JP2008304777A - Variable power optical system, image pickup apparatus, and digital equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のレンズ群からなり、光軸方向にレンズ群の間隔を変えることで変倍を行う変倍光学系、その変倍光学系を備える撮像装置及びその撮像装置を搭載したデジタル機器に関し、特に小型化に適した変倍光学系に関するものである。 The present invention relates to a variable power optical system that includes a plurality of lens groups and performs zooming by changing the distance between the lens groups in the optical axis direction, an imaging device including the zooming optical system, and a digital apparatus equipped with the imaging device In particular, the present invention relates to a variable magnification optical system suitable for downsizing.
近年、携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）の普及が目覚しく、これらの機器に、コンパクトなデジタルスチルカメラユニットやデジタルビデオユニットが内蔵される仕様が一般化してきている。これらの機器では、サイズやコストの制約が非常に厳しいことから、通常のデジタルスチルカメラ等に比べて低画素数で小型の撮像素子と、プラスチックレンズ１〜３枚程度からなる単焦点光学系とを備えた撮像装置が一般的に用いられている。携帯情報端末に搭載される撮像装置も高画素化・高機能化が急速に進んでいる中で、高画素撮像素子に対応でき、且つ撮影者から離れた被写体をも撮影可能とするだけでなく、室内での撮影のように被写体からの距離を離すことができない場合にも撮影可能とする為に、携帯電話機等に搭載できる小型で広角の変倍光学系が要求されている。 In recent years, cellular phones and personal digital assistants (PDAs) have become widespread, and specifications for incorporating compact digital still camera units and digital video units into these devices have become common. Since these devices are very strict in size and cost, they have a small number of pixels and a single-focus optical system consisting of 1 to 3 plastic lenses compared to a normal digital still camera. In general, an imaging apparatus including the above is used. As imaging devices mounted on portable information terminals are rapidly increasing in pixel count and functionality, they can support high pixel imaging devices and not only can shoot subjects away from the photographer. In order to enable photographing even when the distance from the subject cannot be separated as in indoor photographing, a small and wide-angle variable magnification optical system that can be mounted on a mobile phone or the like is required.
このような変倍光学系として、例えば特許文献１には、負正負３成分の変倍光学系において、第１レンズ群を固定とすることで小型化を図った変倍光学系が開示されている。しかし、そこで提案されている変倍光学系は、広角端における画角が狭く、上記広角の要請を満たさない。特許文献２には、負正負正４成分の変倍光学系において、第１レンズ群を固定とした変倍光学系が開示されている。しかし、変倍比が２倍以下と不十分であり、また広角端時の画角も狭い。特許文献３では、負正負正４成分の変倍光学系において、第１レンズ群を可動としているが、この変倍光学系も広角端時の画角が狭い。
As such a variable magnification optical system, for example,
また、特許文献４、特許文献５には、負正負正4成分の変倍光学系において、４つのレンズ群全てを可動とすることにより広画角化とバックフォーカスとを両立させた変倍光学系が開示されている。しかし、この構成では可動群が多いことから駆動系が複雑化し、また光学全長が長く前玉レンズ径も大きくなることからコンパクト化には不向きである。さらに、特許文献６では、負正負正負５成分の変倍光学系において、所謂屈曲光学系と呼ばれる構成を採用することで、ユニットの薄型化を図ることが開示されている。しかし、この構成ではプリズムを含んでいるため、コストが高くなり、また薄型化は図っているものの、光学全長としては長いため、ユニット体積の観点からは小型化が不十分である。
上記特許文献１〜６のような、従来提案されている変倍光学系では、広角化を達成しようすると、変倍群の多さや、変倍移動量の大きさから、ユニット体積としてのコンパクト化が十分に達成されていない。また、更なるコンパクト化を達成しようとすると収差補正が不十分になるという課題があった。
In the conventionally proposed variable magnification optical systems such as
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、広角端時に広い画角を確保しながら、コンパクト化を達成しつつ、球面収差・色収差・非点収差等の諸収差を十分に補正した変倍光学系を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and sufficiently corrects various aberrations such as spherical aberration, chromatic aberration, and astigmatism while achieving compactness while ensuring a wide angle of view at the wide-angle end. An object of the present invention is to provide a variable magnification optical system.
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器を提供するものである。なお、以下の説明において使用されている用語は、本明細書においては次の通り定義されているものとする。
（ａ）屈折率は、ｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
（ｂ）アッベ数は、ｄ線、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２８ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎｄ、ｎＦ、ｎＣ、アッベ数をνｄとした場合に、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
の定義式で求められるアッベ数νｄをいうものとする。
（ｃ）面形状に関する表記は、近軸曲率に基づいた表記である。
（ｄ）光学的パワーの表記方法として、接合レンズを構成している各単レンズについては、レンズ面の両側が空気の場合のパワーを光学的パワーと定義する。
（ｅ）複合型非球面レンズ（基板となる球面ガラス材料の上に薄い樹脂材料を塗布して非球面形状としたレンズ）に用いる樹脂材料は、基板ガラス材料の付加的機能しかないため、単独の光学部材としては取扱わず、基板ガラス材料が非球面を有する場合と同等の扱いとし、レンズ枚数も１枚と考える。その際、レンズ屈折率も、基板となっているガラス材料の屈折率と定義する。
（ｆ）レンズについて、「凹」、「凸」又は「メニスカス」という表記を用いた場合、これらは光軸近傍（レンズの中心付近）でのレンズ形状を表しているもの（近軸曲率に基づいた表記）とする。
In order to solve the above technical problem, the present invention provides a variable magnification optical system, an imaging apparatus, and a digital apparatus having the following configurations. Note that the terms used in the following description are defined in the present specification as follows.
(A) A refractive index is a refractive index with respect to the wavelength (587.56 nm) of d line | wire.
(B) Abbe number is determined when the refractive index for d line, F line (486.13 nm) and C line (656.28 nm) is nd, nF, nC and Abbe number is νd, respectively.
νd = (nd−1) / (nF−nC)
The Abbe number νd obtained by the definition formula
(C) The notation regarding the surface shape is a notation based on the paraxial curvature.
(D) As a notation method of optical power, for each single lens constituting a cemented lens, the power when both sides of the lens surface are air is defined as optical power.
(E) Since the resin material used for the composite aspheric lens (the lens formed by applying a thin resin material on the spherical glass material to be the substrate) has only an additional function of the substrate glass material, These optical members are not handled, but are handled in the same manner as when the substrate glass material has an aspherical surface, and the number of lenses is considered to be one. At this time, the lens refractive index is also defined as the refractive index of the glass material serving as the substrate.
(F) When the notation “concave”, “convex” or “meniscus” is used for the lens, these represent the lens shape near the optical axis (near the center of the lens) (based on the paraxial curvature) Notation).
本発明の一局面に係る変倍光学系は、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群と、正の光学的パワーを有する第２レンズ群と、負の光学的パワーを有する第３レンズ群とを含み、
前記第１レンズ群は、変倍時に固定とされ、少なくとも２枚の負レンズを有すると共に、少なくとも１面の非球面を有し、
前記第２レンズ群に開口絞りが備えられており、
下記（１）、（２）の条件式を満たすことを特徴とする変倍光学系。
０．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９５ ・・・（１）
０．７＜Ｔ１／（ｆｗ×ｆｔ）０．５＜１．５ ・・・（２）
但し、ｆ１：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の合成焦点距離
Ｔ１：第１レンズ群の最も物体側の面から最も像面側の面までの光軸上での厚み
ｆｗ：広角端における全光学系の合成焦点距離
ｆｔ：望遠端における全光学系の合成焦点距離
A variable magnification optical system according to one aspect of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative optical power, a second lens group having a positive optical power, and a negative optical power. A third lens group having
The first lens group is fixed at the time of zooming, has at least two negative lenses, and has at least one aspheric surface,
An aperture stop is provided in the second lens group;
A variable magnification optical system characterized by satisfying the following conditional expressions (1) and (2):
0.5 <| f1 | / f2 <0.95 (1)
0.7 <T1 / (fw × ft) 0.5 <1.5 (2)
F1: Composite focal length of the first lens group
f2: Composite focal length of the second lens group
T1: Thickness on the optical axis from the most object side surface to the most image side surface of the first lens unit
fw: Composite focal length of all optical systems at the wide-angle end
ft: Composite focal length of all optical systems at the telephoto end
この構成によれば、最も物体側に位置する第１レンズ群が負の光学的パワーを持った、いわゆる負リードの光学系とされている。このため、物体側から大きな角度で入射してくる光線を、第１レンズ群の負の光学的パワーによりいち早く緩めることができ、光学全長や前玉径のサイズのコンパクト化を図る点で有利となる。さらに、負リードの構成では光学系のコンパクト化を図った場合でも、誤差感度の上昇を抑制し得る。また、第１レンズ群に負の光学的パワーを持つレンズが少なくとも２枚配置されているので、各レンズの負の光学的パワーを分散させることにより、広角端時に広い画角としながらも、製造誤差感度を低く抑えつつ収差を良好に補正することが可能となる。また、第１レンズ群内に非球面を少なくとも１面具備させることにより、第１レンズ群にレンズを多用することなく、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正することができる。さらに、第１レンズ群を変倍時に固定とすることで、第１レンズ群の外側に変倍駆動装置を配置する必要が無く、外径方向の小型化を図ることができる。加えて、第２レンズ群に開口絞りが備えられているので、開口絞りが最も移動量の大きい第２レンズ群と共に移動することになる。このため、第２レンズ群の実効的なレンズ外径の増大が抑制されるだけでなく、開口絞りを像面から遠ざけることができるため、最も像側のレンズ群によって、像側における光線をテレセントリックに近づけ易くなる。 According to this configuration, the first lens group located closest to the object side is a so-called negative lead optical system having negative optical power. For this reason, light rays incident at a large angle from the object side can be quickly relaxed by the negative optical power of the first lens group, which is advantageous in terms of reducing the overall optical length and the size of the front lens diameter. Become. Furthermore, the negative lead configuration can suppress an increase in error sensitivity even when the optical system is made compact. In addition, since at least two lenses having negative optical power are arranged in the first lens group, the negative optical power of each lens is dispersed to produce a wide angle of view at the wide angle end. It is possible to correct aberrations satisfactorily while keeping error sensitivity low. Further, by providing at least one aspheric surface in the first lens group, it is possible to satisfactorily correct curvature of field and distortion without using many lenses in the first lens group. Further, by fixing the first lens group at the time of zooming, it is not necessary to arrange a zooming drive device outside the first lens group, and the size in the outer diameter direction can be reduced. In addition, since the second lens group is provided with an aperture stop, the aperture stop moves together with the second lens group having the largest movement amount. For this reason, not only the increase in the effective lens outer diameter of the second lens group is suppressed, but also the aperture stop can be moved away from the image plane, so that the light beam on the image side is telecentric by the most image side lens group. It becomes easy to approach.
また、コンパクト化と広角側に必要な十分な画角を得ることとを両立する一方で、製造の困難性を抑制するために、上記条件式（１）、（２）を満たすことを要件としている。条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群と第２レンズ群とのパワーが近づき、広角端時の広い画角と光学全長の短縮を両立することが困難となる。また、条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群の負の光学的パワーが非常に強くなり、広角端時の広い画角を確保するには有利となるが、前玉レンズ径が大きくなりすぎてしまう。また、条件式（２）の上限を上回ると、光学全長をコンパクトに保とうとするときに、第２レンズ群の実質的な変倍移動量が小さくなる。このため、第２レンズ群の光学的パワーを強くする必要が生じ、レンズの曲率半径が小さくなりすぎるため、製造が困難となる。一方、条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズ群内の負レンズのパワーが弱くなって後側主点が像面から遠ざかるため、同じ焦点距離を維持しようとすると、相対的にバックフォーカスの確保が困難となり、また射出瞳を像面から遠ざけることが困難となる傾向が顕著となる。 In addition, while satisfying both compactness and obtaining a sufficient angle of view necessary for the wide-angle side, it is necessary to satisfy the conditional expressions (1) and (2) in order to suppress manufacturing difficulty. Yes. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the powers of the first lens group and the second lens group will approach, making it difficult to achieve both a wide field angle at the wide-angle end and a reduction in the overall optical length. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the negative optical power of the first lens group becomes very strong, which is advantageous for ensuring a wide angle of view at the wide-angle end. Becomes too big. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the substantial zooming movement amount of the second lens group becomes small when trying to keep the optical total length compact. For this reason, it is necessary to increase the optical power of the second lens group, and the curvature radius of the lens becomes too small, which makes it difficult to manufacture. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the power of the negative lens in the first lens group becomes weak and the rear principal point moves away from the image plane. It becomes difficult to ensure the back focus, and the tendency to make it difficult to move the exit pupil away from the image plane becomes remarkable.
上記構成において、前記第１レンズ群が、下記（３）の条件式を満たすことが望ましい（請求項２）。
１．３＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ ・・・（３）
In the above-described configuration, it is preferable that the first lens group satisfies the following conditional expression (3).
1.3 <| f1 | / fw <2.5 (3)
上記条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群の負の光学的パワーが弱くなりすぎて、広角端時に広い画角を確保することが困難となる。また、条件式（３）の下限を下回ると、第１レンズ群の負の光学的パワーが強くなり光線を大きく発散させるため、第２レンズ群の偏心誤差感度が高くなる。 If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the negative optical power of the first lens group becomes too weak, and it becomes difficult to ensure a wide angle of view at the wide-angle end. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the negative optical power of the first lens group becomes strong and the light beam diverges greatly, so that the decentration error sensitivity of the second lens group becomes high.
上記いずれかの構成において、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズが、下記（４）の条件式を満たすことが望ましい（請求項３）。
−３．０＜（ｒ１２＋ｒ１１）／（ｒ１２−ｒ１１）＜−１．０ ・・・（４）
但し、ｒ１１：第１レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
ｒ１２：第１レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面の曲率半径
In any one of the configurations described above, it is desirable that the most object side lens in the first lens group satisfies the following conditional expression (4).
−3.0 <(r12 + r11) / (r12−r11) <− 1.0 (4)
Where r11: radius of curvature of the object side surface of the most object side lens of the first lens unit
r12: radius of curvature of the image side surface of the lens closest to the object side in the first lens group
上記条件式（４）の上限を上回っても、また下限を下回っても、球面収差が大きくなりすぎてしまう。このため、広角端時の広い画角を得ようとすると、十分な画質を得ることが困難となる。 Even if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded or less than the lower limit, the spherical aberration becomes too large. For this reason, it is difficult to obtain sufficient image quality when trying to obtain a wide angle of view at the wide-angle end.
上記いずれかの構成において、前記第１レンズ群は少なくとも２枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有し、下記（５）の条件式を満たすことが望ましい（請求項４）。
２０＜Δν１ ・・・（５）
但し、Δν１：第１レンズ群内のレンズについて、正レンズのアッベ数平均値と負レンズのアッベ数平均値との差
In any one of the configurations described above, it is preferable that the first lens group includes at least two negative lenses and at least one positive lens, and satisfies the following conditional expression (5).
20 <Δν1 (5)
However, Δν1: difference between the Abbe number average value of the positive lens and the Abbe number average value of the negative lens for the lenses in the first lens group.
この構成によれば、第１レンズ群内において、２枚の負レンズで発生した軸上色収差、倍率色収差を正レンズで補正し、また、ペッツバール和を小さくすることができる。このため、変倍時の収差変動を小さくすることが可能となり、第２レンズ群から像面までに配置するレンズを少ない枚数とすることが可能となる。また、条件式（５）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となる傾向が顕著となる。 According to this configuration, the axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration generated by the two negative lenses in the first lens group can be corrected by the positive lens, and the Petzval sum can be reduced. For this reason, it is possible to reduce the aberration fluctuation at the time of zooming, and it is possible to reduce the number of lenses arranged from the second lens group to the image plane. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the tendency of insufficient correction of axial chromatic aberration becomes prominent.
上記いずれかの構成において、前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズの３枚で構成されていることが望ましい（請求項５）。 In any one of the above-described configurations, it is desirable that the first lens group includes three elements of a negative meniscus lens, a negative lens, and a positive lens that are convex on the object side in order from the object side.
