JP2008158418A - Zoom lens and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、ズーム比が20倍近い高いズーム比のズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置に関する。 The present invention relates to a novel zoom lens and an imaging apparatus. Specifically, the present invention relates to a zoom lens having a zoom ratio as high as nearly 20 times and an imaging apparatus using the zoom lens.
近年、レンズ一体型カメラの分野では高いズーム比を有するズームレンズに対するユーザーニーズが高まっている。一眼レフカメラと異なり、レンズ交換ができないため、ズーム比が低いと色々な撮影シーンに対応できないからである。 In recent years, in the field of lens-integrated cameras, user needs for zoom lenses having a high zoom ratio are increasing. This is because, unlike a single-lens reflex camera, lenses cannot be exchanged, and therefore, if the zoom ratio is low, various shooting scenes cannot be handled.
これまで、高い変倍比を実現したズームレンズとしては、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5に記載されたものが知られている。
To date, zoom lenses that have achieved a high zoom ratio include those described in Patent Document 1, Patent Document 2,
特許文献1に記載されたズームレンズは、第2レンズ群が負レンズと負レンズと正レンズとの接合レンズにより構成されていた。 In the zoom lens described in Patent Document 1, the second lens group is constituted by a cemented lens of a negative lens, a negative lens, and a positive lens.
特許文献2に記載されたズームレンズは、第3レンズ群が両凸形状の正レンズと像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズにより構成されていた。 In the zoom lens described in Patent Document 2, the third lens group is composed of a biconvex positive lens and a meniscus negative lens with a concave surface facing the image side.
しかしながら、従来のズームレンズでは、高いズーム倍率、高画質化、小型化の全てを実現することが難しかった。 However, with a conventional zoom lens, it has been difficult to achieve all of high zoom magnification, high image quality, and miniaturization.
特許文献1に記載のズームレンズは、レンズ位置状態の変化に伴う第2レンズ群の横倍率の変化量が大きく、3枚構成では充分な高性能化を図ることができなかった。 The zoom lens described in Patent Document 1 has a large amount of change in the lateral magnification of the second lens group accompanying a change in the lens position state, and sufficient performance cannot be achieved with a three-lens configuration.
特許文献2に記載のズームレンズは、第3レンズ群の最も像側に配置される負レンズが、像側に凹面を向けた形状であるため、正レンズと負レンズとの相互偏心による性能劣化が極めて大きく、製造時誤差等により安定した光学品質の達成が困難であった。 In the zoom lens described in Patent Document 2, since the negative lens arranged closest to the image side of the third lens group has a concave surface facing the image side, performance deterioration due to mutual eccentricity of the positive lens and the negative lens However, it was difficult to achieve a stable optical quality due to manufacturing errors and the like.
特許文献3に記載のズームレンズでは、第1レンズ群の正の屈折力が弱かったために、レンズ全長が大きく、小型化に不向きであった。
In the zoom lens described in
特許文献4に記載のズームレンズでは、第3レンズ群による正の屈折力が弱く、レンズ全長の短縮化に課題があった。 In the zoom lens described in Patent Document 4, the positive refractive power by the third lens group is weak, and there is a problem in shortening the total lens length.
特許文献5に記載のズームレンズでは、第1レンズ群の正の屈折力が極めて強く、高性能化に課題があった。
In the zoom lens described in
本発明は上記した問題点に鑑みて為されたものであり、高変倍比化、高性能化、小型化を満足させることが可能なズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a zoom lens capable of satisfying a high zoom ratio, high performance, and downsizing, and an imaging device using the zoom lens. This is the issue.
本発明の一実施形態によるズームレンズは、物体側から像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第2レンズ群が像側へ移動すると共に、前記第2レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第4レンズ群が移動し、開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に配設され、前記第2レンズ群は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24の4枚により構成され、前記第3レンズ群は少なくともそれぞれ1枚以上の正レンズと負レンズにより構成されると共に、以下の条件式(1)乃至(4)を満足する。
(1)1.8<f1/(fw・ft)1/2<2.2
(2)0.9<f3/(fw・ft)1/2<1.2
(3)1.1<r22/fw<1.3
(4)−0.8<(r3a+r3b)/(r3a−r3b)<0.5
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
r22:第2レンズ群に配置される負レンズL21の像側レンズ面の曲率半径
r3a:第3レンズ群の最も物体側に位置するレンズ面の曲率半径(r3a>0)
r3b:第3レンズ群の最も像側に位置するレンズ面の曲率半径(r3b<0)とする。
A zoom lens according to an embodiment of the present invention has a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power, which are sequentially located from the object side to the image plane side. The third lens group has a fourth lens group having a positive refractive power, and when the lens position changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the second lens group moves to the image side, and The fourth lens group is moved so as to compensate for the fluctuation of the image plane position accompanying the movement of the second lens group, and an aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group. The second lens group includes four meniscus negative lens L21, negative lens L22, positive lens L23, and negative lens L24 having a concave surface facing the image side. The third lens group includes at least one positive lens. Consists of a lens and a negative lens Together to satisfy the following condition (1) to 4.
(1) 1.8 <f1 / (fw · ft) 1/2 <2.2
(2) 0.9 <f3 / (fw · ft) 1/2 <1.2
(3) 1.1 <r22 / fw <1.3
(4) -0.8 <(r3a + r3b) / (r3a-r3b) <0.5
However,
f1: Focal length fw of the first lens group fw: Focal length of the entire system in the wide-angle end state ft: Focal length of the entire system in the telephoto end state f3: Focal length r22 of the third lens group: Arranged in the second lens group Radius of curvature r3a of the image side lens surface of the negative lens L21: radius of curvature of the lens surface located closest to the object side in the third lens group (r3a> 0)
r3b: The radius of curvature (r3b <0) of the lens surface located closest to the image side in the third lens unit.
本発明の一実施形態による撮像装置は、ズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、物体側から像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第2レンズ群が像側へ移動すると共に、前記第2レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第4レンズ群が移動し、開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に配設され、前記第2レンズ群は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24の4枚により構成され、前記第3レンズ群は少なくともそれぞれ1枚以上の正レンズと負レンズにより構成されると共に、以下の条件式(1)乃至(4)を満足する。
(1)1.8<f1/(fw・ft)1/2<2.2
(2)0.9<f3/(fw・ft)1/2<1.2
(3)1.1<r22/fw<1.3
(4)−0.8<(r3a+r3b)/(r3a−r3b)<0.5
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
r22:第2レンズ群に配置される負レンズL21の像側レンズ面の曲率半径
r3a:第3レンズ群の最も物体側に位置するレンズ面の曲率半径(r3a>0)
r3b:第3レンズ群の最も像側に位置するレンズ面の曲率半径(r3b<0)とする。
An image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention includes a zoom lens and an image pickup element that converts an optical image formed by the zoom lens into an electrical signal, and the zoom lens sequentially moves from an object side to an image plane side. A first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power, When the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the second lens group moves to the image side, and the variation of the image plane position accompanying the movement of the second lens group is compensated for. A fourth lens group moves, an aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group, and the second lens group has a meniscus negative lens L21 having a concave surface facing the image side, Negative lens L22, positive lens L23, negative lens It is constituted by four's L24, the third lens group with constituted by at least respective one or more positive lens and the negative lens satisfies the following conditional expressions (1) to (4).
(1) 1.8 <f1 / (fw · ft) 1/2 <2.2
(2) 0.9 <f3 / (fw · ft) 1/2 <1.2
(3) 1.1 <r22 / fw <1.3
(4) -0.8 <(r3a + r3b) / (r3a-r3b) <0.5
However,
f1: Focal length fw of the first lens group fw: Focal length of the entire system in the wide-angle end state ft: Focal length of the entire system in the telephoto end state f3: Focal length r22 of the third lens group: Arranged in the second lens group Radius of curvature r3a of the image side lens surface of the negative lens L21: radius of curvature of the lens surface located closest to the object side in the third lens group (r3a> 0)
r3b: The radius of curvature (r3b <0) of the lens surface located closest to the image side in the third lens unit.
本発明によれば、高変倍比化、高性能化、小型化を満足させることが可能である。 According to the present invention, it is possible to satisfy high zoom ratio, high performance, and downsizing.
以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the zoom lens and the imaging apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明ズームレンズについて説明する。 First, the zoom lens of the present invention will be described.
