71 n d6 = 1.60687 ν d6 = 27.03 (plastic lens)
r 7 = 1.550 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = -15.137 (aspherical surface) d 8 = 1.10 n d8 = 1.52542 ν d8 = 55.78 (plastic lens)
r 9 = -2.831 d 9 = 0.20
r 10 = ∞ d 10 = 0.50 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.50
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8
１ 3.5169 -2.1335×10-2 6.3053×10-3 -5.4714×10-4
2 2.9441 -3.0890×10-2 8.0850×10-3 -7.3810×10-4
4 -1.4468 4.3351×10-3 1.0293×10-3 -1.9064×10-3
5 -0.1228 4.7204×10-2 -1.5997×10-2 2.8091×10-3
7 -0.6647 -3.2923×10-2 7.3056×10-2 -2.9607×10-2
8 -2.1618 2.1542×10-2 -6.3161×10-3 4.5745×10-4 Aspheric coefficient Surface number k A 4 A 6 A 8
1 3.5169 -2.1335 × 10 -2 6.3053 × 10 -3 -5.4714 × 10 -4
2 2.9441 -3.0890 × 10 -2 8.0850 × 10 -3 -7.3810 × 10 -4
4 -1.4468 4.3351 × 10 -3 1.0293 × 10 -3 -1.9064 × 10 -3
5 -0.1228 4.7204 × 10 -2 -1.5997 × 10 -2 2.8091 × 10 -3
7 -0.6647 -3.2923 × 10 -2 7.3056 × 10 -2 -2.9607 × 10 -2
8 -2.1618 2.1542 × 10 -2 -6.3161 × 10 -3 4.5745 × 10 -4
ズームデータ８
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 3.2 5.0 8.5
Ｆｎｏ． 2.8 3.6 5.2
ω（半画角） 38° 25° 15°
Ｄ１ 3.95 2.10 0.78
Ｄ２ 2.01 3.35 5.88
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 3.2 5.0 8.5
Fno. 2.8 3.6 5.2
ω (half angle of view) 38 ° 25 ° 15 °
D1 3.95 2.10 0.78
D2 2.01 3.35 5.88
第９実施例
図１７は発明の変倍光学系の第９実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図１７において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図１８は、第９実施例における変倍光学系の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
Ninth Embodiment FIG. 17 is a ninth embodiment of the variable magnification optical system according to the present invention, and is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration. In FIG. 17, (a) shows the state at the wide-angle end, (b) shows the state at the middle, and (c) shows the state at the telephoto end. FIG. 18 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in each of the states (a), (b), and (c) of the variable magnification optical system in the ninth example.
本発明の第９実施例の変倍光学系は、図１７に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成されている。 As shown in FIG. 17, the variable magnification optical system according to the ninth example of the present invention includes, in order from the object side X toward the imaging surface I, a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refraction. The second lens group G2 having power and the third lens group G3 having positive refractive power are configured.
第１レンズ群Ｇ１は両凹負レンズＬ１１で構成されていて、負の屈折力を有しており、変倍時に移動する。 The first lens group G1 is composed of a biconcave negative lens L11, has negative refractive power, and moves during zooming.
第２レンズ群Ｇ２は、明るさ絞りＳを挟んで上記第１レンズ群Ｇ１の撮像面Ｉ側にあって、物体側Ｘから順に両凸正レンズＬ２１と、空気間隔を挟んで両凹負レンズＬ２２とを有し、全体として正の屈折力を有している。 The second lens group G2 is on the imaging surface I side of the first lens group G1 with the brightness stop S interposed therebetween, and a biconvex positive lens L21 in order from the object side X, and a biconcave negative lens with an air gap in between. L22, and has a positive refractive power as a whole.