第１レンズ群を３枚のレンズで構成することにより、高い収差補正能力を保ちつつ、コストの増大を防ぐことができる。また、第１レンズ群の最も物体側に、物体側に凸の負メニスカスレンズを配置することにより、光線の入射角が小さくなり、球面収差を小さくすることができる。因みに、性能を維持して、第１レンズ群を２枚のレンズで構成しようとすると、全ての面を非球面とする必要がある。このため、第１レンズ群を２枚のレンズで構成する場合と比較しても、コストの低減を達成することができる。 By configuring the first lens group with three lenses, it is possible to prevent an increase in cost while maintaining high aberration correction capability. Further, by arranging a negative meniscus lens convex on the object side closest to the object side of the first lens group, the incident angle of the light beam can be reduced and the spherical aberration can be reduced. Incidentally, in order to maintain the performance and configure the first lens group with two lenses, it is necessary to make all the surfaces aspherical. For this reason, even if it compares with the case where a 1st lens group is comprised with two lenses, cost reduction can be achieved.
上記いずれかの構成において、前記第２レンズ群が、下記（６）の条件式を満たすことが望ましい（請求項６）。
１．１＜ｆ２／ｆｗ＜２．５ ・・・（６）
In any one of the configurations described above, it is preferable that the second lens group satisfies the following conditional expression (6).
1.1 <f2 / fw <2.5 (6)
条件式（６）の上限を上回ると、第２レンズ群の光学的パワーが弱すぎて、２〜３倍程度の変倍比を得ることが困難となる。一方、条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズ群の光学的パワーが強すぎて、第２レンズ群の誤差感度が非常に高くなり、その製造が困難となる。 If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the optical power of the second lens group is too weak, and it becomes difficult to obtain a zoom ratio of about 2 to 3 times. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the optical power of the second lens group is too strong, the error sensitivity of the second lens group becomes very high, and its manufacture becomes difficult.
上記いずれかの構成において、前記第３レンズ群によりフォーカシングが行われることが望ましい（請求項７）。第３レンズ群によりフォーカシングを行うことで、繰り出しによる光学全長の増加や前玉レンズ径の増大を招くことなく、近距離物体まで鮮明な画像を得ることができる。 In any of the above-described configurations, it is desirable that focusing is performed by the third lens group. By performing focusing with the third lens group, it is possible to obtain a clear image up to a short-distance object without causing an increase in the total optical length or an increase in the front lens diameter due to the extension.
この場合、前記第３レンズ群が、下記（７）の条件式を満たすことが望ましい（請求項８）。
１．０＜ｍ３ｔ＜２．５ ・・・（７）
但し、ｍ３ｔ：第３レンズ群の望遠端における横倍率
In this case, it is desirable that the third lens group satisfies the following conditional expression (7).
1.0 <m3t <2.5 (7)
Where m3t: lateral magnification at the telephoto end of the third lens unit
条件式（７）の上限を上回ると、第３レンズ群で発生する倍率色収差が大きくなる。また、条件式（７）の下限を下回ると、フォーカス時に第３レンズ群が物体側に移動するため、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を広げる必要があり、結果的に第２レンズ群の移動量を削減するために第２レンズ群の光学的パワーを大きくしなくてはならない。このことは第２レンズ群の誤差感度を高めてしまうことになる。 If the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, lateral chromatic aberration that occurs in the third lens group will increase. If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, the third lens group moves to the object side during focusing, so the distance between the second lens group and the third lens group needs to be widened. In order to reduce the amount of movement of the lens group, the optical power of the second lens group must be increased. This increases the error sensitivity of the second lens group.
上記いずれかの構成において、前記第３レンズ群が、１枚のレンズのみで構成されていることが望ましい（請求項９）。第３レンズ群を１枚のレンズで構成することにより、第３レンズ群を可動群とした場合、レンズ要素を軽量化し駆動装置に加わる負荷を低減でき、駆動装置のサイズを小さくすることができる。 In any one of the configurations described above, it is preferable that the third lens group includes only one lens. By configuring the third lens group with a single lens, when the third lens group is a movable group, the lens element can be reduced in weight, the load applied to the drive device can be reduced, and the size of the drive device can be reduced. .
上記いずれかの構成において、前記第３レンズ群の像側に、正の光学的パワーを有する第４レンズ群が備えられていることが望ましい（請求項１０）。第４レンズ群を設けることにより、像面に配置される撮像素子受光面への軸外光線の入射角度をテレセントリックに近づけることができる。 In any of the above configurations, it is desirable that a fourth lens group having a positive optical power is provided on the image side of the third lens group. By providing the fourth lens group, the incident angle of the off-axis light beam on the light receiving surface of the image sensor arranged on the image plane can be made close to telecentric.
この場合、前記変倍光学系は４つのレンズ群のみから構成され、第４レンズ群の像側に平板ガラスが配置されており、下記（８）の条件式を満たすことが望ましい（請求項１１）。
０．３＜Ｂｆｗ／ｆｗ＜０．６ ・・・（８）
但し、Ｂｆｗ：レンズ最後端から焦点面までの平板ガラスを空気換算した、広角端におけるバックフォーカスの距離
In this case, it is preferable that the variable magnification optical system is composed of only four lens groups, a flat glass is disposed on the image side of the fourth lens group, and the following conditional expression (8) is satisfied. ).
0.3 <Bfw / fw <0.6 (8)
However, Bfw: distance of the back focus at the wide angle end obtained by converting the flat glass from the lens rear end to the focal plane into air.
変倍光学系の超小型化を図ると、レンズは製造限界の都合上、一定のスペースを必ず占有するため、レンズユニットの全空間に対するレンズの空間占有比率が相対的に高くなる。そのためレンズ単品の精度を向上させてでも、群数やレンズ枚数を極力減らす必要がある。負正負正４成分構成とすることで、他のズームタイプよりもコンパクト化と高性能化、フォーカス性能、製造誤差感度、像面入射角のテレセントリック性のバランスを最適とすることができる。また、条件式（８）の上限を上回ると、光学全長に対し、レンズを配置できる範囲が狭くなり、群数やレンズ枚数をさらに減らす必要があり、性能の劣化を招く。一方、条件式（８）の下限を下回ると、撮像素子とレンズ間に赤外カットフィルタやセンサカバー等の平板ガラスを配置する際に、撮像素子に近くなりすぎてしまう。撮像素子と最終レンズ群との距離が近くなりすぎると、最終レンズ群に付着したゴミが目立ちやすくなる。 When the variable magnification optical system is miniaturized, the lens always occupies a certain space due to manufacturing limitations, so that the lens space occupying ratio with respect to the entire space of the lens unit becomes relatively high. Therefore, it is necessary to reduce the number of groups and the number of lenses as much as possible even if the accuracy of a single lens is improved. By adopting a negative / positive / negative / positive four-component configuration, it is possible to optimize the balance of compactness and high performance, focusing performance, manufacturing error sensitivity, and telecentricity of the image plane incident angle as compared with other zoom types. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the range in which lenses can be arranged becomes narrow with respect to the total optical length, and it is necessary to further reduce the number of groups and the number of lenses, leading to performance degradation. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (8) is not reached, when a flat glass such as an infrared cut filter or a sensor cover is disposed between the image sensor and the lens, the image sensor becomes too close to the image sensor. If the distance between the image sensor and the final lens group becomes too short, dust attached to the final lens group becomes conspicuous.
上記いずれかの構成において、前記第２レンズ群が、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズから構成されていることが望ましい（請求項１２）。変倍光学系のコンパクト化を追及すると、変倍群の移動量を抑えるために第２レンズ群内の正レンズの光学的パワーを増加させる必要があることから、第２レンズ群の誤差感度が高くなりすぎて製造が困難となる。そこで、第２レンズ群が正レンズを２枚有する構成とすることで、それぞれの正レンズの誤差感度を低減することができる。 In any one of the configurations described above, it is preferable that the second lens group includes at least two positive lenses and at least one negative lens. In pursuit of downsizing of the variable power optical system, it is necessary to increase the optical power of the positive lens in the second lens group in order to suppress the movement amount of the variable power group. It becomes too high and manufacturing becomes difficult. Therefore, by adopting a configuration in which the second lens group includes two positive lenses, the error sensitivity of each positive lens can be reduced.
この場合、前記第２レンズ群が、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚で構成されていることが望ましい（請求項１３）。このように物体側から正負正の順で配置することで、第２レンズ群内でのレンズ調整を行う場合の誤差感度を最適にバランスさせることができる。 In this case, it is desirable that the second lens group includes three elements in order from the object side: a positive lens, a negative lens, and a positive lens. By arranging in this order from the object side in the order of positive and negative, the error sensitivity when performing lens adjustment in the second lens group can be optimally balanced.
上記いずれかの構成において、変倍時の可動レンズ群が２つのみであることが望ましい（請求項１４）。可動群を、変倍群とズーミングによる像面補正群との２つに限定することで、駆動装置の占有する体積を減少させることができ、ユニット体積を減少させることができる。 In any one of the configurations described above, it is desirable that there are only two movable lens groups at the time of zooming. By limiting the movable group to two of the zooming group and the zooming image plane correction group, the volume occupied by the drive device can be reduced, and the unit volume can be reduced.
上記いずれかの構成において、前記第４レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に固定であり、下記（９）の条件式を満たすことが望ましい（請求項１５）。
１．５＜｜ＥＰｗ／ｆｗ｜ ・・・（９）
但し、ＥＰｗ：広角端における、最大画角の主光線の射出瞳位置から像面までの距離
In any one of the above configurations, it is desirable that the fourth lens group is fixed at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and satisfies the following conditional expression (9).
1.5 <| EPw / fw | (9)
However, EPw: distance from the exit pupil position of the chief ray at the maximum angle of view to the image plane at the wide angle end
第４レンズ群を変倍時固定とすることで鏡筒機構が簡略化でき、また位置精度を向上させることが可能となる。条件式（９）の下限を下回ると、撮像素子への光線入射角のテレセントリック性が崩れ、撮像面手前に画素に対応したレンズアレイを配置したとしても、周辺照度低下を防ぐことが難しくなる。 By fixing the fourth lens group at the time of zooming, the lens barrel mechanism can be simplified and the positional accuracy can be improved. If the lower limit of conditional expression (9) is not reached, the telecentricity of the light incident angle on the image sensor is lost, and even if a lens array corresponding to the pixel is arranged in front of the image pickup surface, it is difficult to prevent a decrease in ambient illuminance.
上記いずれかの構成において、前記第２レンズ群の物体側に開口絞りが備えられ、前記開口絞りは絞り径が固定であることが望ましい（請求項１６）。第２レンズ群の物体側に開口絞りを配置することで、第１レンズ群の前玉レンズ径を小さくすることができる。一方で、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は光学全長に与える影響が大きく、当該間隔を広げると例えば２〜３倍程度も光学全長が長くなる。そこで絞り径を固定とし、絞り部材を簡略化することで光軸方向の厚みを薄くすることができる。 In any one of the configurations described above, it is desirable that an aperture stop is provided on the object side of the second lens group, and the aperture stop has a fixed aperture diameter. By arranging the aperture stop on the object side of the second lens group, the front lens diameter of the first lens group can be reduced. On the other hand, the distance between the first lens group and the second lens group has a large effect on the optical total length. When the distance is increased, the optical total length is increased by about 2 to 3 times, for example. Therefore, the thickness in the optical axis direction can be reduced by fixing the aperture diameter and simplifying the aperture member.
本発明の他の局面に係る撮像装置は、請求項１〜１６のいずれかに記載の変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする（請求項１７）。この構成によれば、携帯電話機や携帯情報端末等に搭載可能な超小型でかつ高精細でありながら、変倍が可能な撮像装置を実現し得る。
An imaging apparatus according to another aspect of the present invention includes the variable magnification optical system according to any one of
本発明のさらに他の局面に係るデジタル機器は、請求項１７に記載の撮像装置と、前記撮像装置及び撮像素子に被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部と、を具備し、前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とする（請求項１８）。なお、前記デジタル機器は、携帯端末であることが望ましい（請求項１９）。これらの構成によれば、高精細を保ったままで変倍可能な撮像装置を搭載したデジタル機器を実現し得る。なお、前記携帯端末とは、携帯電話機や携帯情報端末等に代表される、携帯することを常態とするデジタル機器のことである。
A digital device according to still another aspect of the present invention includes: the imaging device according to
本発明によれば、変倍比２〜３倍程度で、広角端時に広い画角を確保し、十分なコンパクト化を達成しつつ、変倍域全域にわたって収差が良好に補正された変倍光学系を提供できるようになる。従って、変倍光学系、及びこれを搭載した撮像装置若しくはデジタル機器を、高性能で、且つ小型化が十分達成された態様で提供することができる。 According to the present invention, a variable power optical system that has a variable power ratio of about 2 to 3 times, ensures a wide angle of view at the wide-angle end, achieves a sufficiently compact size, and corrects aberrations well over the entire variable power range. System can be provided. Therefore, it is possible to provide a variable magnification optical system and an imaging apparatus or digital device equipped with the variable magnification optical system in a mode in which high performance and miniaturization are sufficiently achieved.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
＜変倍光学系の構成の説明＞
図１は、本発明に係る変倍光学系１の構成例を示す光路図（広角端の光路図）である。この変倍光学系１は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１６の受光面（像面）上に被写体の光学像を形成するものであって、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１レンズ群１１、正の光学的パワーを有する第２レンズ群１２、負の光学的パワーを有する第３レンズ群１３及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群１４が配列された光学系である。変倍光学系１は、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群１２と第３レンズ群１３とが移動され、第１レンズ群１１と第４レンズ群１４とは固定である。なお、図１で例示した変倍光学系１は、後述する実施例１の変倍光学系１Ａ（図４参照）と同じ構成である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Description of configuration of variable magnification optical system>
FIG. 1 is an optical path diagram (optical path diagram at the wide angle end) showing a configuration example of a variable magnification
ここでは、第１レンズ群１１が、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１１、物体側に凹の負メニスカスレンズ１１２及び両凸の正レンズ１１３とから構成され、第２レンズ群１２が、両凸正レンズ１２１、両凹負レンズ１２２と両凸の正レンズ１２３との接合レンズから構成され、第３レンズ群１３が両凹の負レンズ１３１のみで構成され、第４レンズ群１４が両凸の正レンズ１４１のみで構成されている例を示している。ここで、第１レンズ群１１を構成するレンズ１１１、１１２、１１３が持つ６つのレンズ面の内、少なくとも１面が非球面とされる。また、第２レンズ群１２の物体側には、変倍時に第２レンズ群１２と共に移動する光学絞り１５（開口絞り）が配置されている。このような変倍光学系１の像側には、ローパスフィルタ１７を介して撮像素子１６が配置され、これにより物体側の被写体光学像が、変倍光学系１によりその光軸ＡＸに沿って適宜な変倍比で撮像素子１６の受光面まで導かれ、撮像素子１６により前記被写体の光学像が撮像される。
Here, the
この変倍光学系１は、負正負正４成分の光学系であって、最も物体側に位置する第１レンズ群１１が負の光学的パワーを持った、負リードの光学系である。このため、物体側から大きな角度で入射してくる光線を、第１レンズ群１１の負の光学的パワーによりいち早く緩めることができ、光学全長や前玉径のサイズのコンパクト化を図る点で有利である。さらに、負リードの構成では光学系のコンパクト化を図った場合でも、誤差感度の上昇を抑制できる利点がある。
The variable magnification
また、第１レンズ群１１に負の光学的パワーを持つレンズ１１１、１１２が２枚配置されているので、各レンズの負の光学的パワーを分散させることができる。これにより、広角端時に広い画角としながらも、製造誤差感度を低く抑えつつ収差を良好に補正することが可能となる。また、第１レンズ群１１内に非球面を少なくとも１面具備させることにより、３枚程度の少ないレンズ数で、第１レンズ群１１において像面湾曲、歪曲収差を良好に補正することができる。さらに、第１レンズ群１１が変倍時に固定であるので、第１レンズ群１１の外側に変倍駆動装置を配置する必要が無く、外径方向の小型化を図ることができる。加えて、当該レンズ群構成において変倍時に最も移動量が大きくなる第２レンズ群１２と共に開口絞り１５が移動するので、第２レンズ群１２の実効的なレンズ外径の増大が抑制されるだけでなく、最も像側の第４レンズ群１４によって、像側における光線をテレセントリックに近づけ易くなる利点がある。
In addition, since the
第１レンズ群１１を構成するレンズ１１１、１１２、１１３のいずれのレンズ面を非球面とするかについては特に制限はないが、負の光学的パワーを持つレンズのレンズ面を非球面とすることが望ましい。図１の例では、負メニスカスレンズ１１１、１１２の物体側及び／又は像側のレンズ面である。このようにすれば、負レンズで発生する負の歪曲収差を効果的に低減させることができ、また非点収差を低減させることができる。
There is no particular limitation on which lens surface of the
このように構成された変倍光学系１において、第１レンズ群１１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群１２の焦点距離をｆ２、第１レンズ群１１の最も物体側の面（負メニスカスレンズ１１１の物体側の面）から最も像面側の面（正レンズ１１３の像面側の面）までの光軸上での厚みをＴ１、広角端における全光学系の合成焦点距離をｆｗ、望遠端における全光学系の合成焦点距離をｆｔとするとき、下記（１）、（２）の条件式を満たすものとされる。
０．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９５ ・・・（１）
０．７＜Ｔ１／（ｆｗ×ｆｔ）０．５＜１．５ ・・・（２）
In the variable magnification
0.5 <| f1 | / f2 <0.95 (1)
0.7 <T1 / (fw × ft) 0.5 <1.5 (2)
条件式（１）、（２）を満たす変倍光学系１は、コンパクト化と広角側に必要な十分な画角を得ることとを両立でき、また製造の困難性を抑制できる。条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２とのパワーが近づき、広角端時の広い画角と光学全長の短縮を両立することが困難となる。また、条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群１１の負の光学的パワーが非常に強くなり、広角端時の広い画角を確保するには有利となるが、前玉レンズ径が大きくなりすぎてしまう。また、条件式（２）の上限を上回ると、光学全長をコンパクトに保とうとするときに、第２レンズ群１２の実質的な変倍移動量が小さくなる。このため、第２レンズ群１２の光学的パワーを強くする必要が生じ、レンズの曲率半径が小さくなりすぎるため、製造が困難となる。一方、条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズ群１１内の負レンズのパワーが弱くなって後側主点が像面から遠ざかるため、同じ焦点距離を維持しようとすると、相対的にバックフォーカスの確保が困難となり、また射出瞳を像面から遠ざけることが困難となる傾向が顕著となる。
The variable magnification
ここで、上記条件式（１）の｜ｆ１｜／ｆ２の関係は、下記（１）’の条件式を満たすことが望ましい。
０．６０＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９５ ・・・（１）’
条件式の（１）’の下限を下回ると、第２レンズ群１２の正のパワーに比べ、第１レンズ群１１の負のパワーが強くなり、誤差感度が高くなる傾向がある。
Here, it is desirable that the relation | f1 | / f2 of the conditional expression (1) satisfies the following conditional expression (1) ′.