本発明ズームレンズは、物体側から像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第2レンズ群が像側へ移動すると共に、前記第2レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第4レンズ群が移動し、開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に配設され、前記第2レンズ群は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24の4枚により構成され、前記第3レンズ群は少なくともそれぞれ1枚以上の正レンズと負レンズにより構成されると共に、以下の条件式(1)乃至(4)を満足する。
(1)1.8<f1/(fw・ft)1/2<2.2
(2)0.9<f3/(fw・ft)1/2<1.2
(3)1.1<r22/fw<1.3
(4)−0.8<(r3a+r3b)/(r3a−r3b)<0.5
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
r22:第2レンズ群に配置される負レンズL21の像側レンズ面の曲率半径
r3a:第3レンズ群の最も物体側に位置するレンズ面の曲率半径(r3a>0)
r3b:第3レンズ群の最も像側に位置するレンズ面の曲率半径(r3b<0)とする。
The zoom lens according to the present invention includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power, which are sequentially positioned from the object side to the image plane side. A fourth lens group having a positive refractive power, and when the lens position changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the second lens group moves to the image side, and the second lens group The fourth lens group is moved so as to compensate for fluctuations in the image plane position accompanying the movement, an aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group, and the second lens group is The lens is composed of four meniscus negative lenses L21, negative lenses L22, positive lenses L23, and negative lenses L24 having a concave surface facing the image side. The third lens group includes at least one positive lens and one negative lens. As well as the following conditions (1) to satisfy the (4).
(1) 1.8 <f1 / (fw · ft) 1/2 <2.2
(2) 0.9 <f3 / (fw · ft) 1/2 <1.2
(3) 1.1 <r22 / fw <1.3
(4) -0.8 <(r3a + r3b) / (r3a-r3b) <0.5
However,
f1: Focal length fw of the first lens group fw: Focal length of the entire system in the wide-angle end state ft: Focal length of the entire system in the telephoto end state f3: Focal length r22 of the third lens group: Arranged in the second lens group Radius of curvature r3a of the image side lens surface of the negative lens L21: radius of curvature of the lens surface located closest to the object side in the third lens group (r3a> 0)
r3b: The radius of curvature (r3b <0) of the lens surface located closest to the image side in the third lens unit.
本発明ズームレンズにおいては、正負正正の4群から成り2群を変倍群、4群をコンペンゼート群とした構成の基で、以下の5点に着目することにより、高変倍比化、高性能化、小型化を達成することができた。
1)開口絞りを第2レンズ群と第3レンズ群との間に配置する
2)第1レンズ群の焦点距離を適切に設定する
3)第2レンズ群を物体側より順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24の4枚により構成すると共に、負レンズL21の形状を工夫する
4)第3レンズ群の焦点距離を適切に設定する
5)第3レンズ群を少なくともそれぞれ1枚以上の正レンズと負レンズにより構成し、第3レンズ群の形状を工夫する
一般に、開口絞りは光学系の中央付近に配置することが望ましく、本発明ズームレンズにおいても、第2レンズ群と第3レンズ群との間に配置している。
In the zoom lens according to the present invention, a high zoom ratio is achieved by focusing on the following five points on the basis of a configuration in which four groups of positive, negative, positive and positive are composed of two groups as a variable power group and four groups as a compensate group. High performance and downsizing were achieved.
1) An aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group. 2) The focal length of the first lens group is appropriately set. 3) The second lens group is sequentially positioned from the object side. Consists of four meniscus negative lens L21, negative lens L22, positive lens L23, and negative lens L24 with a concave surface facing the lens, and devise the shape of the negative lens L21. 4) The focal length of the third lens group is appropriate. 5) The third lens group is composed of at least one positive lens and at least one negative lens, and the shape of the third lens group is devised. In general, it is desirable that the aperture stop be disposed near the center of the optical system. The zoom lens according to the present invention is also disposed between the second lens group and the third lens group.
高いズーム比と高性能化との両立を図る場合、開口絞りの物体側と像側にそれぞれ少なくとも1つ以上の可動レンズ群を配置して、レンズ位置状態が変化する際に、各レンズ群を通過する軸外光束を積極的に変化させることが肝要である。 In order to achieve both high zoom ratio and high performance, at least one movable lens group is arranged on each of the object side and the image side of the aperture stop. It is important to positively change the off-axis light beam passing through.
本発明ズームレンズにおいては、第2レンズ群と第3レンズ群との間に開口絞りを配置することによって、物体側に配置される第2レンズ群、像側に配置される第4レンズ群が可動レンズ群となる。第2レンズ群を通過する軸外光束は、広角端状態で光軸から離れて通過して、レンズ位置状態が望遠端状態まで変化する際に、光軸に近づくため、この高さの変化を利用して、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動を良好に補正している。また、第4レンズ群を通過する軸外光束も、レンズ位置状態の変化に合わせた第4レンズ群の移動に伴って、光軸からの距離が変化されるため、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動を良好に補正することができる。 In the zoom lens according to the present invention, by arranging an aperture stop between the second lens group and the third lens group, the second lens group disposed on the object side and the fourth lens group disposed on the image side are provided. It becomes a movable lens group. The off-axis light beam passing through the second lens group passes away from the optical axis in the wide-angle end state, and approaches the optical axis when the lens position state changes to the telephoto end state. By utilizing this, fluctuations in off-axis aberration that occur when the lens position changes are corrected well. Further, the off-axis light beam passing through the fourth lens group also changes its distance from the optical axis as the fourth lens group moves in accordance with the change in the lens position state. It is possible to satisfactorily correct the fluctuation of off-axis aberration that occurs in
第1レンズ群は最も物体側に配置され、軸外光束が光軸から離れた位置を通過する。また、その屈折力によりレンズ全長が大きく影響されるため、屈折力を適切に設定することが望ましい。 The first lens group is disposed closest to the object side, and the off-axis light beam passes through a position away from the optical axis. Further, since the total lens length is greatly affected by the refractive power, it is desirable to set the refractive power appropriately.
第1レンズ群の屈折力が強くなると、レンズ全長の短縮化には適切だが、望遠端状態では第1レンズ群による収差が第2レンズ群によってより大きく拡大されるため、諸収差が拡大されてしまい、結果、光学性能の低下を引き起こしてしまう。 When the refractive power of the first lens group becomes strong, it is suitable for shortening the total lens length, but in the telephoto end state, the aberration due to the first lens group is further magnified by the second lens group, so that various aberrations are magnified. As a result, the optical performance is degraded.
逆に、第1レンズ群の屈折力が弱まると、レンズ全長が大型化してしまう。 Conversely, when the refractive power of the first lens group is weakened, the total lens length is increased.
前記条件式(1)は第1レンズ群の焦点距離を適切な範囲に設定するための条件を規定するものである。 Conditional expression (1) defines conditions for setting the focal length of the first lens group within an appropriate range.
条件式(1)の上限値を上回った場合、レンズ全長が大型化してしまい、小型化が困難になる。 If the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the overall length of the lens increases, making it difficult to reduce the size.
条件式(1)の下限値を下回った場合、第1レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまうため、レンズ径の大型化を引き起こしてしまう。また、広角端状態において、画面周辺部でコマ収差が多大に発生してしまい、高性能化を充分に図ることができなくなってしまう。 If the lower limit value of conditional expression (1) is not reached, the off-axis light beam that passes through the first lens group is separated from the optical axis, which causes an increase in the lens diameter. Further, in the wide-angle end state, coma aberration is greatly generated in the peripheral portion of the screen, and it becomes impossible to sufficiently achieve high performance.
第3レンズ群は第2レンズ群により発散された光束を収斂させる機能を有する。 The third lens group has a function of converging the light beam diverged by the second lens group.
一般に、正負正正4群ズームレンズにおいては、開口絞りよりも像側に負レンズ群が存在しないために、広角端状態における歪曲収差の補正が肝要である。従来のあるズームレンズでは、第3レンズ群を負の屈折力を有する負部分群とその像側に配置され、正の屈折力を有する正部分群により構成した(以下、「負正構造」という)が、第2レンズ群により発散された光束を負部分群によりさらに発散させてしまうため、第3レンズ群単独で発生する負の球面収差を良好に補正するには、より多くのレンズ枚数が必要であり、また、開口絞り近傍に負部分群を配置していたため、歪曲収差の補正への効果が薄かった。 Generally, in a positive / negative / positive / positive four-group zoom lens, since there is no negative lens group on the image side from the aperture stop, it is important to correct distortion in the wide-angle end state. In a conventional zoom lens, the third lens group is composed of a negative subgroup having a negative refractive power and a positive subgroup having a positive refractive power arranged on the image side thereof (hereinafter referred to as “negative positive structure”). ), However, the light beam diverged by the second lens group is further diverged by the negative subgroup, so that it is necessary to increase the number of lenses in order to satisfactorily correct the negative spherical aberration generated by the third lens group alone. In addition, since the negative subgroup is arranged in the vicinity of the aperture stop, the effect on the correction of distortion is weak.