第３レンズ群Ｇ３は両凸正レンズＬ３１で構成されていて、全体として正の屈折力を有し、変倍する際は固定である。この第３レンズ群Ｇ３の撮像面Ｉ側には、第３レンズ群Ｇ３と撮像面Ｉとの間に平行平面板ＦＬが設けられている。 The third lens group G3 includes a biconvex positive lens L31. The third lens group G3 has a positive refractive power as a whole, and is fixed when zooming. On the imaging surface I side of the third lens group G3, a parallel plane plate FL is provided between the third lens group G3 and the imaging surface I.
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側Ｘへと移動させる。第３レンズ群Ｇ３は固定である。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ2が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ7が増大し、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。 When zooming from the wide-angle end (a) to the telephoto end (c), the second lens group G2 is moved from the imaging surface I side to the object side X. The third lens group G3 is fixed. In this case, the distance d 2 of the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, distance d 7 of the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, the interval of the lens groups varies. The imaging surface I is placed in the effective imaging diagonal direction of the CCD or CMOS sensor.
数値データ９
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：2.25mm
焦点距離f：3.7mm〜10.1mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.8〜5.3
ｒ1=-11.831（非球面）ｄ1=0.50 ｎd1=1.49700 νd1=81.54
ｒ2=6.858（非球面） ｄ2=D1（可変）
ｒ3=∞（絞り） ｄ3=0.30
ｒ4=1.911（非球面） ｄ4=1.32 ｎd4=1.52542 νd4=55.78(プラスチックレンズ)
ｒ5=-3.294（非球面） ｄ5=0.23
ｒ6=-9.724（非球面） ｄ6=1.05 ｎd6=1.60687 νd6=27.03(プラスチックレンズ)
ｒ7=1.720（非球面） ｄ7=D2（可変）
ｒ8=146.052（非球面）ｄ8=1.18 ｎd8=1.69100 νd8=54.82
ｒ9=-5.882（非球面） ｄ9=2.01
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=0.49
ｒ12=∞（撮像面）
Image height (half the diagonal length of the effective imaging area): 2.25mm
Focal length f: 3.7mm to 10.1mm
Fno. (F number): 2.8-5.3
r 1 = -11.831 (aspherical surface) d 1 = 0.50 n d1 = 1.49700 ν d1 = 81.54
r 2 = 6.858 (aspherical surface) d 2 = D1 (variable)
r 3 = ∞ (aperture) d 3 = 0.30
r 4 = 1.911 (aspherical surface) d 4 = 1.32 n d4 = 1.52542 ν d4 = 55.78 (plastic lens)
r 5 = -3.294 (aspherical surface) d 5 = 0.23
r 6 = -9.724 (aspherical surface) d 6 = 1.05 n d6 = 1.60687 ν d6 = 27.03 (plastic lens)
r 7 = 1.720 (aspherical surface) d 7 = D2 (variable)
r 8 = 146.052 (aspherical surface) d 8 = 1.18 n d8 = 1.69100 ν d8 = 54.82
r 9 = -5.882 (aspherical surface) d 9 = 2.01
r 10 = ∞ d 10 = 0.50 n d10 = 1.51633 ν d10 = 64.14
r 11 = ∞ d 11 = 0.49
r 12 = ∞ (imaging surface)
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
１ 0.7505 -3.0131×10-3 -8.0295×10-5 1.9229×10-4 -1.7195×10-5
2 -8.0068 -1.2875×10-3 -5.4296×10-4 4.2774×10-4 -3.6982×10-5
4 0.4017 -1.0944×10-2 -3.5790×10-3 1.7809×10-4 -9.6814×10-4
5 -0.3103 1.7853×10-2 7.5270×10-3 -1.0390×10-2 3.7988×10-3