0.60 <| f1 | / f2 <0.95 (1) ′
If the lower limit of (1) ′ in the conditional expression is not reached, the negative power of the
また、上記条件式（２）のＴ１／（ｆｗ×ｆｔ）０．５の関係は、下記（２）’の条件式を満たすことが望ましい。
０．８＜Ｔ１／（ｆｗ×ｆｔ）０．５＜１．５ ・・・（２）’
条件式（２）’の下限を下回ると、レンズ外径が大きい第１レンズ群１１を構成するレンズ１１１、１１２、１１３のレンズ芯厚が薄くなるため、レンズの製造難易度が高くなる傾向がある。
Further, it is desirable that the relationship of T1 / (fw × ft) 0.5 in the conditional expression (2) satisfies the following conditional expression (2) ′.
0.8 <T1 / (fw × ft) 0.5 <1.5 (2) ′
If the lower limit of conditional expression (2) ′ is not reached, the lens core thicknesses of the
変倍光学系１において、第１レンズ群１１が、下記（３）の条件式を満たすことが望ましい。
１．３＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ ・・・（３）
上記条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群１１の負の光学的パワーが弱くなりすぎて、広角端時に広い画角を確保することが困難となる。また、条件式（３）の下限を下回ると、第１レンズ群１１の負の光学的パワーが強くなり光線を大きく発散させるため、第２レンズ群１２の偏心誤差感度が高くなる。
In the variable magnification
1.3 <| f1 | / fw <2.5 (3)
If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the negative optical power of the
上記条件式（３）の｜ｆ１｜／ｆｗの関係は、下記（３）’の条件式を満たすことが望ましい。
１．４＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜１．９ ・・・（３）’
条件式（３）の上限を上回ると、第１レンズ群１１の光学的パワーが弱くなり、その分だけ前玉レンズ径が大きくなってユニット体積を増大させてしまう傾向がある。一方、条件式（３）’の下限を下回ると、第１レンズ群１１の歪曲収差が大きくなる傾向がある。
The relation of | f1 | / fw in the conditional expression (3) preferably satisfies the following conditional expression (3) ′.
1.4 <| f1 | / fw <1.9 (3) ′
If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the optical power of the
第１レンズ群１１の最も物体側のレンズである負メニスカスレンズ１１１について、その物体側の面の曲率半径をｒ１１、像面側の面の曲率半径をｒ１２とするとき、下記（４）の条件式を満たすことが望ましい。
−３．０＜（ｒ１２＋ｒ１１）／（ｒ１２−ｒ１１）＜−１．０ ・・・（４）
上記条件式（４）の上限を上回っても、また下限を下回っても、負メニスカスレンズ１１１の球面収差が大きくなりすぎてしまう。このため、広角端時の広い画角を得ようとすると、十分な画質を得ることが困難となる。
With respect to the
−3.0 <(r12 + r11) / (r12−r11) <− 1.0 (4)
Even if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded or below the lower limit, the spherical aberration of the
図１に示すように、第１レンズ群１１が少なくとも２枚の負レンズ（負メニスカスレンズ１１１、１１２）と少なくとも１枚の正レンズ１１３とを有し、正レンズ１１３のアッベ数（第１レンズ群１１に複数の正レンズが含まれる場合はアッベ数平均値）と負メニスカスレンズ１１１、１１２のアッベ数平均値との差をΔν１とするとき、下記（５）の条件式を満たすことが望ましい。
２０＜Δν１ ・・・（５）
As shown in FIG. 1, the
20 <Δν1 (5)
第１レンズ群１１をこのようなレンズ構成とすることで、第１レンズ群内において、負メニスカスレンズ１１１、１１２で発生した軸上色収差、倍率色収差を正レンズ１１３で補正し、また、ペッツバール和を小さくすることができる。このため、変倍時の収差変動を小さくすることが可能となり、第２レンズ群１２から像面までに配置するレンズを少ない枚数とすることができる。なお、条件式（５）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となる傾向が顕著となる。
With the
図１で例示しているように、第１レンズ群１１が、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１１、物体側に凹の負メニスカスレンズ１１２（負レンズ）、及び正レンズ１１３の３枚で構成されていることが望ましい。第１レンズ群１１を３枚のレンズで構成することにより、高い収差補正能力を保ちつつ、コストの増大を防ぐことができる。また、第１レンズ群１１の最も物体側に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１１を配置することにより、光線の入射角が小さくなり、球面収差を小さくすることができる。
As illustrated in FIG. 1, the
次に、第２レンズ群１２に関し、下記（６）の条件式を満たすことが望ましい。
１．１＜ｆ２／ｆｗ＜２．５ ・・・（６）
条件式（６）の上限を上回ると、第２レンズ群１２の光学的パワーが弱すぎて、２〜３倍程度の変倍比を得ることが困難となる。一方、条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズ群１２の光学的パワーが強すぎて、第２レンズ群１２の誤差感度が非常に高くなり、その製造が困難となる。
Next, regarding the
1.1 <f2 / fw <2.5 (6)
If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the optical power of the
上記条件式（６）のｆ２／ｆｗの関係は、下記（６）’の条件式を満たすことが望ましい。
１．５＜ｆ２／ｆｗ＜１．９ ・・・（６）’
条件式（６）’の上限を上回ると、第２レンズ群１２の光学的パワーが弱くなり、変倍時の移動量が大きくなることからユニット体積の増大を招来する。また、条件式（６）’の下限を下回ると、球面収差が大きくなりすぎる傾向がある。
The relation of f2 / fw in the conditional expression (6) preferably satisfies the following conditional expression (6) ′.
1.5 <f2 / fw <1.9 (6) ′
If the upper limit of conditional expression (6) ′ is exceeded, the optical power of the
図１に示すように、第２レンズ群１２は、少なくとも２枚の正レンズ１２１、１２３と少なくとも１枚の負レンズ１２２を含んでいることが望ましい。変倍光学系１のコンパクト化を追及すると、変倍群の移動量を抑えるために第２レンズ群１２内の正レンズの光学的パワーを増加させる必要がある。このことは、第２レンズ群１２の誤差感度を高くし、その製造を困難化させる。そこで、第２レンズ群１２が２枚の正レンズ１２１、１２３を有する構成とすることで、それぞれの正レンズの誤差感度を低減することができる。
As shown in FIG. 1, the
とりわけ、図１で例示しているように、第２レンズ群１２が、物体側から順に、正レンズ１２１、負レンズ１２２、正レンズ１２３の３枚で構成されていることが望ましい。このように物体側から正負正の順で配置することで、第２レンズ群１２内でのレンズ調整を行う場合の誤差感度を最適にバランスさせることができる。
In particular, as illustrated in FIG. 1, it is desirable that the
さらに、第２レンズ群１２が、物体側から順に、両凸の単レンズ（正レンズ１２１）、負レンズ１２２と正レンズ１２３との接合レンズの順に配置されていることが望ましい。これにより、第２レンズ群１２全体の変倍負担を各レンズ１２１、１２２、１２３に適切に分配することが可能となり、誤差感度を低減することができる。またこの配置により、軸上色収差の補正を十分に行うことができる。
Further, it is desirable that the
また、第２レンズ群１２が、異常部分分散ガラスからなるレンズを含んでいることが望ましい。通常の部分分散性を持ったレンズのみで光学系を構成した場合、色収差の二次スペクトルが残存してしまう。この二次スペクトルを低減させるためには、多くのレンズ枚数が必要となってしまう。そのため、第２レンズ群１２内に少なくとも１枚、異常部分分散ガラスからなるレンズを用いることによって、二次スペクトルを少ないレンズ枚数で低減することができる。このような異常部分分散ガラスを、有効径が比較的小さくなる第２レンズ群１２内に適用することで、通常のガラスと同程度のコストを保ちつつ、効果的に色収差を低減できる。
In addition, it is desirable that the
第２レンズ群１２に含まれる正レンズに、非球面が設けられていることが望ましい。図１に示す例では、正レンズ１２１及び／又は正レンズ１２３が非球面を具備することが望ましい。これにより、コンパクト化に伴う第２レンズ群１２のパワー増大により発生する球面収差とコマ収差を良好に補正することができる。
The positive lens included in the
変倍光学系１において、第３レンズ群１３によりフォーカシングが行われることが望ましい。第３レンズ群１３によりフォーカシングを行うことで、繰り出しによる光学全長の増加や前玉レンズ径の増大を招くことなく、近距離物体まで鮮明な画像を得ることができる。
In the variable magnification
この場合、第３レンズ群１３の望遠端における横倍率をｍ３ｔとするとき、第３レンズ群１３が、下記（７）の条件式を満たすことが望ましい。
１．０＜ｍ３ｔ＜２．５ ・・・（７）
条件式（７）の上限を上回ると、第３レンズ群１３で発生する倍率色収差が大きくなる。また、条件式（７）の下限を下回ると、フォーカス時に第３レンズ群１３が物体側に移動するため、第２レンズ群１２と第３レンズ群１３との間隔を広げる必要があり、結果的に第２レンズ群１２の移動量を削減するために第２レンズ群１２の光学的パワーを大きくしなくてはならない。このことは第２レンズ群１２の誤差感度を高めてしまうことになり、好ましくない。
In this case, when the lateral magnification at the telephoto end of the
1.0 <m3t <2.5 (7)
If the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, lateral chromatic aberration that occurs in the
また、第３レンズ群１３は、図１に例示するように、１枚のレンズ（負レンズ１３１）のみで構成されていることが望ましい。第３レンズ群１３を１枚のレンズで構成することにより、第３レンズ群１３を可動群とした場合、レンズ要素を軽量化し駆動装置に加わる負荷を低減でき、駆動装置のサイズを小さくすることができる。
The
変倍光学系１において、第３レンズ群１３の焦点距離をｆ３とするとき、第３レンズ群１３が、下記（１０）の条件式を満たすことが望ましい。
１．５＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜５．０ ・・・（１０）
条件式（１０）の上限を上回ると、第３レンズ群１３の光学的パワーが非常に弱くなるため、変倍時の像面補正の際に移動量を大きくとる必要があり、光学全長が大きくなってしまう。これに対し、条件式（１０）の下限を下回ると、第２レンズ群１３の光学的パワーが非常に強くなり、第３レンズ群１３の誤差感度が高くなってしまう。これにより、複数枚のレンズに分割するなどして、第３レンズ群１３の誤差感度を低減する必要が生じ、コストや生産性が悪化する。
In the variable magnification
1.5 <| f3 | / fw <5.0 (10)
If the upper limit of conditional expression (10) is exceeded, the optical power of the
上記条件式（１０）の｜ｆ３｜／ｆｗの関係は、下記（１０）’の条件式を満たすことが望ましい。
２．５＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜５．０ ・・・（１０）’
条件式（１０）’の下限を下回ると、第３レンズ群１３の光学的パワーが強すぎて、第３レンズ群で光線が強く曲げられるため偏心誤差感度が高くなる傾向がある。このため、可動群である第３レンズ群のレンズ精度だけでなく、鏡筒機構の精度を高くする必要があり、コストや生産性が悪くなる。
The relation of | f3 | / fw in the conditional expression (10) preferably satisfies the following conditional expression (10) ′.
2.5 <| f3 | / fw <5.0 (10) ′
If the lower limit of conditional expression (10) ′ is not reached, the optical power of the
図１に示すように、第３レンズ群１３の像側に、正の光学的パワーを有する第４レンズ群１４が備えられていることが望ましい。第４レンズ群１４を設けることにより、像面に配置される撮像素子１６の受光面への軸外光線の入射角度をテレセントリックに近づけることができる。
As shown in FIG. 1, it is desirable that a
この場合、変倍光学系１は４つのレンズ群（第１〜第４レンズ群１１〜１４）のみから構成され、第４レンズ群１４の像側に平板ガラス（ローパスフィルタ１７）が配置されており、下記（８）の条件式を満たすことが望ましい。なお、Ｂｆｗは、レンズ最後端（正レンズ１４１の像面）から焦点面までの平板ガラスを空気換算した、広角端におけるバックフォーカスの距離である。
０．３＜Ｂｆｗ／ｆｗ＜０．６ ・・・（８）
In this case, the variable magnification
0.3 <Bfw / fw <0.6 (8)
変倍光学系１の超小型化を図ると、レンズは製造限界の都合上、一定のスペースを必ず占有するため、レンズユニットの全空間に対するレンズの空間占有比率が相対的に高くなる。そのためレンズ単品の精度を向上させてでも、群数やレンズ枚数を極力減らす必要がある。本実施形態のように負正負正４成分構成とすることで、他のズームタイプよりもコンパクト化と高性能化、フォーカス性能、製造誤差感度、像面入射角のテレセントリック性のバランスを最適とすることができる。また、条件式（８）の上限を上回ると、光学全長に対し、レンズを配置できる範囲が狭くなり、群数やレンズ枚数をさらに減らす必要があり、性能の劣化を招く。一方、条件式（８）の下限を下回ると、撮像素子１６と正レンズ１４１とが近くなりすぎてしまい、撮像素子１６と正レンズ１４１との間に配置されるローパスフィルタ１７等が撮像素子１６に近くなりすぎてしまう。撮像素子１６と正レンズ１４１とが近くなりすぎると、正レンズ１４１やローパスフィルタ１７に付着したゴミが目立ちやすくなる。
When the variable magnification
また、第４レンズ群１４は、広角端から望遠端への変倍時に固定であり、下記（９）の条件式を満たすことが望ましい。なお、ＥＰｗは、広角端における、最大画角の主光線の射出瞳位置から像面までの距離である。
１．５＜｜ＥＰｗ／ｆｗ｜ ・・・（９）
The
1.5 <| EPw / fw | (9)
第４レンズ群１４を変倍時固定とすることで鏡筒機構が簡略化でき、また位置精度を向上させることが可能となる。条件式（９）の下限を下回ると、撮像素子１６への光線入射角のテレセントリック性が崩れ、撮像面手前に画素に対応したレンズアレイを配置したとしても、周辺照度低下を防ぐことが難しくなる。
By fixing the
変倍光学系１は、広角端における半画角をωｗとすると、下記（１１）の条件式を満たすことが望ましい。
３０°＜ωｗ ・・・（１１）
条件式（１１）の下限を下回ると、画角が狭くなり、室内撮影を行う場合等、被写体との距離を十分に取ることができない場合に不利となる。
The zoom
30 ° <ωw (11)
If the lower limit of conditional expression (11) is not reached, the angle of view becomes narrow, which is disadvantageous when a sufficient distance from the subject cannot be taken, such as when shooting indoors.