さらに従来の別のズームレンズでは、第3レンズ群を正の屈折力を有する正部分群とその像側に配置され、負の屈折力を有する負部分群により構成した(以下、「正負構造」という)が、正部分群により形成される像を負部分群が拡大するために、正部分群と負部分群との相互偏心による光学性能の劣化が著しく大きく、製造時誤差等により安定した光学性能を確保することが難しかった。 Further, in another conventional zoom lens, the third lens group is configured by a positive subgroup having a positive refractive power and a negative subgroup having a negative refractive power arranged on the image side thereof (hereinafter referred to as “positive / negative structure”). However, since the negative subgroup expands the image formed by the positive subgroup, the optical performance is greatly deteriorated due to the mutual eccentricity between the positive subgroup and the negative subgroup, and the optical stability is stable due to manufacturing errors. It was difficult to ensure performance.
そこで、本発明ズームレンズにおいては、第2レンズ群の構成を工夫することによって、第2レンズ群により発生する負の歪曲収差を抑え、第3レンズ群での歪曲収差補正の負担を軽減している。 Therefore, in the zoom lens of the present invention, by devising the configuration of the second lens group, negative distortion generated by the second lens group is suppressed, and the distortion aberration correction burden in the third lens group is reduced. Yes.
具体的には、第2レンズ群を、物体側より順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24の4枚により構成している。 Specifically, the second lens group is configured by four lenses, a meniscus negative lens L21, a negative lens L22, a positive lens L23, and a negative lens L24, which are located in order from the object side and have a concave surface facing the image side. Yes.
負レンズL21は主に軸外収差の補正を行い、その像側に配置される3枚のレンズ、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24はトリプレット構成とすることにより、軸上収差の補正と軸外収差の補正とを同時に行う役割を果たしている。 The negative lens L21 mainly corrects off-axis aberrations, and the three lenses arranged on the image side, the negative lens L22, the positive lens L23, and the negative lens L24 have a triplet configuration, thereby correcting axial aberrations. And the correction of off-axis aberrations.
従来から知られる、第2レンズ群の構成である、負レンズ、負レンズ、正レンズの3枚構成と比較して、負レンズとダブレットとの3枚構成から負レンズとトリプレットとの4枚構成とすることにより、軸上収差、軸外収差ともより良好に補正可能となった。その結果、第2レンズ群の横倍率の変化に伴って発生する軸上収差の変動をより良好に補正することができ、高性能化が図れ、また、広角端状態で発生しやすい、負の歪曲収差の発生を抑えることができる。 Compared to the conventionally known three-lens configuration of the negative lens, negative lens, and positive lens, which is the configuration of the second lens group, the four-lens configuration of the negative lens and the triplet is changed from the three-lens configuration of the negative lens and the doublet. As a result, both on-axis aberration and off-axis aberration can be corrected better. As a result, it is possible to more favorably correct the variation of the on-axis aberration caused by the change in the lateral magnification of the second lens group, to improve the performance, and to generate negative in the wide-angle end state. Generation of distortion can be suppressed.
前記条件式(3)は第2レンズ群中に配置される負レンズL21の像側レンズ面の曲率半径を規定する条件式である。 Conditional expression (3) defines the radius of curvature of the image side lens surface of the negative lens L21 disposed in the second lens group.
前記した通り、負レンズL21は主に軸外収差の補正を行うが、条件式(3)の上限値を上回った場合、広角端状態において内方性コマ収差が多大に発生して、高性能化を充分に図ることができなくなてしまう。 As described above, the negative lens L21 mainly corrects off-axis aberrations. However, if the upper limit value of the conditional expression (3) is exceeded, a large amount of internal coma aberration occurs in the wide-angle end state, resulting in high performance. It will not be possible to achieve sufficient conversion.
逆に、条件式(3)の下限値を下回った場合、広角端状態での画面周縁部において、高次の像面湾曲が発生してしまうため、画面全体に亘って高性能化を図ることができなくなってしまう。 Conversely, if the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, higher-order field curvature occurs at the peripheral edge of the screen in the wide-angle end state, so that high performance is achieved over the entire screen. Will not be able to.
第3レンズ群が広角端状態において発生する負の歪曲収差を補正する必要が無くなったことで、本発明ズームレンズでは、第3レンズ群が正負構造や負正構造を採る必要が無くなった。その結果、第3レンズ群を少なくとも、1枚の正レンズと1枚の負レンズで構成するとともに、第3レンズ群の最も物体側のレンズ面が物体側に凸面を向け、最も像側のレンズ面が像側に凸面を向けることができるため、製造時の組付誤差等の影響を軽減して安定した光学品質を確保することができる。 Since it is no longer necessary to correct negative distortion occurring in the wide-angle end state of the third lens group, the zoom lens of the present invention does not require the third lens group to adopt a positive / negative structure or a negative / positive structure. As a result, the third lens group is composed of at least one positive lens and one negative lens, and the lens surface closest to the object side of the third lens group has a convex surface facing the object side, and the lens closest to the image side. Since the convex surface can be directed to the image side, it is possible to reduce the influence of assembling errors and the like at the time of manufacture and to ensure stable optical quality.
また、本発明ズームレンズにおいては、第3レンズ群が正負構造や負正構造を採る必要が無くなった分、第3レンズ群の屈折力を正に強めることが可能となり、レンズ全長を短縮することが可能となった。なお、第3レンズ群を、正レンズと負レンズとの接合レンズ及びその像側に配置される正レンズとで構成することによって、より高性能化を図ることが可能である。 Further, in the zoom lens according to the present invention, the third lens group does not have to have a positive / negative structure or a negative / positive structure, so that the refractive power of the third lens group can be increased positively, and the total lens length can be shortened. Became possible. In addition, it is possible to achieve higher performance by configuring the third lens group with a cemented lens of a positive lens and a negative lens and a positive lens arranged on the image side thereof.
第3レンズ群を少なくとも正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも1枚以上で構成すること、正の屈折力を強めること、により第3レンズ群単独で発生する軸上収差を良好に補正することができ、高性能化を図ることができる。 By configuring the third lens group with at least one positive lens and at least one negative lens and increasing the positive refractive power, it is possible to satisfactorily correct on-axis aberrations generated by the third lens group alone. High performance can be achieved.
前記条件式(2)は第3レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。 Conditional expression (2) defines the focal length of the third lens group.
条件式(2)の上限値を上回った場合、レンズ全長が大型化してしまい、小型化が困難になる
条件式(2)の下限値を下回った場合、第3レンズ群を射出する軸上光束が収斂した状態となる、要するに、第4レンズ群の横倍率が0から1に近づくため、第2レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するのに必要な第4レンズ群の移動量が大きくなりすぎる。その結果、第4レンズ群を移動させる駆動機構が複雑化し、また、第4レンズ群の物体側と像側に充分な空間を広げる必要が生じて、レンズ全長を充分に短縮化することができない。
If the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, the total lens length will increase, making it difficult to reduce the size. If the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, the axial light beam that exits the third lens group In other words, since the lateral magnification of the fourth lens group approaches 0 to 1, the movement of the fourth lens group necessary to compensate for the fluctuation of the image plane position accompanying the movement of the second lens group. The amount is too large. As a result, the drive mechanism for moving the fourth lens group becomes complicated, and a sufficient space needs to be widened on the object side and the image side of the fourth lens group, so that the total lens length cannot be shortened sufficiently. .
前記条件式(4)は第3レンズ群の形状を規定する条件式である。 The conditional expression (4) is a conditional expression that defines the shape of the third lens group.
条件式(4)の上限値を上回った場合、すなわち、物体側レンズ面の曲率半径が緩くなった場合、第3レンズ群の最も像側のレンズ面を通過する軸外光束が光軸から離れて、広角端状態において画面周辺部でコマ収差が多大に発生してしまうため、高性能化を充分に図ることができなくなってしまう。 When the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, that is, when the radius of curvature of the object side lens surface becomes loose, the off-axis light beam that passes through the lens surface closest to the image side of the third lens group is separated from the optical axis. As a result, a large amount of coma occurs at the periphery of the screen in the wide-angle end state, so that high performance cannot be achieved sufficiently.