6 0 -4.5896×10-2 1.6389×10-2 -1.3073×10-2 4.8923×10-3
7 -0.6318 -4.2907×10-2 3.5560×10-2 -1.1336×10-2 7.1005×10-3
8 0 1.0643×10-2 -2.9194×10-3 1.0575×10-4 2.7686×10-5
9 -6.0465 8.7300×10-3 -1.7994×10-3 -2.8530×10-4 5.9468×10-5 Aspherical coefficients <br/> Face Number k A 4 A 6 A 8 A 10
1 0.7505 -3.0131 × 10 -3 -8.0295 × 10 -5 1.9229 × 10 -4 -1.7195 × 10 -5
2 -8.0068 -1.2875 × 10 -3 -5.4296 × 10 -4 4.2774 × 10 -4 -3.6982 × 10 -5
4 0.4017 -1.0944 × 10 -2 -3.5790 × 10 -3 1.7809 × 10 -4 -9.6814 × 10 -4
5 -0.3103 1.7853 × 10 -2 7.5270 × 10 -3 -1.0390 × 10 -2 3.7988 × 10 -3
6 0 -4.5896 × 10 -2 1.6389 × 10 -2 -1.3073 × 10 -2 4.8923 × 10 -3
7 -0.6318 -4.2907 × 10 -2 3.5560 × 10 -2 -1.1336 × 10 -2 7.1005 × 10 -3
8 0 1.0643 × 10 -2 -2.9194 × 10 -3 1.0575 × 10 -4 2.7686 × 10 -5
9 -6.0465 8.7300 × 10 -3 -1.7994 × 10 -3 -2.8530 × 10 -4 5.9468 × 10 -5
ズームデータ９
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 3.8 5.0 10.5
Ｆｎｏ． 2.8 3.3 5.4
ω（半画角） 31.9° 24.5° 12.1°
Ｄ１ 5.88 4.15 1.21
Ｄ２ 0.55 1.61 6.49
Zoom status Wide-angle end Medium telephoto end f 3.8 5.0 10.5
Fno. 2.8 3.3 5.4
ω (half angle of view) 31.9 ° 24.5 ° 12.1 °
D1 5.88 4.15 1.21
D2 0.55 1.61 6.49
次に、各実施例における条件式（１）乃至（１１）について計算した数値を表１に示す。
表１
Table 1
以上、説明した本発明の変倍光学系は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，情報携帯端末等の電子機器に内蔵して適用可能である。 The variable magnification optical system of the present invention described above can be applied by being incorporated in an electronic device such as a digital camera, a video camera, a digital video unit, a personal computer, a mobile computer, a mobile phone, and an information portable terminal.
例えば、本発明の変倍光学系は、物体像を形成しその像をＣＣＤ等の固体撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけカメラや撮像機能を有する携帯電話に好適に用いることができる。また、物体像を接眼レンズを通して観察する観察装置、とりわけカメラのファインダー部の対物光学系としても用いることが可能である。また、内視鏡等の小型の撮像素子を用いた光学装置用の撮像光学系としても用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。 For example, the variable magnification optical system of the present invention is preferably used for an imaging device that forms an object image and receives the image on a solid-state imaging device such as a CCD, and particularly for a mobile phone having a camera and an imaging function. it can. Further, it can also be used as an observation optical device for observing an object image through an eyepiece, particularly as an objective optical system of a camera finder. Further, it can also be used as an imaging optical system for an optical apparatus using a small imaging element such as an endoscope. The embodiment is illustrated below.
情報処理装置の一例として電話、特に、その中でも持ち運びに便利な携帯電話に本発明の変倍光学系を内蔵した例を図１９に示す。 As an example of the information processing apparatus, FIG. 19 shows an example in which the zoom optical system of the present invention is built in a telephone, in particular, a mobile phone that is convenient to carry.