上記で第１、第２レンズ群１１、１２に非球面を具備させることが望ましい旨を説明したが、他のレンズ群（第３、第４レンズ群１３、１４）にも非球面を具備させることが望ましい。特に、空気と面している全てのレンズ面が、非球面であることが望ましい。これにより、超コンパクト化と高画質化の両立を図ることができる。
Although it has been described above that the first and
変倍光学系１は、少なくとも１組の接合レンズを有することが望ましい。図１では、第２レンズ群１２に両凹負レンズ１２２と両凸の正レンズ１２３との接合レンズが含まれている例を示している。これにより、光学系のコンパクト化と誤差感度の低減とを両立させ易くなる。
The variable magnification
また、変倍光学系１は、変倍時の可動レンズ群が２つのみであることが望ましい。図１では、第２レンズ群１２及び第３レンズ群１３が可動レンズ群である。可動レンズ群を、変倍群とズーミングによる像面補正群との２つに限定することで、レンズ群を移動させる駆動装置が占有する体積を減少させることができ、レンズユニット体積を減少させることができる。
Further, it is desirable that the variable magnification
光学絞り１５は、第２レンズ群１２の物体側に備えられ、その絞り径が固定であることが望ましい。第２レンズ群１２の物体側に光学絞り１５を配置することで、第１レンズ群１１の前玉レンズ径を小さくすることができる。一方で、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２との間隔は変倍光学系１の光学全長に与える影響が大きく、当該間隔を広げると例えば２〜３倍程度も光学全長が長くなる。そこで絞り径を固定とし、絞り部材を簡略化することで光軸方向の厚みを薄くすることができる。
The
変倍光学系１は、光学絞り１５の代わりに、撮像素子１６に対して遮光を行う機能を有するメカニカルシャッタを配置しても良い。かかるメカニカルシャッタは、例えば撮像素子１６としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）方式のものが用いられた場合に、スミア防止に効果がある。
In the variable magnification
また、第２レンズ群１２の像側に、光量を調節する機構を配置することが望ましい。光量を調節する機構は、例えば、絞りによる回折の影響を抑えるためのＮＤフィルタや、上記のメカニカルシャッタなどである。これらを配置する際には、画面の中心と周辺の光量ムラを避けるため、全光束が同一位置を通過する絞り位置に配置することが好ましい。一方で、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２との間隔は光学全長に与える影響が大きく、当該間隔を広げると例えば２〜３倍程度も光学全長が長くなるため、厚みのある光量調節機構を絞り位置に配置することは難しい。そこで第２レンズ群１２の像側に光量調節機構を設けることにより、絞り位置とほぼ同等程度に光量ムラが抑えられ、かつコンパクト性も維持することが可能となる。
Further, it is desirable to arrange a mechanism for adjusting the amount of light on the image side of the
変倍光学系１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズと負レンズと正レンズから成る第１レンズ群、両凸レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズから成る第２レンズ群、負レンズから成る第３レンズ群、正レンズから成る第４レンズ群、とを含む構成とすることが望ましい。第１レンズ群を上記の順で配置することにより、広角端でのバックフォーカス確保が容易となり、また広画角な軸外光の非点収差、倍率色収差を良好に補正することができる。第２レンズ群１２を正負正の３枚構成とすることで、２枚の正レンズで誤差感度を低減し、レンズ調整を行う場合の誤差感度を最適にバランスさせることができる。第３レンズ群を負レンズとすることで、光学全長の短縮化と非点収差の補正とを両立することができる。また、第４レンズ群を正レンズとすることで、撮像素子１６の受光面への軸外光線入射角度をテレセントリックに近づけることができる。かかる要件を図１に示す変倍光学系１は満たしており、ここに示す意味においても、変倍光学系１は好ましい構成を備えている。
The variable magnification
次に、変倍光学系１の構成材料について説明する。上記第１〜第４レンズ群１１〜１４を構成する各レンズの材質については特に制限はなく、各種ガラス材料や樹脂（プラスチック）材料からなる光学材料を用いることができる。しかし、樹脂材料を用いれば、軽量で、且つインジェクションモールド等により大量生産が可能であることから、ガラス材料で作製する場合に比して、製造コストの抑制や変倍光学系１の軽量化の面で有利である。従って、変倍光学系１に、少なくとも１枚の樹脂材料製レンズを具備させることが望ましい。勿論、２枚以上の樹脂材料製レンズを具備させても良い。
Next, constituent materials of the variable magnification
なお、樹脂材料製レンズを少なくとも２枚用いる場合には、第３レンズ群１３中の負レンズ（図１の場合は両凹負レンズ１３１）と、第４レンズ群１４中の正レンズ（正メニスカスレンズ１４１）を樹脂材料にて構成することが望ましい。この場合、環境温度変化に伴うバックフォーカスずれを小さく抑えることができる。
When at least two lenses made of resin material are used, the negative lens in the third lens group 13 (bi-concave
この樹脂材料製レンズとしては、樹脂材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子、特に無機粒子を分散させてなる素材を用いて成形したレンズを用いることが望ましい。このような樹脂材料製レンズを用いることで、樹脂材料製レンズの温度変化による屈折率変化を極めて小さくすることができる。 As this resin material lens, it is desirable to use a lens molded using a material in which particles having a maximum length of 30 nanometers or less, particularly inorganic particles, are dispersed in the resin material. By using such a resin material lens, the refractive index change due to the temperature change of the resin material lens can be made extremely small.
一般に透明な樹脂材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難である。しかし、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。樹脂材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、例えば無機の微粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となる樹脂材料に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させることで、屈折率の温度依存性が極めて低い樹脂材料とすることができる。例えばアクリルに酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。従って、少なくとも１枚のレンズに、このような粒子を分散させた樹脂材料を用いることにより、変倍光学系１の全系の環境温度変化に伴うバックフォーカスずれを小さく抑えることができる。
In general, when fine particles are mixed in a transparent resin material, light scattering occurs and the transmittance decreases, so that it is difficult to use as an optical material. However, by making the size of the microparticles smaller than the wavelength of the transmitted light beam, it is possible to substantially prevent scattering. The refractive index of the resin material decreases as the temperature increases. For example, the refractive index of inorganic fine particles increases as the temperature increases. Therefore, it is possible to make almost no change in the refractive index by using these temperature dependencies so as to cancel each other. Specifically, by dispersing particles having a maximum length of 30 nanometers or less in a resin material serving as a base material, a resin material having extremely low temperature dependency of the refractive index can be obtained. For example, by dispersing fine particles of niobium oxide (Nb 2 O 5 ) in acrylic, the refractive index change due to temperature change can be reduced. Therefore, by using a resin material in which such particles are dispersed for at least one lens, it is possible to suppress a back focus shift caused by a change in the environmental temperature of the entire zoom
ここで、屈折率の温度変化について詳細に説明する。屈折率の温度変化Ａは、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、下記（１２）式にて表すことができる。 Here, the temperature change of the refractive index will be described in detail. The temperature change A of the refractive index can be expressed by the following formula (12) by differentiating the refractive index n by the temperature t based on the Lorentz-Lorentz formula.
プラスチック材料の場合は、一般に（１２）式中の第１項に比べ第２項の寄与が小さく、ほぼ無視できる。例えば、ＰＭＭＡ樹脂の場合、線膨張係数αは７×１０−５であり、上記（１２）式に代入すると、Ａ＝−１．２×１０−４［／℃］となり、実測値とおおむね一致する。具体的には、従来は−１．２×１０−４［／℃］程度であった屈折率の温度変化Ａを、絶対値で８×１０−５［／℃］未満に抑えることが好ましい。好ましくは絶対値で６×１０−５［／℃］未満にすることが好ましい。６×１０−５［／℃］未満にすることで、環境温度変化時におけるバックフォーカス変動量を約半分に抑制することが可能となる。なお、上記変倍光学系１に適用可能なプラスチック材料の屈折率の温度変化Ａ（＝ｄｎ／ｄＴ）を表１に示す。
In the case of a plastic material, the contribution of the second term is generally small compared to the first term in the equation (12) and can be almost ignored. For example, in the case of PMMA resin, the linear expansion coefficient α is 7 × 10 −5 , and when it is substituted into the above equation (12), A = −1.2 × 10 −4 [/ ° C.], which is almost the same as the actually measured value. To do. Specifically, it is preferable to suppress the temperature change A of the refractive index, which was conventionally about −1.2 × 10 −4 [/ ° C.], to an absolute value of less than 8 × 10 −5 [/ ° C.]. The absolute value is preferably less than 6 × 10 −5 [/ ° C.]. By setting the temperature to less than 6 × 10 −5 [/ ° C.], it is possible to suppress the back focus fluctuation amount when the environmental temperature changes to about half. The temperature change A (= dn / dT) of the refractive index of the plastic material applicable to the variable magnification
変倍光学系１において、非球面ガラスレンズを用いる場合、その非球面ガラスレンズをモールドで成形しても構わないし、或いはガラス材料と樹脂材料との複合型としても勿論構わない。モールドタイプは大量生産に向く反面、硝材が限定されてしまう。一方の複合型は、基板と成り得るガラス材料が非常に多く、設計の自由度が高い利点がある。高屈折材料を用いた非球面レンズは、一般的にモールド成形が難しいので、片面非球面の場合には複合型の利点を最大限活用することができる。
In the variable magnification
変倍光学系１に備えられている各レンズ群や絞り、シャッター等の駆動の駆動源としては、従来公知のカム機構やステッピングモータを用いることができる。また、移動量が少ない場合や駆動群の重量が軽い場合には、超小型の圧電アクチュエータを用いれば、駆動部の体積や電力消費の増加を抑えつつ、各群を独立に駆動させることも可能で、変倍光学系１を含む撮像レンズ装置の更なるコンパクト化が図れるようになる。
A conventionally known cam mechanism or stepping motor can be used as a drive source for driving each lens group, diaphragm, shutter, and the like provided in the variable magnification
撮像素子１６は、当該変倍光学系１により結像された被写体の光像の光量に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路へ出力するものである。例えば撮像素子１６としては、ＣＣＤが２次元状に配置されたエリアセンサの各ＣＣＤの表面に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、いわゆるベイヤー方式と呼ばれる単板式カラーエリアセンサで構成されたものを用いることができる。このようなＣＣＤイメージセンサの他、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＶＭＩＳイメージセンサ等も用いることができる。
The
ローパスフィルタ１７は、撮像素子１６の受光面上に配置され、ノイズ成分を除去する平行平板状の光学部品である。このローパスフィルタ１７として、例えば所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により実現する位相型ローパスフィルタ等が適用可能である。なお、ローパスフィルタ１７は必ずしも備える必要はなく、また、前述の光学的なローパスフィルタ１７に代えて、撮像素子１６の画像信号に含まれるノイズを低減するために赤外線カットフィルタを用いるようにしてもよい。さらに、光学的ローパスフィルタ１７の表面に赤外線反射コートを施して、両方のフィルタ機能を一つで実現してもよい。
The low-
＜変倍光学系を組み込んだデジタル機器の説明＞
次に、以上説明したような変倍光学系１が組み込まれたデジタル機器について説明する。図２は、本発明に係るデジタル機器の一実施形態を示す、カメラ付携帯電話機２の外観構成図である。なお、本発明において、デジタル機器としては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、又はこれらの周辺機器（マウス、スキャナ、プリンタ等）を含むものとする。
<Description of digital equipment incorporating variable magnification optical system>
Next, a digital apparatus incorporating the variable magnification
図２（ａ）は、携帯電話機２の操作面を、図２（ｂ）は、操作面の裏面、つまり背面を表している。携帯電話機２には、上部にアンテナ２１、操作面には、長方形のディスプレイ２２、画像撮影モードの起動及び静止画と動画撮影の切り替えを行う画像切替ボタン２３、変倍（ズーミング）を制御する変倍ボタン２４、シャッターボタン２５及びダイヤルボタン２６が備えられている。変倍ボタン２４は、その上端部分に望遠を表す「Ｔ」の印字が、下端部分に広角を表す「Ｗ」の印字がされ、印字位置が押下されることで、それぞれの変倍動作が指示可能な２接点式のスイッチ等で構成されている。さらに、この携帯電話機２には、先に説明した変倍光学系１によって構成された撮像装置２７が内蔵されている。
2A shows the operation surface of the
図３は、上記携帯電話機２の撮像に係る電気的な機能構成を示す機能ブロック図である。この携帯電話機２は、撮像機能のために、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、制御部３５、記憶部３６、及びＩ／Ｆ部３７を備えて構成される。
FIG. 3 is a functional block diagram showing an electrical functional configuration related to imaging of the
撮像部３０は、撮像装置２７と撮像素子１６とを備えて構成される。撮像装置２７は、図１に示したような変倍光学系１と、光軸方向にレンズを駆動し変倍及びフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置等とを備えて構成される。被写体からの光線は、変倍光学系１によって撮像素子１６の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。
The
撮像素子１６は、変倍光学系１により結像された被写体の光学像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として画像生成部３１に出力する。撮像素子１６は、制御部３５の制御により、静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像、又は撮像素子１６における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。
The
画像生成部３１は、撮像素子１６からのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理等を行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正及び色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から各画素の画像データを生成する。画像生成部３１で生成された画像データは、画像データバッファ３２に出力される。
The
画像データバッファ３２は、画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し画像処理部３３により後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される。
The
画像処理部３３は、画像データバッファ３２の画像データに対し、解像度変換等の画像処理を行う回路である。また、必要に応じて画像処理部３３に、変倍光学系１では補正しきれなかった収差を補正させるように構成することも可能である。
The
駆動部３４は、制御部３５から出力される制御信号により、所望の変倍及びフォーカシングを行わせるように変倍光学系１の複数のレンズ群を駆動する。
The
制御部３５は、例えばマイクロプロセッサ等を備えて構成され、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、記憶部３６及びＩ／Ｆ部３７の各部の動作を制御する。すなわち、該制御部３５により、被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を、撮像装置２７及び撮像素子１６が実行するよう制御される。
The
記憶部３６は、被写体の静止画撮影又は動画撮影により生成された画像データを記憶する記憶回路であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭを備えて構成される。つまり、記憶部３６は、静止画用及び動画用のメモリとしての機能を有する。
The
Ｉ／Ｆ部３７は、外部機器と画像データを送受信するインターフェースであり、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等の規格に準拠したインターフェースである。
The I /
以上の通り構成された携帯電話機２の撮像動作について説明する。静止画を撮影するときは、まず、画像切替ボタン２３を押すことで、画像撮影モードを起動する。ここでは、画像切替ボタン２３を一度押すことで静止画撮影モードが起動し、その状態でもう一度画像切替ボタン２３を押すことで動画撮影モードに切り替わる。つまり、画像切替ボタン２３からの指示を受けた携帯電話機２本体の制御部３５が、物体側の被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を撮像装置２７及び撮像素子１６に実行させる。
An imaging operation of the
静止画撮影モードが起動すると、制御部３５は、撮像装置２７及び撮像素子１６に静止画の撮影を行わせるように制御すると共に、撮像装置２７の図略のレンズ駆動装置を駆動し、フォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子１６の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、表示用メモリ（図略）に転送され、ディスプレイ２２に導かれる。そして、撮影者はディスプレイ２２を覗くことで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。この状態でシャッターボタン２５を押すことで、静止画像を得ることができる。すなわち、静止画用のメモリとしての記憶部３６に画像データが格納される。
When the still image capturing mode is activated, the
このとき、被写体が撮影者から離れた位置にある、あるいは近くの被写体を拡大したいためズーム撮影を行うときには、変倍ボタン２４の上端「Ｔ」の印字部分を押下すると、その状態が検出され、制御部３５は押下時間に応じて変倍のためのレンズ駆動を実行し、変倍光学系１に連続的にズーミングを行わせる。また、ズーミングし過ぎた場合など、被写体の拡大率を下げたい場合には、変倍ボタン２４の下端「Ｗ」の印字部分を押下することでその状態が検出され、制御部３５が変倍光学系１を制御することにより、押下時間に応じて連続的に変倍が行われる。このようにして、撮影者から離れた被写体であっても、変倍ボタン２４を用いてその拡大率を調節することができる。そして、通常の等倍撮影と同様、主被写体がその画面中の所望の位置に収まるように調整し、シャッターボタン２５を押すことで、拡大された静止画像を得ることができる。
At this time, when zoom shooting is performed because the subject is at a position away from the photographer or a close subject is desired to be enlarged, the state is detected by pressing the printing portion of the upper end “T” of the
また、動画撮影を行う場合には、画像切替ボタン２３を一度押すことで静止画撮影モードを起動した後、もう一度画像切替ボタン２３を押して動画撮影モードに切り替える。これにより、制御部３５は、撮像装置２７及び撮像素子１６を制御し動画の撮影を行わせる。後は静止画撮影のときと同様にして、撮影者はディスプレイ２２を覗き、撮像装置２７を通して得た被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整する。このとき、静止画撮影と同様に、変倍ボタン２４を用いて被写体像の拡大率を調節することができる。この状態でシャッターボタン２５を押すことで、動画撮影が開始される。この撮影中、変倍ボタン２４により、被写体の拡大率を随時変えることも可能である。
When moving image shooting is performed, the
動画撮影時、制御部３５は、撮像装置２７及び撮像素子１６に動画の撮影を行わせるように制御すると共に、撮像装置２７の図略のレンズ駆動装置を駆動し、フォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子１６の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、表示用メモリに転送され、ディスプレイ２２に導かれる。ここで、もう一度シャッターボタン２５を押すことで、動画撮影は終了する。撮影された動画像は、動画用のメモリとしての記憶部３６に導かれて格納される。
At the time of moving image shooting, the
＜変倍光学系のより具体的な実施形態の説明＞
以下、図１に示したような変倍光学系１、すなわち図２に示したようなカメラ付携帯電話機２に搭載される撮像装置２７を構成する変倍光学系１の具体的構成を、図面を参照しつつ説明する。
<Description of More Specific Embodiment of Variable-Magnification Optical System>
A specific configuration of the variable power
図４は、実施例１の変倍光学系１Ａにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図（光路図）である。この図４、及び以下の図５〜図１３に各々示されている３つの光路図は、上段が広角端［Ｗ］、中段が中間点［Ｍ］、下段が望遠端［Ｔ］におけるレンズ配置をそれぞれ示している。また、図中の矢印は、各レンズ群の変倍時における移動軌跡を示している。
FIG. 4 is a cross-sectional view (optical path diagram) in which the optical axis (AX) is cut longitudinally and shows the arrangement of lens groups in the variable magnification
実施例１のレンズ群は、図の物体側（図４における左側）から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）から構成されている。 The lens group of Example 1 includes a first lens group (Gr1) having negative optical power as a whole and a second lens group having positive optical power (in order from the object side (left side in FIG. 4)). Gr2), a third lens group (Gr3) having negative optical power, and a fourth lens group (Gr4) having positive optical power.