条件式(4)の下限値を下回った場合、第3レンズ群の最も物体側のレンズ面で発生する負の軸上収差が大きくなりすぎて、高性能化を充分に図ることができなくなってしまう。 If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the negative on-axis aberration generated on the lens surface closest to the object side in the third lens group becomes too large, and sufficient performance cannot be achieved. End up.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、レンズ位置状態によらず、前記開口絞りが光軸方向に一定位置にあり、Dsを開口絞りから像面までの光軸に沿った長さ、TLをレンズ全長として、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
(5)0.35<Ds/TL<0.45
開口絞りをレンズ位置状態によらず光軸方向に固定することによって、開口絞りを移動させるための駆動機構を省くことができ、省スペース化を図ることができる。
In the zoom lens according to an embodiment of the present invention, the aperture stop is at a fixed position in the optical axis direction regardless of the lens position state, and Ds is a length along the optical axis from the aperture stop to the image plane. , TL is the total lens length, and it is desirable to satisfy the following conditional expression (5).
(5) 0.35 <Ds / TL <0.45
By fixing the aperture stop in the optical axis direction regardless of the lens position state, a drive mechanism for moving the aperture stop can be omitted, and space saving can be achieved.
条件式(5)は開口絞りの位置を規定する条件式である。 Conditional expression (5) is a conditional expression that defines the position of the aperture stop.
条件式(5)の上限値を上回った場合、開口絞りの位置が物体側に寄るため、第2レンズ群の移動ストロークが減少し、所定の変倍比を得るには、第2レンズ群の屈折力を強めざるを得ず、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することが難しくなってしまう。 If the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the position of the aperture stop is closer to the object side, so the movement stroke of the second lens group is reduced, and in order to obtain a predetermined zoom ratio, Refractive power must be increased, and it becomes difficult to satisfactorily correct fluctuations in off-axis aberrations accompanying changes in the lens position.
条件式(5)の下限値を下回った場合、開口絞りの位置が像面側に寄るため、レンズ系を射出する主光線が光軸に対してなす角度が大きくなる。これに伴い、開口絞り位置における主光線が光軸となす角度も大きくなるため、第1レンズ群乃至第2レンズ群を通過する軸外光束も光軸から離れ、レンズ径の大型化を引き起こしてしまい、更なる小型化を図ることができない。 When the lower limit value of conditional expression (5) is not reached, the position of the aperture stop is closer to the image plane side, so that the angle formed by the principal ray emitted from the lens system with respect to the optical axis becomes large. Along with this, the angle formed by the principal ray at the aperture stop position and the optical axis also increases, so the off-axis light beam passing through the first lens group or the second lens group also moves away from the optical axis, causing an increase in the lens diameter. Therefore, further downsizing cannot be achieved.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、レンズ全長の短縮化と望遠端状態における光学性能をより良好に補正するために、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
(6)0.4<f1/ft<0.5
条件式(6)は第1レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。
In the zoom lens according to the embodiment of the present invention, it is desirable to satisfy the following conditional expression (6) in order to shorten the total lens length and to better correct the optical performance in the telephoto end state.
(6) 0.4 <f1 / ft <0.5
Conditional expression (6) is a conditional expression that defines the focal length of the first lens group.
条件式(6)の下限値を下回った場合、第1レンズ群単独で発生する負の球面収差が増大し、同時に、第1レンズ群で発生する諸収差が第2レンズ群以降で大きく拡大されてしまう。その結果、望遠端状態で発生する負の球面収差を充分に補正することができず、高性能化を充分に図ることができなくなってしまう。 When the lower limit of conditional expression (6) is not reached, negative spherical aberration that occurs in the first lens group alone increases, and at the same time, various aberrations that occur in the first lens group are greatly magnified after the second lens group. End up. As a result, the negative spherical aberration that occurs in the telephoto end state cannot be sufficiently corrected, and high performance cannot be achieved sufficiently.
条件式(6)の上限値を上回った場合、所定の変倍比を達成するには、レンズ全長が大型化してしまうため、好ましくない。 If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, it is not preferable to achieve a predetermined zoom ratio because the total lens length increases.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、前記第2レンズ群にあって、正レンズL23と負レンズL24とが接合されていることが望ましい。 In the zoom lens according to the embodiment of the present invention, it is desirable that the positive lens L23 and the negative lens L24 are cemented in the second lens group.
これによって、製造時の組付誤差等の影響を軽減して安定した光学性能を確保することができる。 As a result, it is possible to reduce the influence of assembly errors at the time of manufacture and to ensure stable optical performance.
レンズ室にレンズを組み込む場合、径方向にガタが必ず存在し、そのガタによりレンズが偏心してしまう。複数のレンズを重ねて挿入する場合、先に組み込んだレンズの偏心の影響を受けて、偏心量が変化するため、各レンズを安定した状態で組み込むことが難しい。 When a lens is incorporated in the lens chamber, there is always a backlash in the radial direction, and the lens is eccentric due to the backlash. When a plurality of lenses are inserted in a stacked manner, the amount of eccentricity changes due to the influence of the eccentricity of the previously incorporated lens, so that it is difficult to incorporate each lens in a stable state.
第2レンズ群は変倍作用を担い、4枚という多い枚数で構成されるために、製造時の組付誤差等の影響を少なくして安定した光学品質を得るには、各レンズの相互偏心を抑えた状態でレンズ室に組み込みたい。正レンズL23と負レンズL24とを接合レンズとすることで、偏心要素を減らし、安定した光学品質を得ることができる。 Since the second lens group has a zooming function and is composed of a large number of four, in order to reduce the influence of assembly errors during manufacturing and obtain stable optical quality, mutual decentering of each lens is required. I want to incorporate it in the lens room with reduced pressure. By using the positive lens L23 and the negative lens L24 as a cemented lens, decentering elements can be reduced and stable optical quality can be obtained.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、広角端状態で発生するコマ収差を良好に補正して、高性能化を図るために、N2を第2レンズ群を構成する4枚のレンズのd線に対する平均屈折率として、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。。
(7)1.8<N2
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、さらなる高性能化を図るために、第1レンズ群が、物体側より順に位置した、負レンズL11と正レンズL12との接合レンズ、正レンズL13、正レンズL14の4枚のレンズで構成されることが望ましい。
In the zoom lens according to an embodiment of the present invention, in order to satisfactorily correct the coma aberration generated in the wide-angle end state and improve the performance, N2 is the four lenses constituting the second lens group. It is desirable to satisfy the following conditional expression (7) as the average refractive index for the d-line. .
(7) 1.8 <N2
In the zoom lens according to the embodiment of the present invention, in order to further improve the performance, the first lens group is located in order from the object side, and is a cemented lens of a negative lens L11 and a positive lens L12, a positive lens. It is desirable that the lens is composed of four lenses, L13 and positive lens L14.
第1レンズ群は特に望遠端状態で軸上光束が広い光束径で入射するため、負の球面収差が発生しやすい。また、軸外光束が光軸から離れて入射するため、軸外収差の発生が起こりやすい。 In the first lens group, since the axial light beam is incident with a wide light beam diameter particularly in the telephoto end state, negative spherical aberration is likely to occur. In addition, since off-axis light flux is incident away from the optical axis, off-axis aberration is likely to occur.
そこで、第1レンズ群の最も物体側に負レンズL11と正レンズL12との接合レンズを配置することで、負の球面収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。また、第1レンズ群を射出する光束は収斂光束となるが、この収斂作用を1枚の正レンズで行うと、望遠端状態で負の球面収差が多大に発生して、高性能化を図ることができない。そこで、L13とL14、2枚の正レンズで前記収斂作用を為すことで、負の球面収差を補正して、高い光学性能を実現することができる。 Therefore, by arranging a cemented lens of the negative lens L11 and the positive lens L12 on the most object side of the first lens group, it is possible to satisfactorily correct negative spherical aberration and axial chromatic aberration. In addition, the light beam emitted from the first lens group becomes a convergent light beam. If this converging action is performed with a single positive lens, a large amount of negative spherical aberration occurs in the telephoto end state, thereby achieving high performance. I can't. Therefore, by performing the convergence action with two positive lenses L13 and L14, negative spherical aberration can be corrected and high optical performance can be realized.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、被写***置の変化に伴う諸収差の変動を良好に補正するために、第4レンズ群を、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた正レンズ、像側に凹面を向けた負レンズにより構成することが望ましい。 In the zoom lens according to an embodiment of the present invention, in order to satisfactorily correct variations in various aberrations accompanying changes in the subject position, the fourth lens group is positioned in order from the object side, and a convex surface is provided on the object side. It is desirable that the lens is composed of a positive lens directed toward the surface and a negative lens having a concave surface directed toward the image side.