図１９（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１９（ｂ）は側面図、図１９（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図１９（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明の変倍光学系からなる対物光学系１００と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
19A is a front view of the
ここで、撮像素子チップ１６２上には付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物光学系１００の鏡枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物光学系１００と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端（図示略）には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。なお、鏡枠１０１中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
Here, an
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
The object image received by the
図２０〜図２２は、本発明の変倍光学系を電子カメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図２０は電子カメラ４０の外観を示す前方斜視図、図２１は同後方斜視図、図２２は電子カメラ４０の構成を示す断面図である。電子カメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介してＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５２にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは処理手段５２と別体に設けてもよいし、フロッピー（登録商標）ディスク等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
20 to 22 are conceptual diagrams of structures in which the variable magnification optical system of the present invention is incorporated in the photographing optical system 41 of the electronic camera. 20 is a front perspective view showing the appearance of the electronic camera 40, FIG. 21 is a rear perspective view thereof, and FIG. 22 is a sectional view showing the configuration of the electronic camera 40. In this example, the electronic camera 40 includes a photographing optical system 41 having a photographing optical path 42, a finder optical system 43 having a finder optical path 44, a shutter 45, a flash 46, a liquid crystal display monitor 47, and the like. When the shutter 45 disposed in the position is pressed, photographing is performed through the photographing optical system 41 in conjunction therewith. An object image formed by the photographing optical system 41 is formed on the imaging surface 50 of the
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置さしてある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された結像面６７上に形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。なお、視野枠５７は、ポロプリズム５５の第１反射面５６と第２反射面５８との間を分離し、その間に配置されている。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射面、接眼光学系５９の射出面にそれぞれカバー部材５４が配置されている。 Further, a finder objective optical system 53 is disposed on the finder optical path 44. The object image formed on the imaging surface 67 formed by the finder objective optical system 53 is formed on the field frame 57 of the Porro prism 55 which is an image erecting member. The field frame 57 separates the first reflecting surface 56 and the second reflecting surface 58 of the Porro prism 55 and is disposed therebetween. Behind this polyprism 55 is an eyepiece optical system 59 that guides the erect image to the observer eyeball E. Cover members 54 are disposed on the entrance surface of the photographic optical system 41 and the objective optical system 53 for the viewfinder and the exit surface of the eyepiece optical system 59, respectively.
このように構成されたカメラ４０は、撮影光学系４１が高変倍比であり、収差が良好な変倍光学系であるので、高性能化が実現できると共に、撮影光学系４１を少ない光学部材で構成できるため、小型化、低コスト化が実現できる。 In the camera 40 configured in this manner, since the photographing optical system 41 is a variable magnification optical system having a high zoom ratio and good aberration, high performance can be realized, and the photographing optical system 41 can be reduced in number of optical members. Therefore, downsizing and cost reduction can be realized.
なお、図２２の構成において、カバー部材５４として、平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズとしても良い。 In the configuration of FIG. 22, a parallel plane plate is disposed as the cover member 54, but a lens having power may be used.
次に、図２３は、本発明の変倍光学系を電子カメラ４０の撮影部の対物光学系４８に組み込んだ構成の概念図を示す。この場合は、撮影用光路４２上に配置された撮影用対物光学系４８に、本発明による変倍光学系を用いている。この撮影用対物光学系４８により形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介してＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、液晶表示素子（ＬＣＤ）６０上に電子像として表示される。また、この処理手段５２は、ＣＣＤ４９で撮影された物体像を電子情報として記録する記録手段６１の制御も行う。
Next, FIG. 23 shows a conceptual diagram of a configuration in which the variable magnification optical system of the present invention is incorporated in the objective optical system 48 of the photographing unit of the electronic camera 40. In this case, the variable power optical system according to the present invention is used for the photographing objective optical system 48 disposed on the photographing optical path 42. An object image formed by the photographing objective optical system 48 is formed on the imaging surface 50 of the
ＬＣＤ６０に表示された画像は、接眼光学系５９を介して観察者眼球Ｅに導かれる。この接眼光学系５９は偏心プリズムからなり、この例では、入射面６２と、反射面６３と、反射と屈折の兼用面６４の３面から構成されている。また、２つの反射作用を持った面６３、６４の中、少なくとも一方の面、望ましくは両方の面が、光束にパワーを与え、かつ、偏心収差を補正する唯一の対称面を持つ面対称自由曲面にて構成されている。そして、この唯一の対称面は、撮影用対物光学系４８のプリズム１０、２０が有する面対称自由曲面の唯一の対称面と略同一平面上に形成されている。
The image displayed on the
このように構成されたカメラ４０は、撮影光学系４１が高変倍比であり、収差が良好な変倍光学系であるので、高性能化が実現できると共に、撮影光学系４１を少ない光学部材で構成できるため、小型化、低コスト化が実現できる。 In the camera 40 configured in this manner, since the photographing optical system 41 is a variable magnification optical system having a high zoom ratio and good aberration, high performance can be realized, and the photographing optical system 41 can be reduced in number of optical members. Therefore, downsizing and cost reduction can be realized.