詳しくは実施例１の変倍光学系１Ａは、各レンズ群が物体側から順に、以下のように構成されている。第１レンズ群（Ｇｒ１）は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）、物体側に凹の負メニスカスレンズ（第２レンズＬ２）、及び両凸の正レンズ（第３レンズＬ３）から成る。第２レンズ群（Ｇｒ２）は、両凸の正レンズ（第４レンズＬ４）と、両凹負レンズ（第５レンズＬ５）と両凸正レンズ（第６レンズＬ６）との接合レンズとから成る。この第２レンズ群（Ｇｒ２）の物体側には、変倍時に該第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する光学絞り（ＳＴ）が備えられている。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）１枚で構成されている。この第４レンズ群（Ｇｒ４）の像側には、平行平板（ＦＴ）を介して撮像素子（ＳＲ）の受光面が配置されている。前記平行平板（ＦＴ）は、光学的ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ、撮像素子のカバーガラス等に相当するものである。なお、上記光学絞り（ＳＴ）に代えてメカニカルシャッタを配置するようにしても良い（実施例２〜１０でも同じ）。また、ここで掲げる本実施例では連続的な変倍光学系のみを示しているが、よりコンパクト化を目指して、同一の光学構成での２焦点切り替え変倍光学系としても勿論構わない。
Specifically, in the variable magnification
図４の広角端［Ｗ］の光路図において各レンズ面に付されている番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、物体側から数えたときのｉ番目のレンズ面（ただし、レンズの接合面は１つの面として数えるものとする。）であり、ｒｉに「＊」印が付されている面は非球面であることを示すものである。なお、前記光学絞り（ＳＴ）、平行平板（ＦＴ）の両面、撮像素子（ＳＲ）の受光面も１つの面として扱っている。このような扱いは、後述する他の実施例についての光路図（図５〜図１３）でも同様で、図中の符号の意味は、基本的に図４と同様である。但し、全く同一のものであるという意味ではなく、例えば、各図を通じて、最も物体側のレンズ面には同じ符号（ｒ１）が付けられているが、これらの曲率等が実施形態を通じて同一であるという意味ではない。 The number ri (i = 1, 2, 3,...) Given to each lens surface in the optical path diagram at the wide-angle end [W] in FIG. 4 is the i-th lens surface (when counted from the object side). However, the cemented surface of the lens is counted as one surface.), And the surface marked with “*” in ri indicates that it is an aspherical surface. The optical diaphragm (ST), both surfaces of the parallel plate (FT), and the light receiving surface of the image sensor (SR) are also handled as one surface. Such a treatment is the same in the optical path diagrams (FIGS. 5 to 13) for other embodiments to be described later, and the meanings of the reference numerals in the drawings are basically the same as those in FIG. However, it does not mean that they are exactly the same. For example, the lens surface closest to the object is denoted by the same reference numeral (r1) throughout the drawings, but these curvatures are the same throughout the embodiments. It does not mean that.
このような構成の下で、物体側から入射した光線は光軸ＡＸに沿って、順に第１、第２、第３及び第４（Ｇｒ１，Ｇｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４）及び平行平板（ＦＴ）を通過し、撮像素子（ＳＲ）の受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子（ＳＲ）において、平行平板（ＦＴ）において修正された光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されて、デジタル映像信号として携帯電話機や携帯情報端末等のメモリに記録されたり、有線あるいは無線により他のデジタル機器に伝送されたりする。 Under such a configuration, light rays incident from the object side sequentially pass through the first, second, third and fourth (Gr1, Gr2, Gr3, Gr4) and parallel plate (FT) along the optical axis AX. Passes and forms an optical image of the object on the light receiving surface of the image sensor (SR). In the image sensor (SR), the optical image corrected in the parallel plate (FT) is converted into an electrical signal. This electric signal is subjected to predetermined digital image processing, image compression processing, and the like as necessary, and is recorded as a digital video signal in a memory of a mobile phone, a portable information terminal, or other digital device by wire or wirelessly Or transmitted to.
図４に示すように、この実施例１では、第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）が変倍時固定とされ、第２レンズ群（Ｇｒ２）及び第３レンズ群（Ｇｒ３）が変倍時可動とされている。具体的には、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。但し、以下の実施例も含め、これらレンズ群の移動の向きや移動量等は、当該レンズ群の光学的パワーやレンズ構成等に依存して変わり得るものである。例えば、図４において、第２レンズ群（Ｇｒ２）のように直線的に移動するように描かれているものであっても、それは物体側又は像側に凸の曲線である場合なども含み、Ｕターン形状である場合なども含むものである。 As shown in FIG. 4, in Example 1, the first lens group (Gr1) and the fourth lens group (Gr4) are fixed at the time of zooming, and the second lens group (Gr2) and the third lens group (Gr3) are fixed. ) Is movable when zooming. Specifically, at the time of zooming from the wide angle end (W) to the telephoto end (T), the second lens group (Gr2) is linearly moved in the direction approaching the object, and the third lens group (Gr3) is moved to the object. It is moved to draw a convex trajectory. However, including the following embodiments, the direction and amount of movement of these lens groups can vary depending on the optical power of the lens group, the lens configuration, and the like. For example, in FIG. 4, even if it is drawn so as to move linearly like the second lens group (Gr2), it includes a case where it is a convex curve on the object side or the image side, etc. This includes the case of a U-turn shape.
実施例１の変倍光学系１Ａにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例１では、第４、７、８レンズ（Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズ、第１、２レンズ（Ｌ１、Ｌ２）が片面非球面レンズとされている。また、第２、７、８レンズ（Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。
The construction data of each lens in the variable magnification
数値実施例１
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 15.930 0.900 1.77250 49.78
２ 4.234 3.601
３＊ -7.550 0.800 1.53048 55.72
４ -3.50220E+07 0.100
５ 20.037 1.388 1.84666 23.78
６ -51.713 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.145 2.795 1.58913 61.24
９＊ -10.637 1.118
１０ -32.916 0.600 1.83400 37.35
１１ 5.311 2.242 1.49700 81.61
１２ -5.876 可変
１３＊ -24.738 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 11.006 可変
１５＊ 8.544 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -138.459 1.225
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000
Numerical example 1
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 * 15.930 0.900 1.77250 49.78
2 4.234 3.601
3 * -7.550 0.800 1.53048 55.72
4 -3.50220E + 07 0.100
5 20.037 1.388 1.84666 23.78
6 -51.713 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 7.145 2.795 1.58913 61.24
9 * -10.637 1.118
10 -32.916 0.600 1.83400 37.35
11 5.311 2.242 1.49700 81.61
12 -5.876
14 * 11.006 Variable 15 * 8.544 3.500 1.53048 55.72
16 * -138.459 1.225
17 ∞ 0.300 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
19 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第１面
K＝0、A＝6.3941E-04、B＝-3.6009E-06、C＝4.7293E-08、D＝2.3216E-09、E＝0.000、F＝0.000
第３面
K＝0、A＝-2.4284E-04、B＝-3.8734E-06、C＝1.1136E-06、D＝-7.2951E-08、E＝0.000、F＝0.000
第８面
K＝0、A＝-7.0798E-04、B＝-3.5119E-06、C＝3.1337E-06、D＝-2.3466E-06、E＝3.5675E-07、F＝-1.8390E-08
第９面
K＝0、A＝5.1490E-04、B＝3.5555E-05、C＝-1.7170E-05、D＝2.2520E-06、E＝-1.5928E-07、F＝3.7241E-09
第１３面
K＝0、A＝-2.7173E-03、B＝5.6175E-04、C＝-6.5730E-05、D＝-1.7276E-07、E＝1.1373E-06、F＝-9.0463E-08
第１４面
K＝0、A＝-2.5154E-03、B＝5.6214E-04、C＝-6.6982E-05、D＝1.7465E-06、E＝6.2264E-07、F＝-5.1052E-08
第１５面
K＝0、A＝2.0378E-04、B＝8.1441E-06、C＝-1.8058E-07、D＝-1.2721E-10、E＝0.000、F＝0.000
第１６面
K＝0、A＝1.1058E-03、B＝2.4558E-05、C＝-2.3292E-06、D＝1.3531E-08、E＝0.000、F＝0.000
Aspheric data first surface
K = 0, A = 6.3941E-04, B = -3.66009E-06, C = 4.7293E-08, D = 2.3216E-09, E = 0.000, F = 0.000
Third side
K = 0, A = -2.4284E-04, B = -3.8734E-06, C = 1.1136E-06, D = -7.2951E-08, E = 0.000, F = 0.000
8th page
K = 0, A = -7.0798E-04, B = -3.5119E-06, C = 3.1337E-06, D = -2.3466E-06, E = 3.5675E-07, F = -1.8390E-08
9th page
K = 0, A = 5.1490E-04, B = 3.5555E-05, C = -1.7170E-05, D = 2.2520E-06, E = -1.5928E-07, F = 3.7241E-09
13th page
K = 0, A = -2.7173E-03, B = 5.6175E-04, C = -6.5730E-05, D = -1.7276E-07, E = 1.1373E-06, F = -9.0463E-08
14th page
K = 0, A = -2.5154E-03, B = 5.6214E-04, C = -6.6982E-05, D = 1.7465E-06, E = 6.2264E-07, F = -5.1052E-08
15th page
K = 0, A = 2.0378E-04, B = 8.1441E-06, C = -1.8058E-07, D = -1.2721E-10, E = 0.000, F = 0.000
16th page
K = 0, A = 1.1058E-03, B = 2.4558E-05, C = -2.3292E-06, D = 1.3531E-08, E = 0.000, F = 0.000
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.690 8.674 13.520
Ｆナンバー 3.55 4.94 6.00
半画角 38.34 22.15 14.42
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.94 1.92 1.94
ｄ６ 9.956 4.300 0.500
ｄ１２ 3.464 4.494 8.579
ｄ１４ 3.211 7.836 7.551
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.690 8.674 13.520
F number 3.55 4.94 6.00
Half angle of view 38.34 22.15 14.42
Statue height 3.57 3.57 3.57
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 1.94 1.92 1.94
d6 9.956 4.300 0.500
d12 3.464 4.494 8.579
d14 3.211 7.836 7.551
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -7.365
２ ８ 8.526
３ １３ -14.248
４ １５ 15.296
Zoom lens group data Group Start surface
2 8 8.526
3 13 -14.248
4 15 15.296
上記の面データにおいて、面番号は、図４に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。番号ｉに＊が付された面は非球面（非球面形状の屈折光学面または非球面と等価な屈折作用を有する面）であることを示す。また、“ｒ”は各面の曲率半径（単位はｍｍ）、“ｄ”は無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）、“ｎｄ”は各レンズの屈折率、“νｄ”はアッベ数をそれぞれ示している。なお、光学絞り（ＳＴ）、平行平面板（ＦＴ）及びカバーガラス（ＣＧ）の両面、撮像素子（ＳＲ）の受光面の各面は平面であるために、それらの曲率半径は∞である。 In the above surface data, the surface number corresponds to the number i of the symbol ri (i = 1, 2, 3,...) Given to each lens surface shown in FIG. The surface marked with * in the number i indicates an aspherical surface (aspherical refractive optical surface or a surface having a refractive action equivalent to an aspherical surface). “R” is the radius of curvature of each surface (unit is mm), “d” is the distance between the lens surfaces on the optical axis in the infinite focus state (axis upper surface distance), and “nd” is the distance between each lens. The refractive index, “νd”, indicates the Abbe number. Since each surface of the optical diaphragm (ST), the plane parallel plate (FT) and the cover glass (CG), and the light receiving surface of the image sensor (SR) are flat surfaces, their curvature radii are ∞.
上記の非球面データは、非球面とされている面（面データにおいて番号ｉに＊が付された面）の円錐係数Ｋと非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの値とをそれぞれ示すものである。なお、光学面の非球面形状は、面頂点を原点、物体から撮像素子に向かう向きをｚ軸の正の方向とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用い、下記（１３）式により定義している。 The above-mentioned aspheric surface data includes the conical coefficient K and the aspheric surface coefficients A, B, C, D, E, F, and G of the surface that is an aspheric surface (the surface that is marked with * in the surface data). Each value. The aspherical shape of the optical surface uses a local orthogonal coordinate system (x, y, z) in which the vertex of the surface is the origin and the direction from the object toward the image sensor is the positive direction of the z-axis. It is defined by an expression.