ダブレット構成とすることにより、軸外収差と軸上収差とを同時に補正することが可能となり、被写***置が変化した際に発生する諸収差の変動を良好に補正することができる。 With the doublet configuration, it is possible to correct off-axis aberrations and on-axis aberrations at the same time, and it is possible to satisfactorily correct variations in various aberrations that occur when the subject position changes.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、色収差の発生をより良好に抑えるために、第1レンズ群に異常分散性の高い硝材を用いることが望ましい。 In the zoom lens according to an embodiment of the present invention, it is desirable to use a glass material with high anomalous dispersion for the first lens group in order to better suppress the occurrence of chromatic aberration.
特に、第1レンズ群を構成するレンズのうち、負レンズL11と正レンズL12との接合レンズ中の正レンズL12を異常分散性の高い硝材とすることにより、望遠端状態で画面中心部において発生する2次分散を良好に補正することができる。 In particular, among the lenses constituting the first lens group, the positive lens L12 in the cemented lens of the negative lens L11 and the positive lens L12 is made of a glass material having a high anomalous dispersion, so that it occurs at the center of the screen in the telephoto end state. The secondary dispersion can be corrected well.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第4レンズ群の像側に負レンズと正レンズにより構成される第5レンズ群を配置することが望ましい。 In the zoom lens according to the embodiment of the present invention, it is desirable to dispose a fifth lens group including a negative lens and a positive lens on the image side of the fourth lens group.
これにより、広角端状態における負の歪曲収差を良好に補正し、さらに、射出瞳を光軸から遠ざけて、高性能化を図ることができる。 Thereby, it is possible to satisfactorily correct the negative distortion in the wide-angle end state, and to further improve the performance by moving the exit pupil away from the optical axis.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、非球面レンズを用いることが望ましい。 In the zoom lens according to an embodiment of the present invention, it is desirable to use an aspheric lens.
これにより、より高い光学性能を実現することができる。特に、第3レンズ群に非球面レンズを導入することによって、中心性能のさらなる高性能化が可能となる。また、第2レンズ群に非球面レンズを用いることにより、広角端状態において発生する画角によるコマ収差の変動を良好に補正することが可能である。 Thereby, higher optical performance can be realized. In particular, by introducing an aspheric lens into the third lens group, it is possible to further improve the central performance. Further, by using an aspheric lens for the second lens group, it is possible to satisfactorily correct coma variation due to the angle of view that occurs in the wide-angle end state.
さらに、複数の非球面を用いることでより高い光学性能が得られるのは言うまでもない。 Furthermore, it goes without saying that higher optical performance can be obtained by using a plurality of aspheric surfaces.
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためにローパスフィルタを配置したり、受光素子の分光感度特性に応じて赤外カットフィルタを配置することが望ましい。 In the zoom lens according to an embodiment of the present invention, a low-pass filter is disposed on the image side of the lens system to prevent the occurrence of moire fringes, or an infrared cut filter is disposed according to the spectral sensitivity characteristics of the light receiving element. It is desirable.
次に、本発明ズームレンズの具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について図面及び表を参照して説明する。 Next, specific embodiments of the zoom lens of the present invention and numerical examples in which specific numerical values are applied to the embodiments will be described with reference to the drawings and tables.
なお、各実施の形態において非球面が導入されており、該非球面形状は、次の数1式によって定義されるものとする。 In each embodiment, an aspherical surface is introduced, and the aspherical shape is defined by the following equation (1).
なお、yは光軸からの高さ、xはサグ量、cは曲率、κは円錐定数、A、B、…は非球面係数である。 Here, y is the height from the optical axis, x is the sag amount, c is the curvature, κ is the conic constant, A, B,... Are aspherical coefficients.
図1は本発明の第1の実施の形態と第2の実施の形態にかかるズームレンズ1、2の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4、正の屈折力を有する第5レンズ群G5が配列されて構成され、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3、第5レンズ群G5が光軸方向に固定であり、第2レンズ群G2が像側へ移動し、第4レンズ群G4は一旦物体側へ移動した後、像側へ移動する。 FIG. 1 shows the refractive power distribution of the zoom lenses 1 and 2 according to the first and second embodiments of the present invention. The first lens group having positive refractive power in order from the object side. G1, second lens group G2 having negative refractive power, third lens group G3 having positive refractive power, fourth lens group G4 having positive refractive power, and fifth lens group G5 having positive refractive power The first lens group G1, the third lens group G3, and the fifth lens group G5 are fixed in the optical axis direction during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, and the second lens group G2 Moves to the image side, and the fourth lens group G4 once moves to the object side and then moves to the image side.
図2は本発明の第1の実施の形態にかかるズームレンズ1のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群G1は、物体側より像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と物体側に凸面を向けた正レンズL12との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズL13、物体側に凸面を向けた正レンズL14により構成される。第2レンズ群G2は、物体側より像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、両凹形状の負レンズL22、物体側に凸面を向けた正レンズL23と像側に凹面を向けた負レンズL24との接合レンズにより構成される。第3レンズ群G3は、物体側より像側へ順に位置した、物体側に凸面を向け物体側に非球面を有するメニスカス形状の正レンズL31と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL32との接合レンズ、両凸形状の正レンズL33により構成される。第4レンズ群G4は、物体側より像側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズL41と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL42により構成される。第5レンズ群G5は、物体側より像側へ順に位置した、両凹形状の負レンズL51、両凸形状の正レンズL52により構成される。また、開口絞りSは第3レンズ群G3の物体側に近接して位置し、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して光軸方向に固定である。さらに、第5レンズ群G5と像面IMGとの間に赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ等のフィルタFLが配置されている。 FIG. 2 is a diagram showing a lens configuration of the zoom lens 1 according to the first embodiment of the present invention. The first lens group G1, which is located in order from the object side to the image side, is a cemented lens of a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side and a positive lens L12 having a convex surface facing the object side, and a convex surface facing the object side And a positive lens L14 having a convex surface on the object side. The second lens group G2 includes a meniscus negative lens L21 having a concave surface facing the image side, a biconcave negative lens L22, and a positive lens L23 having a convex surface facing the object side, which are positioned in order from the object side to the image side. It is constituted by a cemented lens with a negative lens L24 having a concave surface facing the image side. The third lens group G3 is located in order from the object side to the image side, and includes a meniscus positive lens L31 having a convex surface on the object side and an aspheric surface on the object side, and a meniscus negative lens L32 having a concave surface on the image side. And a biconvex positive lens L33. The fourth lens group G4 includes a positive lens L41 that is biconvex and has an aspheric surface on the object side, and a meniscus negative lens L42 that has a concave surface on the object side. The fifth lens group G5 includes a biconcave negative lens L51 and a biconvex positive lens L52, which are sequentially positioned from the object side to the image side. The aperture stop S is located close to the object side of the third lens group G3, and is fixed in the optical axis direction upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. Further, a filter FL such as an infrared cut filter or a low-pass filter is disposed between the fifth lens group G5 and the image plane IMG.
以下の表1に、前記第1の実施の形態にかかるズームレンズ1に具体的数値を適用した数値実施例1の諸元の値を掲げる。表1及び以下の諸元表中の、「面番号」は物体側から数えてi番目の面であることを示し、「曲率半径」は物体側から数えて第i番目の面の曲率半径を示し、「面間隔」は物体側から数えて第i番目の面と第i+1番目の面との間の軸上面間隔を示し、「屈折率」は物体側に第i面を有する硝材のd線に対する屈折率を示し、「アッベ数」は物体側に第i面を有する硝材のd線に対するアッベ数を示す。そして、曲率半径に関し「0」は当該面が平面であることを示し、面間隔に関し「(Di)」は当該面間隔が可変間隔であることを示す。 Table 1 below lists values of specifications of Numerical Example 1 in which specific numerical values are applied to the zoom lens 1 according to the first embodiment. In Table 1 and the following specification table, “surface number” indicates the i-th surface counted from the object side, and “curvature radius” represents the curvature radius of the i-th surface counted from the object side. “Surface spacing” indicates the axial top surface spacing between the i-th surface and the (i + 1) -th surface counted from the object side, and “refractive index” indicates the d-line of the glass material having the i-th surface on the object side. The “Abbe number” indicates the Abbe number with respect to the d-line of the glass material having the i-th surface on the object side. And regarding the radius of curvature, “0” indicates that the surface is a flat surface, and regarding the surface interval, “(Di)” indicates that the surface interval is a variable interval.