なお、本例では、撮影用対物光学系４８のカバー部材６５はとして、平行平面板を配置しているが、前例と同様に、パワーを持ったレンズを用いてもよい。 In this example, a plane parallel plate is disposed as the cover member 65 of the photographing objective optical system 48, but a lens having power may be used as in the previous example.
ここで、カバー部材を設けずに、本発明の光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１レンズ群Ｇ１の入射面となる。 Here, without providing the cover member, the surface disposed closest to the object side in the optical system of the present invention can also be used as the cover member. In this example, the most object side surface is the entrance surface of the first lens group G1.
次に、図２４は、本発明による変倍光学系を電子内視鏡の観察系の対物光学系８２に組み込んだ構成の概念図を示す。この例の場合、観察系の対物光学系８２は、４つのレンズからなる本発明の変倍光学系を用いており、接眼光学系８７は、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる光学系を接眼光学系として用いている。
Next, FIG. 24 shows a conceptual diagram of a configuration in which the variable magnification optical system according to the present invention is incorporated in the objective optical system 82 of the observation system of the electronic endoscope. In this example, the objective optical system 82 of the observation system uses the variable magnification optical system of the present invention including four lenses, and the eyepiece optical system 87 includes the first prism 10, the
この電子内視鏡は、図２４（ａ）に示すように、電子内視鏡７１と、照明光を供給する光源装置７２と、その電子内視鏡７１に対応する信号処理を行うビデオプロセッサ７３と、このビデオプロセッサ７３から出力される映像信号を表示するモニター７４と、このビデオブロセッサ７３と接続され映像信号等に記録するＶＴＲデッキ７５、及び、ビデオディスク７６と、映像信号を映像としてプリントアウトするビデオプリンタ７７と、頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）７８と共に構成されており、電子内視鏡７１の挿入部７９の先端部８０と、その接眼部８１は、図２４（ｂ）に示すように構成されている。
As shown in FIG. 24A, this electronic endoscope includes an
光源装置７２から照明された光束は、ライトガイドファイバー束８８を通って照明用対物光学系８９により、観察部位を照明する。そして、この観察部位からの光が、カバー部材８５を介して、観察用対物光学系８２によって物体像として形成される。この物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター８３を介してＣＣＤ８４の撮像面上に形成される。さらに、この物体像は、ＣＣＤ８４によって映像信号に変換され、その映像信号は、図２４（ａ）に示すビデオプロセッサ７３により、モニター７４上に直接表示されると共に、ＶＴＲデッキ７５、ビデオディスク７６中に記録され、また、ビデオプリンタ７７から映像としてプリントアウトされる。また、ＨＭＤ７８の画像表示素子に表示されＨＭＤ７８の装着者に表示される。同時に、ＣＣＤ８４によって変換された映像信号は接眼部８１の液晶表示素子（ＬＣＤ）８６上に電子像として表示され、その表示像は接眼光学系８７を経て観察者眼球Ｅに導かれる。
The light beam illuminated from the light source device 72 passes through the light guide fiber bundle 88 and illuminates the observation site by the illumination objective optical system 89. Then, the light from this observation site is formed as an object image by the observation objective optical system 82 via the cover member 85. This object image is formed on the imaging surface of the
このように構成された内視鏡は、少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると共に、対物光学系８０が内視鏡の長軸方向に並ぶため、細径化を阻害することなく上記効果を得ることができる。
The endoscope configured as described above can be configured with a small number of optical members, can achieve high performance and low cost, and the objective
次に、図２５〜図２７は本発明の光学系を情報処理装置の他の例であるパソコンに内蔵した構成を示す概念図である。 Next, FIG. 25 to FIG. 27 are conceptual diagrams showing a configuration in which the optical system of the present invention is built in a personal computer which is another example of the information processing apparatus.