但し、ｚ：高さｈの位置でのｚ軸方向の変位量（面頂点基準）
ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）
ｃ：近軸曲率（＝１／曲率半径）
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ：それぞれ４，６，８，１０，１２，１４，１６次の非球面係数
ｋ：円錐係数
However, z: displacement in the z-axis direction at the position of height h (based on the surface vertex)
h: Height in the direction perpendicular to the z-axis (h 2 = x 2 + y 2 )
c: Paraxial curvature (= 1 / radius of curvature)
A, B, C, D, E, F, G: 4th, 6th, 8th, 10th, 12th, 14th, and 16th order aspheric coefficients
k: Conical coefficient
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１における全光学系の球面収差（LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION）、非点収差（ASTIGMATISM）、及び歪曲収差（DISTORTION）を、図１４の左側から順に示す。この図において、上段は広角端（Ｗ）、中段は中間点（Ｍ）、下段は望遠端（Ｔ）における各収差を表している。また、球面収差と非点収差の横軸は焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、歪曲収差の横軸は歪量を全体に対する割合（％）で表している。球面収差の縦軸は、入射高で規格化した値で示してあるが、非点収差と歪曲収差の縦軸は像の高さ（像高）（単位ｍｍ）で表してある。 From the left side of FIG. 14, the spherical aberration (LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION), astigmatism (ASTIGMATISM), and distortion (DISTORTION) of the entire optical system in Example 1 under the lens arrangement and configuration as described above. Shown in order. In this figure, the upper part represents the aberration at the wide-angle end (W), the middle part represents the aberration at the intermediate point (M), and the lower part represents the aberration at the telephoto end (T). Further, the horizontal axis of spherical aberration and astigmatism represents the focal position shift in mm, and the horizontal axis of distortion aberration represents the amount of distortion as a percentage (%) of the total. The vertical axis of spherical aberration is indicated by a value normalized by the incident height, while the vertical axis of astigmatism and distortion is indicated by the height of the image (image height) (unit: mm).
さらに球面収差の図には、一点鎖線で赤色（波長６５６．２８ｎｍ）、実線で黄色（いわゆるｄ線；波長５８７．５６ｎｍ）、そして破線で青色（波長４３５．８４ｎｍ）と、波長の異なる３つの光を用いた場合の収差がそれぞれ示してある。また、非点収差の図中、符号ｓとｔはそれぞれサジタル（ラディアル）面、タンジェンシャル（メリディオナル）面における結果を表している。さらに、非点収差及び歪曲収差の図は、上記黄線（ｄ線）を用いた場合の結果である。この図１４からわかるように、実施例１のレンズ群は、広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）、望遠端（Ｔ）のいずれにおいても、歪曲収差がほぼ５％以内と優れた光学特性を示している。また、この実施例１における広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）及び望遠端（Ｔ）における焦点距離（単位ｍｍ）及びＦ値を、後記の表２及び表３にそれぞれ示す。これらの表から、実施例１の変倍光学系１Ａは、短焦点で明るい光学系が実現できていることがわかる。
Further, the spherical aberration diagram shows three different wavelengths: red (dashed wavelength 656.28 nm) with a dashed line, yellow (so-called d-line; wavelength 587.56 nm) with a solid line, and blue (wavelength 435.84 nm) with a broken line. The aberrations when using light are shown respectively. In the figure of astigmatism, symbols s and t represent results on the sagittal (radial) plane and the tangential (meridional) plane, respectively. Further, the diagrams of astigmatism and distortion are the results when the yellow line (d line) is used. As can be seen from FIG. 14, the lens group of Example 1 has excellent optical characteristics with distortion within approximately 5% at any of the wide-angle end (W), intermediate point (M), and telephoto end (T). Is shown. Further, the focal length (unit: mm) and the F value at the wide angle end (W), the intermediate point (M), and the telephoto end (T) in Example 1 are shown in Tables 2 and 3 below. From these tables, it can be seen that the variable magnification
図５は、実施例２の変倍光学系１Ｂにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｂは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification optical system 1B of Example 2 with the optical axis (AX) cut longitudinally. The variable magnification optical system 1B includes a first lens group (Gr1) having a negative optical power as a whole, an optical aperture stop (ST), and a second optical power having a positive optical power as a whole. It consists of a lens group (Gr2), a third lens group (Gr3) having negative optical power, and a fourth lens group (Gr4) having positive optical power.
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凹の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び両凸の正レンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side, a negative meniscus lens (L2) concave toward the object side, and a biconvex positive lens (L3). Become. The second lens group (Gr2) is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens (L4) and a cemented lens of a biconcave negative lens (L5) and a biconvex positive lens (L6). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L7). The fourth lens group (Gr4) is composed of one biconvex positive lens (L8).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｂは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図５に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。 In the zoom optical system 1B having such a lens configuration, the second lens group (Gr2) approaches the object as shown in FIG. 5 when zooming from the wide angle end (W) to the telephoto end (T). The third lens group (Gr3) is moved linearly so as to draw a convex trajectory on the object side. The first lens group (Gr1) and the fourth lens group (Gr4) are fixed during zooming. The optical diaphragm (ST) moves together with the second lens group (Gr2) at the time of zooming.
実施例２に係る変倍光学系１Ｂにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例２では、第１、４、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズとされている。また、第２、７、８レンズ（Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。 The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1B according to Example 2 is shown below. In Example 2, the first, fourth, seventh, and eighth lenses (L1, L4, L7, and L8) are double-sided aspheric lenses. The second, seventh, and eighth lenses (L2, L7, and L8) are resin lenses, and the other lenses are glass lenses.
数値実施例２
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 14.906 0.900 1.68980 52.82
２＊ 4.093 3.909
３ -6.601 0.800 1.53048 55.72
４ -207.892 0.127
５ 35.271 1.465 1.84666 23.78
６ -26.664 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.144 2.565 1.58913 61.24
９＊ -10.716 1.053
１０ -965.282 0.600 1.83400 37.35
１１ 4.600 2.198 1.49700 81.61
１２ -7.251 可変
１３＊ -31.583 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.688 可変
１５＊ 8.482 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -348.025 1.168
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000
Numerical example 2
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 * 14.906 0.900 1.68980 52.82
2 * 4.093 3.909
3 -6.601 0.800 1.53048 55.72
4 -207.892 0.127
5 35.271 1.465 1.84666 23.78
6 -26.664 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 7.144 2.565 1.58913 61.24
9 * -10.716 1.053
10 -965.282 0.600 1.83400 37.35
11 4.600 2.198 1.49700 81.61
12 -7.251
14 * 10.688 Variable 15 * 8.482 3.500 1.53048 55.72
16 * -348.025 1.168
17 ∞ 0.300 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
19 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第１面
K＝0、A＝5.4436E-04、B＝-4.0253E-06、C＝2.6379E-07、D＝-8.8755E-10、E＝0.000、F＝0.000
第２面
K＝0、A＝-1.2997E-04、B＝-9.6459E-06、C＝0.000、D＝0.000、E＝0.000、F＝0.000
第８面
K＝0、A＝-1.1557E-03、B＝-8.8498E-06、C＝-8.9361E-06、D＝-2.2483E-07、E＝1.7478E-07、F＝-1.8390E-08
第９面
K＝0、A＝-2.1832E-04、B＝7.8469E-06、C＝-2.0120E-05、D＝2.6254E-06、E＝-1.9709E-07、F＝3.7241E-09
第１３面
K＝0、A＝-2.6625E-03、B＝5.3150E-04、C＝-6.5193E-05、D＝1.5041E-07、E＝1.1143E-06、F＝-9.0463E-08
第１４面
K＝0、A＝-2.5046E-03、B＝5.4960E-04、C＝-7.0120E-05、D＝2.5589E-06、E＝5.7323E-07、F＝-5.1052E-08
第１５面
K＝0、A＝-2.5114E-06、B＝1.5202E-05、C＝-4.7659E-07、D＝6.0784E-09、E＝0.000、F＝0.000
第１６面
K＝0、A＝5.8768E-04、B＝3.1967E-05、C＝-1.6867E-06、D＝-4.2615E-10、E＝0.000、F＝0.000
Aspheric data first surface
K = 0, A = 5.4436E-04, B = -4.0253E-06, C = 2.6379E-07, D = -8.8755E-10, E = 0.000, F = 0.000
Second side
K = 0, A = -1.2997E-04, B = -9.6459E-06, C = 0.000, D = 0.000, E = 0.000, F = 0.000
8th page
K = 0, A = -1.1557E-03, B = -8.8498E-06, C = -8.9361E-06, D = -2.2483E-07, E = 1.7478E-07, F = -1.8390E-08
9th page
K = 0, A = -2.1832E-04, B = 7.8469E-06, C = -2.0120E-05, D = 2.6254E-06, E = -1.9709E-07, F = 3.7241E-09
13th page
K = 0, A = -2.6625E-03, B = 5.3150E-04, C = -6.5193E-05, D = 1.5041E-07, E = 1.1143E-06, F = -9.0463E-08
14th page
K = 0, A = -2.5046E-03, B = 5.4960E-04, C = -7.0120E-05, D = 2.5589E-06, E = 5.7323E-07, F = -5.1052E-08
15th page
K = 0, A = -2.5114E-06, B = 1.5202E-05, C = -4.7659E-07, D = 6.0784E-09, E = 0.000, F = 0.000
16th page
K = 0, A = 5.8768E-04, B = 3.1967E-05, C = -1.6867E-06, D = -4.2615E-10, E = 0.000, F = 0.000
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.690 8.674 13.521
Ｆナンバー 3.52 4.91 6.00
半画角 38.45 22.15 14.40
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.87 1.85 1.88
ｄ６ 9.883 4.257 0.500
ｄ１２ 3.269 4.313 8.579
ｄ１４ 3.463 8.046 7.536
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.690 8.674 13.521
F number 3.52 4.91 6.00
Half angle of view 38.45 22.15 14.40
Statue height 3.57 3.57 3.57
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 1.87 1.85 1.88
d6 9.883 4.257 0.500
d12 3.269 4.313 8.579
d14 3.463 8.046 7.536
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -7.340
２ ８ 8.454
３ １３ -14.956
４ １５ 15.662
Zoom lens group data Start surface
2 8 8.454
3 13 -14.956
4 15 15.662
図６は、実施例３の変倍光学系１Ｃにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｃは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification optical system 1C according to the third embodiment, taken along the optical axis (AX). The variable magnification optical system 1C includes a first lens group (Gr1) having a negative optical power as a whole, an optical stop (ST), and a second optical power having a positive optical power as a whole. It consists of a lens group (Gr2), a third lens group (Gr3) having negative optical power, and a fourth lens group (Gr4) having positive optical power.
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凹の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び両凸の正レンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side, a negative meniscus lens (L2) concave toward the object side, and a biconvex positive lens (L3). Become. The second lens group (Gr2) is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens (L4) and a cemented lens of a negative meniscus lens (L5) convex to the object side and a biconvex positive lens (L6). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L7). The fourth lens group (Gr4) is composed of one biconvex positive lens (L8).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｃは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図６に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。 In the zoom optical system 1C having such a lens configuration, as shown in FIG. 6, the second lens group (Gr2) approaches the object when zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T). The third lens group (Gr3) is moved linearly so as to draw a convex trajectory on the object side. The first lens group (Gr1) and the fourth lens group (Gr4) are fixed during zooming. The optical diaphragm (ST) moves together with the second lens group (Gr2) at the time of zooming.
実施例３に係る変倍光学系１Ｃにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例３では、第１、４、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズとされている。また、第１、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。 The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1C according to Example 3 is shown below. In Example 3, the first, fourth, seventh, and eighth lenses (L1, L4, L7, and L8) are double-sided aspheric lenses. The first, seventh, and eighth lenses (L1, L7, and L8) are resin lenses, and the other lenses are glass lenses.
数値実施例３
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 24.867 0.900 1.53048 55.72
２＊ 3.978 4.107
３ -6.665 0.800 1.58913 61.25
４ -45.599 0.100
５ 46.140 1.277 1.84666 23.78
６ -26.660 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.208 2.601 1.58913 61.24
９＊ -10.808 1.017
１０ 819.753 0.600 1.83400 37.35
１１ 4.615 2.188 1.49700 81.61
１２ -7.356 可変
１３＊ -30.170 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.938 可変
１５＊ 8.169 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -436.268 1.259
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 3
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 * 24.867 0.900 1.53048 55.72
2 * 3.978 4.107
3 -6.665 0.800 1.58913 61.25
4 -45.599 0.100
5 46.140 1.277 1.84666 23.78
6 -26.660 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 7.208 2.601 1.58913 61.24
9 * -10.808 1.017
10 819.753 0.600 1.83400 37.35
11 4.615 2.188 1.49700 81.61
12 -7.356
14 * 10.938 Variable 15 * 8.169 3.500 1.53048 55.72
16 * -436.268 1.259
17 ∞ 0.300 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
19 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第１面
K＝0、A＝7.5002E-04、B＝-5.2259E-06、C＝-1.1931E-07、D＝7.5347E-09、E＝0.000、F＝0.000
第２面
K＝0、A＝-1.5802E-04、B＝-2.3994E-06、C＝-6.5082E-08、D＝-1.7909E-07、E＝0.000、F＝0.000
第８面
K＝0、A＝-1.1417E-03、B＝-2.1116E-05、C＝-2.8218E-06、D＝-1.4748E-06、E＝2.7680E-07、F＝-1.8390E-08
第９面
K＝0、A＝-2.3237E-04、B＝7.8995E-06、C＝-2.0411E-05、D＝2.7827E-06、E＝-2.0702E-07、F＝3.7241E-09
第１３面
K＝0、A＝-2.6644E-03、B＝5.5276E-04、C＝-6.3339E-05、D＝-8.4566E-07、E＝1.2116E-06、F＝-9.0463E-08
第１４面
K＝0、A＝-2.5155E-03、B＝5.5470E-04、C＝-6.4427E-05、D＝1.1765E-06、E＝6.7825E-07、F＝-5.1052E-08
第１５面
K＝0、A＝1.1268E-04、B＝1.4979E-05、C＝-5.9022E-07、D＝1.0667E-08、E＝0.000、F＝0.000
第１６面
K＝0、A＝1.0694E-03、B＝2.5213E-05、C＝-2.1603E-06、D＝1.2084E-08、E＝0.000、F＝0.000
Aspheric data first surface
K = 0, A = 7.5002E-04, B = -5.2259E-06, C = -1.1931E-07, D = 7.5347E-09, E = 0.000, F = 0.000
Second side
K = 0, A = -1.5802E-04, B = -2.3994E-06, C = -6.5082E-08, D = -1.7909E-07, E = 0.000, F = 0.000
8th page
K = 0, A = -1.1417E-03, B = -2.1116E-05, C = -2.8218E-06, D = -1.4748E-06, E = 2.7680E-07, F = -1.8390E-08
9th page
K = 0, A = -2.3237E-04, B = 7.8995E-06, C = -2.0411E-05, D = 2.7827E-06, E = -2.0702E-07, F = 3.7241E-09
13th page
K = 0, A = -2.6644E-03, B = 5.5276E-04, C = -6.3339E-05, D = -8.4566E-07, E = 1.2116E-06, F = -9.0463E-08
14th page
K = 0, A = -2.5155E-03, B = 5.5470E-04, C = -6.4427E-05, D = 1.1765E-06, E = 6.7825E-07, F = -5.1052E-08
15th page
K = 0, A = 1.1268E-04, B = 1.4979E-05, C = -5.9022E-07, D = 1.0667E-08, E = 0.000, F = 0.000
16th page
K = 0, A = 1.0694E-03, B = 2.5213E-05, C = -2.1603E-06, D = 1.2084E-08, E = 0.000, F = 0.000
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.690 8.674 13.520
Ｆナンバー 3.52 4.91 6.00
半画角 38.45 22.15 14.40
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.96 1.95 1.97
ｄ６ 9.910 4.261 0.500
ｄ１２ 3.272 4.346 8.646
ｄ１４ 3.370 7.945 7.405
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.690 8.674 13.520
F number 3.52 4.91 6.00
Half angle of view 38.45 22.15 14.40
Statue height 3.57 3.57 3.57
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 1.96 1.95 1.97
d6 9.910 4.261 0.500
d12 3.272 4.346 8.646
d14 3.370 7.945 7.405
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -7.456
２ ８ 8.467
３ １３ -15.032
４ １５ 15.157
Zoom lens group data Group Start surface
2 8 8.467
3 13 -15.032
4 15 15.157
図７は、実施例４の変倍光学系１Ｄにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｄは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹の負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side, a negative meniscus lens (L2) convex toward the object side, and a positive meniscus lens convex toward the object side ( L3). The second lens group (Gr2) is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens (L4) and a cemented lens of a biconcave negative lens (L5) and a biconvex positive lens (L6). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L7). The fourth lens group (Gr4) is composed of one biconvex positive lens (L8).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｄは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図７に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。 In the zoom optical system 1D having such a lens configuration, when zooming from the wide angle end (W) to the telephoto end (T), as shown in FIG. 7, the second lens group (Gr2) approaches the object. The third lens group (Gr3) is moved linearly so as to draw a convex trajectory on the object side. The first lens group (Gr1) and the fourth lens group (Gr4) are fixed during zooming. The optical diaphragm (ST) moves together with the second lens group (Gr2) at the time of zooming.