ズームレンズ1において、第3レンズ群G3中のメニスカス形状の正レンズL31の物体側面(第16面)及び第4レンズ群G4中の両凸形状の正レンズL41の物体側面(第21面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例1における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表2に示す。なお、表2及び以下の非球面係数を示す表において「E−i」は10を底とする指数表現、すなわち、「10−i」を表しており、例えば、「0.12345E-05」は「0.12345×10−5」を表している。 In the zoom lens 1, the object side surface (16th surface) of the meniscus positive lens L31 in the third lens group G3 and the object side surface (21st surface) of the biconvex positive lens L41 in the fourth lens group G4 are shown. It is composed of an aspherical surface. Therefore, Table 2 shows the fourth-order, sixth-order, eighth-order, and tenth-order aspheric coefficients A, B, C, and D together with the conic constant κ in the numerical example 1. In Table 2 and the following table showing aspherical coefficients, “E-i” represents an exponential expression with a base of 10, that is, “10- i ”. For example, “0.12345E-05” represents “ 0.12345 × 10 −5 ”.
ズームレンズ1において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の面間隔D7、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との間の面間隔D14、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の面間隔D20及び第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の面間隔D24が変化する。そこで、数値実施例1における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=7.025)及び望遠端状態(f=18.808)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表3に示す。 In zoom lens 1, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the surface distance D7 between the first lens group G1 and the second lens group G2, the second lens group G2 and the third lens group G3 (opening) The surface distance D14 between the diaphragm S), the surface distance D20 between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and the surface distance D24 between the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 are changed. To do. Therefore, the respective values in the wide-angle end state (f = 1.000), the intermediate focal length state (f = 7.025), and the telephoto end state (f = 18.808) of the distance between the surfaces in Numerical Example 1 are focused. Table 3 shows the distance f, F number FNO, and angle of view 2ω.
数値実施例1の前記条件式(1)〜(7)対応値を表4に示す。 Table 4 shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (7) in the numerical value example 1.
図3乃至図5は前記数値実施例1の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図3は広角端状態(f=1.000)、図4は中間焦点距離状態(f=7.025)、図5は望遠端状態(f=18.808)における諸収差図を示す。 FIGS. 3 to 5 show various aberration diagrams in the infinite focus state of Numerical Example 1, FIG. 3 is a wide-angle end state (f = 1.000), and FIG. 4 is an intermediate focal length state (f = 7.025) and FIG. 5 are graphs showing various aberrations in the telephoto end state (f = 18.808).
図3乃至図5の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。 3 to 5, the solid line in the spherical aberration diagram indicates spherical aberration, the solid line in the astigmatism diagram indicates the sagittal image plane, and the broken line indicates the meridional image plane. In the lateral aberration diagram, A represents the angle of view, and y represents the image height.
各収差図から、数値実施例1は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。 From the aberration diagrams, it is clear that Numerical Example 1 has excellent image forming performance with various aberrations corrected well.
図6は本発明の第2の実施の形態にかかるズームレンズ2のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群G1は、物体側より像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と物体側に凸面を向けた正レンズL12との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズL13、物体側に凸面を向けた正レンズL14により構成される。第2レンズ群G2は、物体側より像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、両凹形状の負レンズL22、物体側に凸面を向けた正レンズL23と像側に凹面を向けた負レンズL24との接合レンズにより構成される。第3レンズ群G3は、物体側より像側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズL31と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL32との接合レンズにより構成される。第4レンズ群G4は、物体側より像側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズL41と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL42との接合レンズにより構成される。第5レンズ群G5は、物体側より像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL51、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズL52により構成される。また、開口絞りSは第3レンズ群G3の物体側に近接して位置し、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して光軸方向に固定である。さらに、第5レンズ群G5と像面IMGとの間に赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ等のフィルタFLが配置されている。 FIG. 6 is a diagram showing a lens configuration of the zoom lens 2 according to the second embodiment of the present invention. The first lens group G1, which is located in order from the object side to the image side, is a cemented lens of a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side and a positive lens L12 having a convex surface facing the object side, and a convex surface facing the object side And a positive lens L14 having a convex surface on the object side. The second lens group G2 includes a meniscus negative lens L21 having a concave surface facing the image side, a biconcave negative lens L22, and a positive lens L23 having a convex surface facing the object side, which are positioned in order from the object side to the image side. It is constituted by a cemented lens with a negative lens L24 having a concave surface facing the image side. The third lens group G3 is composed of a cemented lens of a positive lens L31 having a biconvex shape and an aspheric surface on the object side, and a meniscus negative lens L32 having a convex surface on the object side, which are sequentially positioned from the object side to the image side. Composed. The fourth lens group G4 is formed by a cemented lens of a positive lens L41 having a biconvex shape and an aspheric surface on the object side, and a meniscus negative lens L42 having a concave surface on the object side, which are sequentially positioned from the object side to the image side. Composed. The fifth lens group G5 is composed of a meniscus negative lens L51 having a concave surface facing the image side, which is positioned in order from the object side to the image side, and a positive lens L52 having a biconvex shape and an aspheric surface on the object side. The aperture stop S is located close to the object side of the third lens group G3, and is fixed in the optical axis direction upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. Further, a filter FL such as an infrared cut filter or a low-pass filter is disposed between the fifth lens group G5 and the image plane IMG.
以下の表5に、前記第2の実施の形態にかかるズームレンズ2に具体的数値を適用した数値実施例2の諸元の値を掲げる。 Table 5 below lists values of specifications of Numerical Example 2 in which specific numerical values are applied to the zoom lens 2 according to the second embodiment.
ズームレンズ2において、第3レンズ群G3中の両凸形状の正レンズL31の物体側面(第16面)、第4レンズ群G4中の両凸形状の正レンズL41の物体側面(第19面)及び第5レンズ群G5中の両凸形状の正レンズL52の物体側面(第24面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例2における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表6に示す。 In the zoom lens 2, the object side surface (16th surface) of the biconvex positive lens L31 in the third lens group G3, and the object side surface (19th surface) of the biconvex positive lens L41 in the fourth lens group G4. The object side surface (the 24th surface) of the biconvex positive lens L52 in the fifth lens group G5 is an aspherical surface. Therefore, Table 6 shows the fourth-order, sixth-order, eighth-order, and tenth-order aspheric coefficients A, B, C, and D together with the conic constant κ in the numerical example 2.
ズームレンズ2において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の面間隔D7、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との間の面間隔D14、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の面間隔D18及び第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の面間隔D21が変化する。そこで、数値実施例2における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=8.675)及び望遠端状態(f=18.810)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表7に示す。 When the zoom lens 2 is zoomed from the wide-angle end state to the telephoto end state, the surface distance D7 between the first lens group G1 and the second lens group G2, the second lens group G2 and the third lens group G3 (opening) The surface distance D14 between the diaphragm S), the surface distance D18 between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and the surface distance D21 between the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 are changed. To do. Accordingly, the respective values in the wide-angle end state (f = 1.000), the intermediate focal length state (f = 8.675), and the telephoto end state (f = 18.810) of the distance between the surfaces in Numerical Example 2 are focused. Table 7 shows the distance f, F number FNO, and angle of view 2ω.
数値実施例2の前記条件式(1)〜(7)対応値を表8に示す。 Table 8 shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (7) in Numerical Example 2.
図7乃至図9は前記数値実施例2の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図7は広角端状態(f=1.000)、図8は中間焦点距離状態(f=8.675)、図9は望遠端状態(f=18.810)における諸収差図を示す。 FIGS. 7 to 9 show various aberration diagrams of the numerical example 2 in the infinite focus state, FIG. 7 is the wide-angle end state (f = 1.000), and FIG. 8 is the intermediate focal length state (f = 8.675) and FIG. 9 are graphs showing various aberrations in the telephoto end state (f = 18.810).