図２５はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図２６はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２７は図２５の状態の側面図である。図２５〜図２７に示されるように、パソコン３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
25 is a front perspective view with the cover of the
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明の変倍光学系からなる対物光学系１００と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
The photographing
ここで、撮像素子チップ１６２上には付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物光学系１００の鏡枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物光学系１００と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端（図示略）には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。なお、鏡枠１０１中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
Here, an
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される、図２５には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。
The object image received by the
Ｓ 明るさ絞り
ＦＬ 平行平面板
Ｉ 撮像面
Ｘ 物体側
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１ 負レンズ
Ｌ２１ 正レンズ
Ｌ２２ 負レンズ
Ｌ３１ 正レンズ
４０ カメラ
４１ 撮像光学系
４２ 撮影用光路
４３ ファインダー光学系
４４ ファインダー用光路
４５ シャッター
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４９ ＣＣＤ
５０ 撮像面
５１ フィルター
５２ 処理手段
５３ ファインダー用対物光学系
５４ カバー部材
５５ ポロプリズム
５６ 第１反射面
５７ 視野枠
５８ 第２反射面
５９ 接眼光学系
６０ 液晶表示素子（ＬＣＤ）
６１ 記録手段
６２ 入射面
６３ 反射面
６４ 反射と屈折の兼用面
６５ カバー部材
７１ 電子内視鏡
７２ 光源装置
７３ ビデオプロセッサ
７４ モニター
７５ ＶＴＲデッキ
７６ ビデオディスク
７７ ビデオプリンタ
７８ 頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）
７９ 挿入部
８０ 先端部
８１ 接眼部
８２ 観察用対物光学系
８３ フィルター
８４ ＣＣＤ
８５ カバー部材
８６ 液晶表示素子（ＬＣＤ）
８７ 接眼光学系
８８ ライトガイドファイバー束
８９ 照明用対物光学系
１００ 対物光学系
１０１ 鏡枠
１０２ カバーガラス
１６０ 撮像ユニット
１６２ 撮像素子チップ
１６６ 端子
１８０ ｌＲカットフィルター
３００ パソコン
３０１ キーボード
３０２ モニター
３０３ 撮影光学系
３０４ 撮影光路
３０５ 画像
４００ 携帯電話
４０１ マイク部
４０２ スピーカ部
４０３ 入力ダイアル
４０４ モニター
４０５ 撮影光学系
４０６ アンテナ
４０７ 撮影光路
Ｅ 観察者眼球
S Brightness stop FL Parallel plane plate I Imaging surface X Object side G1 First lens group G2 Second lens group G3 Third lens group L11 Negative lens L21 Positive lens L22 Negative lens L31 Positive lens 40 Camera 41 Imaging optical system 42 For photographing Optical path 43 Viewfinder optical system 44 Optical path for viewfinder 45 Shutter 46 Flash 47 Liquid crystal display monitor 49 CCD
50 Imaging surface 51 Filter 52 Processing means 53 Viewfinder objective optical system 54 Cover member 55 Porro prism 56 First reflecting surface 57 Field frame 58 Second reflecting surface 59 Eyepiece
61 Recording means 62 Incident surface 63 Reflecting surface 64 Reflecting and refraction surface 65
79
85
87 Eyepiece optical system 88 Light guide fiber bundle 89 Illumination objective
Claims (18)
前記負の屈折力を有する第１レンズ群が１枚の負レンズで構成され、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成され、前記正の屈折力を有する第３レンズ群が１枚の正レンズで構成され、かつ、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が次の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
−５．０＜（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6）＜２．０ ・・・ （１）
但し、ｒ5は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの像側面光軸上曲率半径であり、ｒ6は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面光軸上曲率半径である。 In order from the object side, the first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power, and at least the negative power A variable power optical system that performs zooming by moving a first lens group having refractive power and a second lens group having positive refractive power, and changing an interval between the lens groups,
The first lens group having negative refractive power is composed of one negative lens, and the second lens group having positive refractive power is composed of one positive lens and one negative lens in order from the object side. And the third lens group having a positive refractive power is composed of one positive lens, and the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression: Variable magnification optical system.