実施例４に係る変倍光学系１Ｄにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例４では、第４、７、８レンズ（Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズ、第２レンズ（Ｌ２）が片面非球面レンズとされている。また、第２、７、８レンズ（Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。 The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1D according to Example 4 is shown below. In Example 4, the fourth, seventh, and eighth lenses (L4, L7, and L8) are double-sided aspherical lenses, and the second lens (L2) is a single-sided aspherical lens. The second, seventh, and eighth lenses (L2, L7, and L8) are resin lenses, and the other lenses are glass lenses.
数値実施例４
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 12.360 0.900 1.74330 49.22
２ 4.302 2.178
３ 72.324 0.800 1.53048 55.72
４＊ 5.448 1.488
５ 10.842 1.748 1.84666 23.78
６ 43.029 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.824 2.119 1.58913 61.24
９＊ -11.737 1.133
１０ -57.545 0.774 1.83400 37.35
１１ 5.259 2.265 1.49700 81.61
１２ -5.634 可変
１３＊ -18.326 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.650 可変
１５＊ 9.662 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -37.543 1.600
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 4
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 12.360 0.900 1.74330 49.22
2 4.302 2.178
3 72.324 0.800 1.53048 55.72
4 * 5.448 1.488
5 10.842 1.748 1.84666 23.78
6 43.029 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 7.824 2.119 1.58913 61.24
9 * -11.737 1.133
10 -57.545 0.774 1.83400 37.35
11 5.259 2.265 1.49700 81.61
12 -5.634
14 * 10.650 Variable 15 * 9.662 3.500 1.53048 55.72
16 * -37.543 1.600
17 ∞ 0.300 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
19 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第４面
K＝0、A＝-1.4325E-03、B＝-5.3095E-05、C＝1.0037E-06、D＝-1.1654E-07
第８面
K＝0、A＝-1.0157E-03、B＝-4.5599E-06、C＝-1.1236E-05、D＝2.2567E-07
第９面
K＝0、A＝6.0256E-05、B＝1.1308E-05、C＝-1.6303E-05、D＝7.6457E-07
第１３面
K＝0、A＝-2.8354E-03、B＝4.4000E-04ｍC＝-2.5861E-05、D＝6.0849E-07
第１４面
K＝0、A＝-2.3541E-03、B＝4.4842E-04、C＝-2.9190E-05、D＝9.3393E-07
第１５面
K＝0、A＝1.1196E-04、B＝9.8257E-06、C＝1.4795E-07、D＝8.0934E-09
第１６面
K＝0、A＝3.6577E-04、B＝3.2946E-05、C＝-1.4689E-06、D＝6.4734E-08
Aspheric data 4th surface
K = 0, A = -1.4325E-03, B = -5.3095E-05, C = 1.0037E-06, D = -1.1654E-07
8th page
K = 0, A = -1.0157E-03, B = -4.5599E-06, C = -1.1236E-05, D = 2.2567E-07
9th page
K = 0, A = 6.0256E-05, B = 1.1308E-05, C = -1.6303E-05, D = 7.6457E-07
13th page
K = 0, A = -2.8354E-03, B = 4.4000E-04mC = -2.5861E-05, D = 6.0849E-07
14th page
K = 0, A = -2.3541E-03, B = 4.4842E-04, C = -2.9190E-05, D = 9.3393E-07
15th page
K = 0, A = 1.1196E-04, B = 9.8257E-06, C = 1.4795E-07, D = 8.0934E-09
16th page
K = 0, A = 3.6577E-04, B = 3.2946E-05, C = -1.4689E-06, D = 6.4734E-08
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.755 8.794 13.708
Ｆナンバー 3.50 4.91 6.00
半画角 38.26 22.05 14.31
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 2.32 2.29 2.28
ｄ６ 10.094 4.472 0.652
ｄ１２ 4.071 4.910 8.230
ｄ１４ 2.229 7.012 7.511
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.755 8.794 13.708
F number 3.50 4.91 6.00
Half angle of view 38.26 22.05 14.31
Statue height 3.57 3.57 3.57
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 2.32 2.29 2.28
d6 10.094 4.472 0.652
d12 4.071 4.910 8.230
d14 2.229 7.012 7.511
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -7.694
２ ８ 8.459
３ １３ -12.577
４ １５ 14.867
Zoom lens group data Group Start surface
2 8 8.459
3 13 -12.577
4 15 14.867
図８は、実施例５の変倍光学系１Ｅにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｅは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹の負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side, a negative meniscus lens (L2) convex toward the object side, and a positive meniscus lens convex toward the object side ( L3). The second lens group (Gr2) is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens (L4) and a cemented lens of a biconcave negative lens (L5) and a biconvex positive lens (L6). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L7). The fourth lens group (Gr4) is composed of one biconvex positive lens (L8).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｅは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図８に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。
In the zoom
実施例５に係る変倍光学系１Ｅにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例５では、第２、４、７、８レンズ（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズとされている。また、第７、８レンズ（Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。
The construction data of each lens in the variable magnification
数値実施例５
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 10.109 0.900 1.74330 49.22
２ 4.328 2.134
３＊ 43.554 0.800 1.68980 52.82
４＊ 5.481 1.490
５ 10.219 1.309 1.84666 23.78
６ 40.495 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.272 2.625 1.58913 61.24
９＊ -10.908 1.113
１０ -30.422 0.600 1.83400 37.35
１１ 5.362 2.277 1.49700 81.61
１２ -5.804 可変
１３＊ -63.376 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 9.644 可変
１５＊ 8.073 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -3344.509 1.600
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 5
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 10.109 0.900 1.74330 49.22
2 4.328 2.134
3 * 43.554 0.800 1.68980 52.82
4 * 5.481 1.490
5 10.219 1.309 1.84666 23.78
6 40.495 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 7.272 2.625 1.58913 61.24
9 * -10.908 1.113
10 -30.422 0.600 1.83400 37.35
11 5.362 2.277 1.49700 81.61
12 -5.804
14 * 9.644 Variable 15 * 8.073 3.500 1.53048 55.72
16 * -3344.509 1.600
17 ∞ 0.300 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
19 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第３面
K＝0、A＝-5.9068E-05、B＝2.8485E-06、C＝9.2582E-08、D＝-1.4202E-09
第４面
K＝0、A＝-1.2667E-03、B＝-2.9252E-05、C＝4.0636E-07、D＝-8.4368E-08
第８面
K＝0、A＝-7.4378E-04、B＝1.2941E-06、C＝-3.8689E-06、D＝2.9357E-08
第９面
K＝0、A＝4.2215E-04、B＝7.7049E-06、C＝-5.9697E-06、D＝1.7474E-07
第１３面
K＝0、A＝-3.1850E-03、B＝3.5270E-04、C＝-1.0169E-05、D＝-4.6541E-08
第１４面
K＝0、A＝-3.1295E-03、B＝3.7690E-04、C＝-1.5651E-05、D＝3.8859E-07
第１５面
K＝0、A＝3.0278E-04、B＝-1.0410E-05、C＝9.8902E-08、D＝-3.0292E-09
第１６面
K＝0、A＝1.6436E-03、B＝-1.7142E-05、C＝-3.2198E-06、D＝6.6957E-08
Aspheric data 3rd surface
K = 0, A = -5.9068E-05, B = 2.8485E-06, C = 9.2582E-08, D = -1.4202E-09
4th page
K = 0, A = -1.2667E-03, B = -2.9252E-05, C = 4.0636E-07, D = -8.4368E-08
8th page
K = 0, A = -7.4378E-04, B = 1.2941E-06, C = -3.8689E-06, D = 2.9357E-08
9th page
K = 0, A = 4.2215E-04, B = 7.7049E-06, C = -5.9697E-06, D = 1.7474E-07
13th page
K = 0, A = -3.1850E-03, B = 3.5270E-04, C = -1.0169E-05, D = -4.6541E-08
14th page
K = 0, A = -3.1295E-03, B = 3.7690E-04, C = -1.5651E-05, D = 3.8859E-07
15th page
K = 0, A = 3.0278E-04, B = -1.0410E-05, C = 9.8902E-08, D = -3.0292E-09
16th page
K = 0, A = 1.6436E-03, B = -1.7142E-05, C = -3.2198E-06, D = 6.6957E-08
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.689 8.673 13.519
Ｆナンバー 2.88 3.99 4.92
半画角 38.45 22.17 14.39
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 2.33 2.30 2.27
ｄ６ 10.250 4.512 0.659
ｄ１２ 3.510 4.735 9.641
ｄ１４ 2.790 7.304 6.250
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.689 8.673 13.519
F number 2.88 3.99 4.92
Half angle of view 38.45 22.17 14.39
Statue height 3.57 3.57 3.57
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 2.33 2.30 2.27
d6 10.250 4.512 0.659
d12 3.510 4.735 9.641
d14 2.790 7.304 6.250
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -7.670
２ ８ 8.680
３ １３ -15.719
４ １５ 15.188
Zoom lens group data Group Start surface
2 8 8.680
3 13 -15.719
4 15 15.188
図９は、実施例６の変倍光学系１Ｆにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｆは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification optical system 1F of Example 6 taken along the optical axis (AX). The variable magnification optical system 1F includes a first lens group (Gr1) having a negative optical power as a whole, an optical stop (ST), and a second optical power having a positive optical power as a whole. It consists of a lens group (Gr2), a third lens group (Gr3) having negative optical power, and a fourth lens group (Gr4) having positive optical power.
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、両凹の負レンズ（Ｌ２）及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹の負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side, a negative biconcave lens (L2), and a positive meniscus lens (L3) convex toward the object side. Become. The second lens group (Gr2) is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens (L4) and a cemented lens of a biconcave negative lens (L5) and a biconvex positive lens (L6). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L7). The fourth lens group (Gr4) is composed of one biconvex positive lens (L8).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｆは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図９に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。 In the zoom optical system 1F having such a lens configuration, the second lens group (Gr2) approaches the object as shown in FIG. 9 when zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T). The third lens group (Gr3) is moved linearly so as to draw a convex trajectory on the object side. The first lens group (Gr1) and the fourth lens group (Gr4) are fixed during zooming. The optical diaphragm (ST) moves together with the second lens group (Gr2) at the time of zooming.
実施例６に係る変倍光学系１Ｆにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例６では、第１、４、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズ、第２レンズ（Ｌ２）が片面非球面レンズとされている。また、第７、８レンズ（Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。 The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1F according to Example 6 is shown below. In Example 6, the first, fourth, seventh, and eighth lenses (L1, L4, L7, and L8) are double-sided aspherical lenses, and the second lens (L2) is a single-sided aspherical lens. The seventh and eighth lenses (L7, L8) are resin lenses, and the other lenses are glass lenses.
数値実施例６
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 13.974 0.900 1.68980 52.82
２＊ 4.006 2.578
３ -15.816 0.800 1.68980 52.82
４＊ 9.459 1.137
５ 10.068 1.182 1.84666 23.78
６ 39.447 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 7.242 3.030 1.58913 61.24
９＊ -10.862 1.083
１０ -53.924 0.600 1.83400 37.35
１１ 5.054 2.260 1.49700 81.61
１２ -5.763 可変
１３＊ -22.348 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.930 可変
１５＊ 8.319 2.615 1.53048 55.72
１６＊ -60.901 1.200
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 6
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 * 13.974 0.900 1.68980 52.82
2 * 4.006 2.578
3 -15.816 0.800 1.68980 52.82
4 * 9.459 1.137
5 10.068 1.182 1.84666 23.78
6 39.447 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 7.242 3.030 1.58913 61.24
9 * -10.862 1.083
10 -53.924 0.600 1.83400 37.35
11 5.054 2.260 1.49700 81.61
12 -5.763
14 * 10.930 Variable 15 * 8.319 2.615 1.53048 55.72
16 * -60.901 1.200
17 ∞ 0.300 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
19 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第１面
K＝0、A＝9.0901E-04、B＝9.8762E-07、C＝0.000、D＝0.000
第２面
K＝0、A＝1.0409E-04、B＝2.6956E-05、C＝2.7251E-06、D＝5.2070E-08
第４面
K＝0、A＝6.7858E-04、B＝-4.5137E-05、C＝1.1365E-06、D＝3.2477E-08
第８面
K＝0、A＝-8.1459E-04、B＝-1.5389E-05、C＝-1.9961E-06、D＝-1.8855E-07
第９面
K＝0、A＝3.6095E-04、B＝1.9442E-05、C＝-1.2197E-05、D＝7.4714E-07
第１３面
K＝0、A＝-3.8902E-03、B＝3.5456E-04、C＝-1.2919E-05、D＝1.6618E-07
第１４面
K＝0、A＝-3.5017E-03、B＝3.4542E-04、C＝-1.4617E-05、D＝3.1137E-07
第１５面
K＝0、A＝3.5903E-04、B＝-2.3535E-06、C＝2.5711E-07、D＝-3.3699E-10
第１６面
K＝0、A＝6.3896E-04、B＝2.9328E-05、C＝-1.8486E-06、D＝1.9576E-08
Aspheric data first surface
K = 0, A = 9.0901E-04, B = 9.8762E-07, C = 0.000, D = 0.000
Second side
K = 0, A = 1.0409E-04, B = 2.6956E-05, C = 2.7251E-06, D = 5.2070E-08
4th page
K = 0, A = 6.7858E-04, B = -4.5137E-05, C = 1.1365E-06, D = 3.2477E-08
8th page
K = 0, A = -8.1459E-04, B = -1.5389E-05, C = -1.9961E-06, D = -1.8855E-07
9th page
K = 0, A = 3.6095E-04, B = 1.9442E-05, C = -1.2197E-05, D = 7.4714E-07
13th page
K = 0, A = -3.8902E-03, B = 3.5456E-04, C = -1.2919E-05, D = 1.6618E-07
14th page
K = 0, A = -3.5017E-03, B = 3.4542E-04, C = -1.4617E-05, D = 3.1137E-07
15th page
K = 0, A = 3.5903E-04, B = -2.3535E-06, C = 2.5711E-07, D = -3.3699E-10
16th page
K = 0, A = 6.3896E-04, B = 2.9328E-05, C = -1.8486E-06, D = 1.9576E-08
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.224 7.814 12.181
Ｆナンバー 3.79 5.21 6.02
半画角 41.30 24.36 15.95
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.91 1.93 1.87
ｄ６ 9.930 4.635 0.686
ｄ１２ 3.958 5.719 13.185
ｄ１４ 3.626 7.160 3.644
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.224 7.814 12.181
F number 3.79 5.21 6.02
Half angle of view 41.30 24.36 15.95
Statue height 3.57 3.57 3.57
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 1.91 1.93 1.87
d6 9.930 4.635 0.686
d12 3.958 5.719 13.185
d14 3.626 7.160 3.644
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -5.860
２ ８ 8.330
３ １３ -13.664
４ １５ 13.921
Zoom lens group data Group Start surface
2 8 8.330
3 13 -13.664
4 15 13.921
図１０は、実施例７の変倍光学系１Ｇにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｇは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、両凹の負レンズ（Ｌ２）及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹の負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side, a negative biconcave lens (L2), and a positive meniscus lens (L3) convex toward the object side. Become. The second lens group (Gr2) is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens (L4) and a cemented lens of a biconcave negative lens (L5) and a biconvex positive lens (L6). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L7). The fourth lens group (Gr4) is composed of one biconvex positive lens (L8).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｇは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図１０に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。 In the zoom optical system 1G having such a lens configuration, when zooming from the wide angle end (W) to the telephoto end (T), as shown in FIG. 10, the second lens group (Gr2) approaches the object. The third lens group (Gr3) is moved linearly so as to draw a convex trajectory on the object side. The first lens group (Gr1) and the fourth lens group (Gr4) are fixed during zooming. The optical diaphragm (ST) moves together with the second lens group (Gr2) at the time of zooming.
実施例７に係る変倍光学系１Ｇにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例７では、第１、４、７、８レンズ（Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズ、第２レンズ（Ｌ２）が片面非球面レンズとされている。また、第７、８レンズ（Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。 The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1G according to Example 7 is shown below. In Example 7, the first, fourth, seventh, and eighth lenses (L1, L4, L7, and L8) are double-sided aspherical lenses, and the second lens (L2) is a single-sided aspherical lens. The seventh and eighth lenses (L7, L8) are resin lenses, and the other lenses are glass lenses.