図7乃至図9の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。 7 to 9, the solid line in the spherical aberration diagram indicates the spherical aberration, the solid line in the astigmatism diagram indicates the sagittal image plane, and the broken line indicates the meridional image plane. In the lateral aberration diagram, A represents the angle of view, and y represents the image height.
各収差図から、数値実施例2は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。 From each aberration diagram, it is clear that Numerical Example 2 has excellent imaging performance with various aberrations corrected well.
図10は本発明の第3の実施の形態にかかるズームレンズ3の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4が配列されて構成され、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3が光軸方向に固定であり、第2レンズ群G2が像側へ移動し、第4レンズ群G4は一旦物体側へ移動した後、像側へ移動する。
FIG. 10 shows the refractive power distribution of the
図11は本発明の第3の実施の形態にかかるズームレンズ3のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群G1は、物体側より像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と物体側に凸面を向けた正レンズL12との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズL13、物体側に凸面を向けた正レンズL14により構成される。第2レンズ群G2は、物体側より像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、両凹形状の負レンズL22、物体側に凸面を向けた正レンズL23と像側に凹面を向けた負レンズL24との接合レンズにより構成される。第3レンズ群G3は、物体側より像側へ順に位置した、物体側に凸面を向け物体側に非球面を有するメニスカス形状の正レンズL31と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL32との接合レンズ、両凸形状の正レンズL33により構成される。第4レンズ群G4は、物体側より像側へ順に位置した、両凸形状で物体側に非球面を有する正レンズL41と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL42により構成される。また、開口絞りSは第3レンズ群G3の物体側に近接して位置し、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して光軸方向に固定である。さらに、第4レンズ群G4と像面IMGとの間に赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ等のフィルタFLが配置されている。
FIG. 11 is a diagram showing a lens configuration of the
以下の表9に、前記第3の実施の形態にかかるズームレンズ3に具体的数値を適用した数値実施例3の諸元の値を掲げる。
Table 9 below presents values of specifications of Numerical Example 3 in which specific numerical values are applied to the
ズームレンズ3において、第3レンズ群G3中のメニスカス形状の正レンズL31の物体側面(第16面)及び第4レンズ群G4中の両凸形状の正レンズL41の物体側面(第21面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例3における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表10に示す。
In the
ズームレンズ1において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の面間隔D7、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との間の面間隔D14、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の面間隔D20及び第4レンズ群G4とフィルタFLとの間の面間隔D24が変化する。そこで、数値実施例3における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=6.084)及び望遠端状態(f=18.806)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表11に示す。 In zoom lens 1, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the surface distance D7 between the first lens group G1 and the second lens group G2, the second lens group G2 and the third lens group G3 (opening) The surface distance D14 between the diaphragm S), the surface distance D20 between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and the surface distance D24 between the fourth lens group G4 and the filter FL change. Therefore, the respective values in the wide-angle end state (f = 1.000), the intermediate focal length state (f = 6.084), and the telephoto end state (f = 18.806) of the distance between the surfaces in Numerical Example 3 are focused. Table 11 shows the distance f, F number FNO, and angle of view 2ω.
数値実施例3の前記条件式(1)〜(7)対応値を表12に示す。 Table 12 shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (7) in Numerical Example 3.
図12乃至図14は前記数値実施例3の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図12は広角端状態(f=1.000)、図13は中間焦点距離状態(f=6.084)、図14は望遠端状態(f=18.806)における諸収差図を示す。 FIGS. 12 to 14 show various aberration diagrams of the numerical example 3 in the infinite focus state, FIG. 12 is a wide-angle end state (f = 1.000), and FIG. 13 is an intermediate focal length state (f = 6.084) and FIG. 14 are graphs showing various aberrations in the telephoto end state (f = 18.806).
図12乃至図14の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。 In each aberration diagram of FIGS. 12 to 14, the solid line in the spherical aberration diagram indicates the spherical aberration, the solid line in the astigmatism diagram indicates the sagittal image plane, and the broken line indicates the meridional image plane. In the lateral aberration diagram, A represents the angle of view, and y represents the image height.
各収差図から、数値実施例3は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。 From each aberration diagram, it is clear that Numerical Example 3 has excellent imaging performance with various aberrations corrected well.
次に、本発明撮像装置について説明する。 Next, the imaging apparatus of the present invention will be described.
本発明撮像装置は、ズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズは、物体側から像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第2レンズ群が像側へ移動すると共に、前記第2レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第4レンズ群が移動し、開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に配設され、前記第2レンズ群は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24の4枚により構成され、前記第3レンズ群は少なくともそれぞれ1枚以上の正レンズと負レンズにより構成されると共に、以下の条件式(1)乃至(4)を満足する。
(1)1.8<f1/(fw・ft)1/2<2.2
(2)0.9<f3/(fw・ft)1/2<1.2
(3)1.1<r22/fw<1.3
(4)−0.8<(r3a+r3b)/(r3a−r3b)<0.5
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
r22:第2レンズ群に配置される負レンズL21の像側レンズ面の曲率半径
r3a:第3レンズ群の最も物体側に位置するレンズ面の曲率半径(r3a>0)
r3b:第3レンズ群の最も像側に位置するレンズ面の曲率半径(r3b<0)とする。
The imaging apparatus of the present invention includes a zoom lens and an imaging element that converts an optical image formed by the zoom lens into an electrical signal, and the zoom lens is located in order from the object side to the image plane side, It has a first lens group having a refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power. When the lens position state changes to the end state, the second lens group moves to the image side, and the fourth lens group is arranged to compensate for the fluctuation of the image plane position accompanying the movement of the second lens group. An aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group. The second lens group has a meniscus negative lens L21, a negative lens L22, a positive lens with a concave surface facing the image side. Four lenses, L23 and negative lens L24 Ri is configured, the third lens group with constituted by at least respective one or more positive lens and the negative lens satisfies the following conditional expressions (1) to (4).
(1) 1.8 <f1 / (fw · ft) 1/2 <2.2
(2) 0.9 <f3 / (fw · ft) 1/2 <1.2
(3) 1.1 <r22 / fw <1.3
(4) -0.8 <(r3a + r3b) / (r3a-r3b) <0.5
However,
f1: Focal length fw of the first lens group fw: Focal length of the entire system in the wide-angle end state ft: Focal length of the entire system in the telephoto end state f3: Focal length r22 of the third lens group: Arranged in the second lens group Radius of curvature r3a of the image side lens surface of the negative lens L21: radius of curvature of the lens surface located closest to the object side in the third lens group (r3a> 0)
r3b: The radius of curvature (r3b <0) of the lens surface located closest to the image side in the third lens unit.
図15に本発明撮像装置を具体化した実施の形態の構成例をブロック図で示す。なお、図示した実施の形態は、本発明をデジタルスチルカメラに適用したものである。 FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment embodying the imaging apparatus of the present invention. In the illustrated embodiment, the present invention is applied to a digital still camera.