−5.0 <(r 5 + r 6 ) / (r 5 −r 6 ) <2.0 (1)
Where r 5 is the radius of curvature on the image side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power, and r 6 is the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power. The radius of curvature on the object side optical axis.
前記負の屈折力を有する第１レンズ群が１枚の負レンズで構成され、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成され、前記正の屈折力を有する第３レンズ群が１枚の正レンズで構成され、かつ、前記正の屈折力を有する第２レンズ群の像側に位置する負レンズが次の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
−０．１＜（ｒ6＋ｒ7）／（ｒ6−ｒ7）＜５．０ ・・・ （２）
但し、ｒ6は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｒ7は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径である。 In order from the object side, the first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power, and at least the negative power A variable power optical system that performs zooming by moving a first lens group having refractive power and a second lens group having positive refractive power, and changing an interval between the lens groups,
The first lens group having negative refractive power is composed of one negative lens, and the second lens group having positive refractive power is composed of one positive lens and one negative lens in order from the object side. The third lens group having the positive refractive power is composed of one positive lens, and the negative lens positioned on the image side of the second lens group having the positive refractive power is expressed by the following conditional expression: A variable magnification optical system characterized by satisfying
−0.1 <(r 6 + r 7 ) / (r 6 −r 7 ) <5.0 (2)
Where r 6 is the radius of curvature on the object side optical axis of the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power, and r 7 is the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power. This is the radius of curvature on the image side optical axis.
前記負の屈折力を有する第１レンズ群が１枚の負レンズで構成され、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズとで構成され、前記正の屈折力を有する第３レンズ群が１枚の正レンズで構成され、かつ、前記正の屈折力を有する第２レンズ群が次の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
−５．０＜（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6）＜２．０ ・・・ （１）
−０．１＜（ｒ6＋ｒ7）／（ｒ6−ｒ7）＜５．０ ・・・ （２）
但し、ｒ5は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの像側面光軸上曲率半径であり、ｒ6は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｒ7は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径である。 In order from the object side, the first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power, and at least the negative refractive power. A variable power optical system that performs zooming by moving a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a positive refractive power, and changing an interval between the lens groups,
The first lens group having negative refractive power is composed of one negative lens, and the second lens group having positive refractive power is composed of one positive lens and one negative lens in order from the object side. And the third lens group having a positive refractive power is composed of one positive lens, and the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression: Variable magnification optical system.
−5.0 <(r 5 + r 6 ) / (r 5 −r 6 ) <2.0 (1)
−0.1 <(r 6 + r 7 ) / (r 6 −r 7 ) <5.0 (2)
Where r 5 is the radius of curvature on the image side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power, and r 6 is the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power. The radius of curvature on the object side optical axis, and r 7 is the radius of curvature on the image side optical axis of the negative lens constituting the second lens group having a positive refractive power.
０．５３≦ ｒ4／ｆｗ ＜ １．２ ・・・ （３）
但し、ｒ4は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。 4. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein the positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression. 5.