デジタルスチルカメラ100は、撮像機能を担うレンズブロック10と、撮像された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部20と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部30と、撮像された画像等を表示するLCD(Liquid Crystal Display)40と、メモリカード51への書き込み/読み出しを行うR/W(リーダ/ライタ)50と、装置全体を制御するCPU(Central Processing Unit)60と、ユーザによる操作入力のための入力部70と、レンズブロック10内のレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部80を具備する。
The digital
レンズブロック10は、本発明が適用されるズームレンズ11を含む光学系や、CCD等の撮像素子12等により構成される。カメラ信号処理部20は、撮像素子12からの出力信号に対するデジタル信号への変換や、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の信号処理を行う。画像処理部30は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や、解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。なお、ズームレンズ11としては前記した本発明ズームレンズ1〜3及びその各数値実施例1〜3を使用することができ、また、前記した実施の形態や数値実施例以外の態様により実施された本発明ズームレンズを使用することもできる。
The
メモリカード51は、着脱可能な半導体メモリからなる。リーダ/ライタ50は、画像処理部30によって符号化された画像データをメモリカード51に書き込み、またメモリカード51に記録された画像データを読み出す。CPU60は、デジタルスチルカメラ内の各回路ブロックを制御する制御処理部であり、入力部70からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
The
入力部70は、例えば、シャッタ操作を行うためのシャッタレリーズボタンや、動作モードを選択するためのモード選択スイッチ等により構成され、ユーザによる操作に応じた指示入力信号をCPU60に対して出力する。レンズ駆動制御部80は、CPU60からの制御信号に基づいて、ズームレンズ11内のレンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
The
以下に、このデジタルスチルカメラ100の動作を簡単に説明する。
The operation of the digital
撮影の待機状態では、CPU60による制御の下で、レンズブロック10において撮像された画像信号が、カメラ信号処理部20を介してLCD40に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部70からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、CPU60がレンズ駆動制御部80に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部80の制御に基づいて、ズームレンズ11内の所定のレンズが移動される。
In the shooting standby state, under the control of the
そして、入力部70からの指示入力信号によりレンズブロック10の図示しないシャッタが切られると、撮像された画像信号がカメラ信号処理部20から画像処理部30に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはリーダ/ライタ50に出力され、メモリカード51に書き込まれる。
When a shutter (not shown) of the
なお、フォーカシングは、例えば、シャッタレリーズボタンが半押しされた場合、あるいは記録のために全押しされた場合等に、CPU60からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部80がズームレンズ11内の所定のレンズを移動させることにより行われる。
Note that focusing is performed by the lens
また、メモリカード51に記録された画像データを再生する場合は、入力部70による操作に応じて、リーダ/ライタ50によりメモリカード51から所定の画像データが読み出され、画像処理部30で伸張復号化処理された後、再生画像信号がLCD40に出力される。これにより再生画像が表示される。
When reproducing the image data recorded on the
なお、上記した実施の形態では、本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した場合について説明したが、例えば、PC(Personal Computer)、PDA(Personal Digital Assistant)等に内蔵されたカメラ部等他の撮像装置等に適用することも可能である。 In the above-described embodiment, the case where the imaging apparatus of the present invention is applied to a digital still camera has been described. For example, a camera unit built in a PC (Personal Computer), a PDA (Personal Digital Assistant), or the like is used. It is also possible to apply to an imaging device or the like.
また、前記各実施の形態や各数値実施例において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。 In addition, the shapes and numerical values of the respective parts shown in the respective embodiments and numerical examples are merely examples of specific embodiments for carrying out the present invention, and the technology of the present invention is thereby limited. The scope should not be interpreted in a limited way.
1…ズームレンズ、G1…第1レンズ群、G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第4レンズ群、G5…第5レンズ群、2…ズームレンズ、G1…第1レンズ群、G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第4レンズ群、G5…第5レンズ群、3…ズームレンズ、G1…第1レンズ群、G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第4レンズ群、100…デジタルスチルカメラ(撮像装置)、11…ズームレンズ、12…撮像素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Zoom lens, G1 ... 1st lens group, G2 ... 2nd lens group, G3 ... 3rd lens group, G4 ... 4th lens group, G5 ... 5th lens group, 2 ... Zoom lens, G1 ... 1st lens Group, G2 ... second lens group, G3 ... third lens group, G4 ... fourth lens group, G5 ... fifth lens group, 3 ... zoom lens, G1 ... first lens group, G2 ... second lens group, G3 ... 3rd lens group, G4 ... 4th lens group, 100 ... Digital still camera (imaging device), 11 ... Zoom lens, 12 ... Imaging element
Claims (6)
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第2レンズ群が像側へ移動すると共に、前記第2レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第4レンズ群が移動し、
開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に配設され、
前記第2レンズ群は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24の4枚により構成され、
前記第3レンズ群は少なくともそれぞれ1枚以上の正レンズと負レンズにより構成されると共に、以下の条件式(1)乃至(4)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(1)1.8<f1/(fw・ft)1/2<2.2
(2)0.9<f3/(fw・ft)1/2<1.2
(3)1.1<r22/fw<1.3
(4)−0.8<(r3a+r3b)/(r3a−r3b)<0.5
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
r22:第2レンズ群に配置される負レンズL21の像側レンズ面の曲率半径
r3a:第3レンズ群の最も物体側に位置するレンズ面の曲率半径(r3a>0)
r3b:第3レンズ群の最も像側に位置するレンズ面の曲率半径(r3b<0)とする。 A first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a positive refractive power, which are sequentially positioned from the object side to the image plane side. Having a fourth lens group;
When the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the second lens group moves to the image side, and the variation of the image plane position accompanying the movement of the second lens group is compensated for. The fourth lens group moves,
An aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group;
The second lens group includes four meniscus negative lenses L21, a negative lens L22, a positive lens L23, and a negative lens L24 having a concave surface facing the image side.
The third lens group includes at least one positive lens and one negative lens, respectively, and satisfies the following conditional expressions (1) to (4).
(1) 1.8 <f1 / (fw · ft) 1/2 <2.2
(2) 0.9 <f3 / (fw · ft) 1/2 <1.2
(3) 1.1 <r22 / fw <1.3
(4) -0.8 <(r3a + r3b) / (r3a-r3b) <0.5
However,
f1: Focal length fw of the first lens group fw: Focal length of the entire system in the wide-angle end state ft: Focal length of the entire system in the telephoto end state f3: Focal length r22 of the third lens group: Arranged in the second lens group Radius of curvature r3a of the image side lens surface of the negative lens L21: radius of curvature of the lens surface located closest to the object side in the third lens group (r3a> 0)
r3b: The radius of curvature (r3b <0) of the lens surface located closest to the image side in the third lens unit.
以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
(5)0.35<Ds/TL<0.45
但し、
Ds:開口絞りから像面までの光軸に沿った長さ
TL:レンズ全長
とする。 Regardless of the lens position state, the aperture stop is at a fixed position in the optical axis direction,
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (5) is satisfied.
(5) 0.35 <Ds / TL <0.45
However,
Ds: Length along the optical axis from the aperture stop to the image plane TL: Total lens length.
(6)0.4<f1/ft<0.5 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (6) is satisfied.
(6) 0.4 <f1 / ft <0.5
(7)1.8<N2
但し、
N2:第2レンズ群を構成する4枚のレンズのd線(波長=587.6nm(ナノメーター))に対する平均屈折率
とする。 The zoom lens according to claim 4, wherein the following conditional expression (7) is satisfied.
(7) 1.8 <N2
However,
N2: The average refractive index with respect to the d-line (wavelength = 587.6 nm (nanometer)) of the four lenses constituting the second lens group.
前記ズームレンズは、物体側から像面側へ順に位置した、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を有し、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第2レンズ群が像側へ移動すると共に、前記第2レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第4レンズ群が移動し、
開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に配設され、
前記第2レンズ群は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23、負レンズL24の4枚により構成され、
前記第3レンズ群は少なくともそれぞれ1枚以上の正レンズと負レンズにより構成されると共に、以下の条件式(1)乃至(4)を満足することを特徴とする撮像装置。
(1)1.8<f1/(fw・ft)1/2<2.2
(2)0.9<f3/(fw・ft)1/2<1.2
(3)1.1<r22/fw<1.3
(4)−0.8<(r3a+r3b)/(r3a−r3b)<0.5
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における全系の焦点距離
ft:望遠端状態における全系の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
r22:第2レンズ群に配置される負レンズL21の像側レンズ面の曲率半径
r3a:第3レンズ群の最も物体側に位置するレンズ面の曲率半径(r3a>0)
r3b:第3レンズ群の最も像側に位置するレンズ面の曲率半径(r3b<0)とする。 An imaging apparatus comprising a zoom lens and an image sensor that converts an optical image formed by the zoom lens into an electrical signal,
The zoom lens includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, which are positioned in order from the object side to the image plane side. A fourth lens group having a refractive power of
When the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the second lens group moves to the image side, and the variation of the image plane position accompanying the movement of the second lens group is compensated for. The fourth lens group moves,
An aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group;
The second lens group includes four meniscus negative lenses L21, a negative lens L22, a positive lens L23, and a negative lens L24 having a concave surface facing the image side.
The third lens group includes at least one positive lens and one negative lens, respectively, and satisfies the following conditional expressions (1) to (4).
(1) 1.8 <f1 / (fw · ft) 1/2 <2.2
(2) 0.9 <f3 / (fw · ft) 1/2 <1.2
(3) 1.1 <r22 / fw <1.3
(4) -0.8 <(r3a + r3b) / (r3a-r3b) <0.5
However,
f1: Focal length fw of the first lens group fw: Focal length of the entire system in the wide-angle end state ft: Focal length of the entire system in the telephoto end state f3: Focal length r22 of the third lens group: Arranged in the second lens group Radius of curvature r3a of the image side lens surface of the negative lens L21: radius of curvature of the lens surface located closest to the object side in the third lens group (r3a> 0)
r3b: The radius of curvature (r3b <0) of the lens surface located closest to the image side in the third lens unit.
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