0.53 ≦ r 4 /fw<1.2 (3)
Where r 4 is the radius of curvature on the object side optical axis of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
０．１ ＜ ｒ7／ｆｗ ≦ １．１ ・・・ （４）
但し、ｒ7は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する負レンズの像側面光軸上曲率半径であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。 5. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein the negative lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
0.1 <r 7 /fw≦1.1 (4)
Here, r 7 is the radius of curvature on the image side optical axis of the negative lens constituting the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
５０＜νｄ1＜１００ ・・・ （５）
但し、νｄ1は負の屈折力を有する第１レンズ群を構成する負レンズのアッベ数である。 6. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein an Abbe number of a negative lens constituting the first lens group having the negative refractive power satisfies the following conditional expression. .
50 <νd 1 <100 (5)
Here, νd 1 is the Abbe number of the negative lens constituting the first lens group having negative refractive power.
５０＜νｄ2＜１００ ・・・ （６）
但し、νｄ2は正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズのアッベ数である。 The variable power optical system according to any one of claims 1 to 6, wherein an Abbe number of a positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression: .
50 <νd 2 <100 (6)
However, νd 2 is the Abbe number of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power.
１．５＜Ｎ2Ｐ ・・・ （７）
但し、Ｎ2Ｐは正の屈折力を有する第２レンズ群を構成する正レンズの屈折率である。 The variable power optical system according to any one of claims 1 to 7, wherein a refractive index of a positive lens constituting the second lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression. .
1.5 <N 2 P (7)
N 2 P is the refractive index of the positive lens constituting the second lens group having positive refractive power.
０．３＜（ｒ8＋ｒ9）／（ｒ8−ｒ9）＜３．０ ・・・ （８）
但し、ｒ8は正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、ｒ9は正の屈折力を有する第３レンズ群を構成する正レンズの像側面光軸上曲率半径である。 12. The variable magnification optical system according to claim 1, wherein a positive lens constituting the third lens group having the positive refractive power satisfies the following conditional expression.
0.3 <(r 8 + r 9 ) / (r 8 −r 9 ) <3.0 (8)
Here, r 8 is the radius of curvature on the object side optical axis of the positive lens constituting the third lens group having positive refractive power, and r 9 is the positive lens constituting the third lens group having positive refractive power. This is the radius of curvature on the image side optical axis.
０．８ ＜ ｆ2／ｆｗ ＜ １．６ ・・・ （９）
但し、ｆ2は正の屈折力を有する第２レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。 The variable magnification optical system according to any one of claims 1 to 12, wherein the second lens group having a positive refractive power satisfies the following conditional expression.
0.8 <f 2 / fw <1.6 ··· (9)
Here, f 2 is the focal length of the second lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
１．３ ＜ ｆ3／ｆｗ ＜ ４．０ ・・・ （１０）
但し、ｆ3は正の屈折力を有する第３レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端における変倍光学系の焦点距離である。 The variable power optical system according to any one of claims 1 to 13, wherein the third lens group having a positive refractive power satisfies the following conditional expression.
1.3 <f 3 /fw<4.0 (10)
Here, f 3 is the focal length of the third lens group having positive refractive power, and fw is the focal length of the variable magnification optical system at the wide angle end.
前記変倍光学系の正の屈折力を有する第２レンズ群を構成するレンズの肉厚の合計が、次の条件式を満たすことを特徴とする撮像装置。
０．６＜（Ｇ２Ｌ）／Ｙ’＜１．１６ ・・・ （１１）
但し、Ｇ２Ｌは正の屈折力を有する第２レンズ群を構成するレンズの肉厚の合計であり、Ｙ’は前記撮像素子における有効撮像領域の対角長の半分の長さである。 An imaging apparatus comprising: the variable magnification optical system according to any one of claims 1 to 16; and an imaging element disposed on an image side of the variable magnification optical system,
An image pickup apparatus characterized in that a total thickness of lenses constituting the second lens group having a positive refractive power of the zoom optical system satisfies the following conditional expression.
0.6 <(G2L) / Y ′ <1.16 (11)
However, G2L is the total thickness of the lenses constituting the second lens group having positive refractive power, and Y ′ is half the diagonal length of the effective imaging region in the imaging device.
An electronic apparatus comprising the variable magnification optical system according to claim 1.
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