数値実施例７
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 1090.975 0.900 1.68980 52.82
２＊ 5.065 3.809
３ -23.828 0.800 1.68980 52.82
４＊ 5.734 0.529
５ 5.931 2.036 1.84666 23.78
６ 15.750 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 6.817 2.282 1.58913 61.24
９＊ -10.225 0.777
１０ -40.638 0.600 1.83400 37.35
１１ 4.969 2.267 1.49700 81.61
１２ -5.187 可変
１３＊ -39.362 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.129 可変
１５＊ 8.387 2.500 1.53048 55.72
１６＊ -35.737 1.139
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 7
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 * 1090.975 0.900 1.68980 52.82
2 * 5.065 3.809
3 -23.828 0.800 1.68980 52.82
4 * 5.734 0.529
5 5.931 2.036 1.84666 23.78
6 15.750 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 6.817 2.282 1.58913 61.24
9 * -10.225 0.777
10 -40.638 0.600 1.83400 37.35
11 4.969 2.267 1.49700 81.61
12 -5.187
14 * 10.129 Variable 15 * 8.387 2.500 1.53048 55.72
16 * -35.737 1.139
17 ∞ 0.300 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
19 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第１面
K＝0、A＝1.3328E-03、B＝-4.8496E-07、C＝-3.0913E-07、D＝3.8300E-09
第２面
K＝0、A＝1.3924E-04、B＝6.0490E-05、C＝5.9121E-06、D＝-1.0115E-07
第４面
K＝0、A＝1.6293E-03、B＝-1.1625E-04、C＝7.8464E-06、D＝-1.1167E-07
第８面
K＝0、A＝-1.0821E-03、B＝-8.0052E-05、C＝1.4806E-05、D＝-3.9464E-06
第９面
K＝0、A＝3.5743E-04、B＝4.2762E-05、C＝-2.7061E-05、D＝1.3456E-06
第１３面
K＝0、A＝-3.7659E-03、B＝3.0505E-04、C＝-1.4484E-05、D＝3.7222E-07
第１４面
K＝0、A＝-3.3036E-03、B＝3.1926E-04、C＝-1.6476E-05、D＝4.5646E-07
第１５面
K＝0、A＝4.7071E-04、B＝3.2153E-06、C＝6.7799E-07、D＝-1.2033E-08
第１６面
K＝0、A＝9.0896E-04、B＝4.4387E-05、C＝-1.4545E-06、D＝-1.9078E-08
Aspheric data first surface
K = 0, A = 1.3328E-03, B = -4.8496E-07, C = -3.0913E-07, D = 3.8300E-09
Second side
K = 0, A = 1.3924E-04, B = 6.0490E-05, C = 5.9121E-06, D = -1.0115E-07
4th page
K = 0, A = 1.6293E-03, B = -1.1625E-04, C = 7.8464E-06, D = -1.1167E-07
8th page
K = 0, A = -1.0821E-03, B = -8.0052E-05, C = 1.4806E-05, D = -3.9464E-06
9th page
K = 0, A = 3.5743E-04, B = 4.2762E-05, C = -2.7061E-05, D = 1.3456E-06
13th page
K = 0, A = -3.7659E-03, B = 3.0505E-04, C = -1.4484E-05, D = 3.7222E-07
14th page
K = 0, A = -3.3036E-03, B = 3.1926E-04, C = -1.6476E-05, D = 4.5646E-07
15th page
K = 0, A = 4.7071E-04, B = 3.2153E-06, C = 6.7799E-07, D = -1.2033E-08
16th page
K = 0, A = 9.0896E-04, B = 4.4387E-05, C = -1.4545E-06, D = -1.9078E-08
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 3.332 6.163 9.599
Ｆナンバー 3.88 5.25 6.00
半画角 47.90 30.11 19.86
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 1.84 1.87 1.82
ｄ６ 9.500 4.525 0.935
ｄ１２ 3.152 4.994 13.104
ｄ１４ 4.609 7.742 3.222
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 3.332 6.163 9.599
F number 3.88 5.25 6.00
Half angle of view 47.90 30.11 19.86
Statue height 3.57 3.57 3.57
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 1.84 1.87 1.82
d6 9.500 4.525 0.935
d12 3.152 4.994 13.104
d14 4.609 7.742 3.222
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -4.566
２ ８ 7.623
３ １３ -15.037
４ １５ 13.007
Zoom lens group data Group Start surface
2 8 7.623
3 13 -15.037
4 15 13.007
図１１は、実施例８の変倍光学系１Ｈにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｈは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）及び負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）からなる。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、両凹の負レンズ（Ｌ２）及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side, a negative biconcave lens (L2), and a positive meniscus lens (L3) convex toward the object side. Become. The second lens group (Gr2) is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens (L4) and a cemented lens of a negative meniscus lens (L5) convex to the object side and a biconvex positive lens (L6). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L7).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｈは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図１１に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。
In the zoom
実施例８に係る変倍光学系１Ｈにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例８では、第２、４、７レンズ（Ｌ２、Ｌ４、Ｌ７）が両面非球面レンズ、第１レンズ（Ｌ１）が片面非球面レンズとされている。また、第７（Ｌ７）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。
The construction data of each lens in the variable magnification
数値実施例８
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 13.539 0.900 1.74330 49.22
２＊ 5.917 3.369
３＊ -64.403 1.443 1.68980 52.82
４＊ 5.334 1.560
５ 7.855 1.168 1.84666 23.78
６ 14.576 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 6.081 2.501 1.58913 61.24
９＊ -28.575 1.228
１０ 70.348 0.600 1.83400 37.35
１１ 4.777 2.329 1.49700 81.61
１２ -5.773 可変
１３＊ -26.972 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 20.440 可変
１５ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１６ ∞ 0.500
１７(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 8
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 13.539 0.900 1.74330 49.22
2 * 5.917 3.369
3 * -64.403 1.443 1.68980 52.82
4 * 5.334 1.560
5 7.855 1.168 1.84666 23.78
6 14.576 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 6.081 2.501 1.58913 61.24
9 * -28.575 1.228
10 70.348 0.600 1.83400 37.35
11 4.777 2.329 1.49700 81.61
12 -5.773
14 * 20.440 Variable 15 ∞ 0.300 1.51680 64.20
16 ∞ 0.500
17 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第２面
K＝0、A＝-6.7215E-04、B＝-1.3356E-05、C＝-4.7567E-07、D＝-1.2906E-08
第３面
K＝0、A＝-6.7457E-04、B＝-2.8015E-05、C＝3.1073E-07、D＝2.8004E-08
第４面
K＝0、A＝3.3420E-05、B＝-4.2514E-05、C＝-4.3916E-07、D＝1.7175E-07
第８面
K＝0、A＝-2.5115E-04、B＝4.4607E-06、C＝-1.4917E-06、D＝-1.1620E-08
第９面
K＝0、A＝9.9445E-04、B＝6.0888E-05、C＝-1.3474E-05、D＝1.0430E-06
第１３面
K＝0、A＝-2.7186E-03、B＝2.6061E-04、C＝-3.2537E-05、D＝2.5157E-06
第１４面
K＝0、A＝-2.0837E-03、B＝2.4945E-04、C＝-3.0067E-05、D＝2.1196E-06
Aspheric data 2nd surface
K = 0, A = -6.7215E-04, B = -1.3356E-05, C = -4.7567E-07, D = -1.2906E-08
Third side
K = 0, A = -6.7457E-04, B = -2.8015E-05, C = 3.1073E-07, D = 2.8004E-08
4th page
K = 0, A = 3.3420E-05, B = -4.2514E-05, C = -4.3916E-07, D = 1.7175E-07
8th page
K = 0, A = -2.5115E-04, B = 4.4607E-06, C = -1.4917E-06, D = -1.1620E-08
9th page
K = 0, A = 9.9445E-04, B = 6.0888E-05, C = -1.3474E-05, D = 1.0430E-06
13th page
K = 0, A = -2.7186E-03, B = 2.6061E-04, C = -3.2537E-05, D = 2.5157E-06
14th page
K = 0, A = -2.0837E-03, B = 2.4945E-04, C = -3.0067E-05, D = 2.1196E-06
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.759 8.791 13.693
Ｆナンバー 4.15 5.67 6.70
半画角 38.10 22.06 14.35
像高 3.57 3.57 3.57
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 7.65 12.23 9.31
ｄ６ 9.840 4.530 0.880
ｄ１２ 3.058 3.723 10.272
ｄ１４ 6.904 11.549 8.650
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.759 8.791 13.693
F number 4.15 5.67 6.70
Half angle of view 38.10 22.06 14.35
Statue height 3.57 3.57 3.57
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 7.65 12.23 9.31
d6 9.840 4.530 0.880
d12 3.058 3.723 10.272
d14 6.904 11.549 8.650
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -6.084
２ ８ 8.132
３ １３ -21.792
Zoom lens group data group Start surface
2 8 8.132
3 13 -21.792
図１２は、実施例９の変倍光学系１Ｉにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｉは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。 FIG. 12 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification optical system 1I according to the ninth example, taken along the optical axis (AX). The variable magnification optical system 1I includes a first lens group (Gr1) having a negative optical power as a whole, an optical stop (ST), and a second optical power having a positive optical power as a whole. It consists of a lens group (Gr2), a third lens group (Gr3) having negative optical power, and a fourth lens group (Gr4) having positive optical power.
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）と、物体側に凹の負メニスカスレンズ（Ｌ２）とからなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ３）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ４）と両凸正レンズ（Ｌ５）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ６）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side and a negative meniscus lens (L2) concave toward the object side. The second lens group (Gr2) includes, in order from the object side, a biconvex positive lens (L3) and a cemented lens of a negative meniscus lens (L4) convex to the object side and a biconvex positive lens (L5). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L6). The fourth lens group (Gr4) is composed of one biconvex positive lens (L7).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｉは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図１２に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。 In the variable power optical system 1I having such a lens configuration, as shown in FIG. 12, the second lens group (Gr2) approaches the object when zooming from the wide angle end (W) to the telephoto end (T). The third lens group (Gr3) is moved linearly so as to draw a convex trajectory on the object side. The first lens group (Gr1) and the fourth lens group (Gr4) are fixed during zooming. The optical diaphragm (ST) moves together with the second lens group (Gr2) at the time of zooming.
実施例９に係る変倍光学系１Ｉにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例９では、第１、２、３、６、７レンズ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ７）が両面非球面レンズとされている。また、第６、７レンズ（Ｌ６、Ｌ７）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。 The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1I according to Example 9 is shown below. In Example 9, the first, second, third, sixth, and seventh lenses (L1, L2, L3, L6, and L7) are double-sided aspheric lenses. The sixth and seventh lenses (L6, L7) are resin lenses, and the other lenses are glass lenses.
数値実施例９
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 19.549 0.900 1.68980 52.82
２＊ 3.552 2.586
３＊ -13.218 3.600 1.80542 26.13
４＊ -17.712 可変
５(絞り) ∞ 0.000
６＊ 9.110 1.324 1.58913 61.24
７＊ -15.320 3.137
８ 16.607 0.600 1.83400 37.35
９ 4.867 2.198 1.49700 81.61
１０ -8.259 可変
１１＊ -11.505 0.800 1.53048 55.72
１２＊ 17.068 可変
１３＊ 10.956 3.500 1.53048 55.72
１４＊ -26.138 0.907
１５ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１６ ∞ 0.500
１７(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 9
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 * 19.549 0.900 1.68980 52.82
2 * 3.552 2.586
3 * -13.218 3.600 1.80542 26.13
4 * -17.712 Variable 5 (Aperture) ∞ 0.000
6 * 9.110 1.324 1.58913 61.24
7 * -15.320 3.137
8 16.607 0.600 1.83400 37.35
9 4.867 2.198 1.49700 81.61
10 -8.259
12 * 17.068 Variable 13 * 10.956 3.500 1.53048 55.72
14 * -26.138 0.907
15 ∞ 0.300 1.51680 64.20
16 ∞ 0.500
17 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第１面
K＝0、A＝2.7141E-03、B＝-1.7806E-04、C＝4.9376E-06、D＝-7.9272E-08、E＝0.000、F＝0.000
第２面
K＝0、A＝3.3213E-03、B＝-3.0482E-05、C＝-3.3343E-06、D＝-1.3096E-06、E＝-9.5004E-08、F＝-1.2736E-08
第３面
K＝0、A＝1.4777E-04、B＝1.2983E-05、C＝2.0039E-07、D＝-1.0083E-06、E＝0.000、F＝0.000
第４面
K＝0、A＝-3.0445E-04、B＝-5.6089E-06、C＝-3.7320E-06、D＝2.9010E-07、E＝0.000、F＝0.000
第６面
K＝0、A＝-5.3950E-04、B＝5.5666E-05、C＝-1.2006E-05、D＝2.9209E-07、E＝2.3617E-07、F＝-1.8558E-08
第７面
K＝0、A＝2.2860E-05、B＝5.1397E-05、C＝-1.4882E-05、D＝2.5140E-06、E＝-2.0495E-07、F＝1.0036E-08
第１１面
K＝0、A＝-5.2940E-04、B＝6.9803E-04、C＝-4.6783E-05、D＝-1.2601E-06、E＝3.2679E-08、F＝4.3692E-08
第１２面
K＝0、A＝-2.1552E-04、B＝7.3135E-04、C＝-7.0988E-05、D＝5.9242E-06、E＝-7.2365E-07、F＝7.0493E-08
第１３面
K＝0、A＝-3.3687E-04、B＝5.4626E-05、C＝-1.1412E-06、D＝4.6528E-09、E＝0.000、F＝0.000
第１４面
K＝0、A＝4.5263E-04、B＝3.6561E-05、C＝1.6871E-06、D＝-1.5352E-07、E＝0.000、F＝0.000
Aspheric data first surface
K = 0, A = 2.7141E-03, B = -1.7806E-04, C = 4.9376E-06, D = -7.9272E-08, E = 0.000, F = 0.000
Second side
K = 0, A = 3.3213E-03, B = -3.0482E-05, C = -3.3343E-06, D = -1.3096E-06, E = -9.5004E-08, F = -1.2736E-08
Third side
K = 0, A = 1.4777E-04, B = 1.2983E-05, C = 2.0039E-07, D = -1.0083E-06, E = 0.000, F = 0.000
4th page
K = 0, A = -3.0445E-04, B = -5.6089E-06, C = -3.7320E-06, D = 2.9010E-07, E = 0.000, F = 0.000
6th page
K = 0, A = -5.3950E-04, B = 5.5666E-05, C = -1.2006E-05, D = 2.9209E-07, E = 2.3617E-07, F = -1.8558E-08
7th page
K = 0, A = 2.2860E-05, B = 5.1397E-05, C = -1.4882E-05, D = 2.5140E-06, E = -2.0495E-07, F = 1.0036E-08
11th page
K = 0, A = -5.2940E-04, B = 6.9803E-04, C = -4.6783E-05, D = -1.2601E-06, E = 3.2679E-08, F = 4.3692E-08
12th page
K = 0, A = -2.1552E-04, B = 7.3135E-04, C = -7.0988E-05, D = 5.9242E-06, E = -7.2365E-07, F = 7.0493E-08
13th page
K = 0, A = -3.3687E-04, B = 5.4626E-05, C = -1.1412E-06, D = 4.6528E-09, E = 0.000, F = 0.000
14th page
K = 0, A = 4.5263E-04, B = 3.6561E-05, C = 1.6871E-06, D = -1.5352E-07, E = 0.000, F = 0.000
各種データ
ズーム比 2.40
広角 中間 望遠
焦点距離 4.699 8.644 11.260
Ｆナンバー 3.59 4.94 5.57
半画角 38.15 21.95 17.01
像高 3.52 3.52 3.52
レンズ全長 37.1 37.1 37.1
ＢＦ 1.61 1.60 1.56
ｄ４ 9.835 4.268 2.008
ｄ１０ 2.500 3.740 5.601
ｄ１２ 4.493 8.819 9.218
Various data Zoom ratio 2.40
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.699 8.644 11.260
F number 3.59 4.94 5.57
Half angle of view 38.15 21.95 17.01
Statue height 3.52 3.52 3.52
Total lens length 37.1 37.1 37.1
BF 1.61 1.60 1.56
d4 9.835 4.268 2.008
d10 2.500 3.740 5.601
d12 4.493 8.819 9.218
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -6.455
２ ６ 8.389
３ １１ -12.831
４ １３ 15.045
Zoom lens group data Group Start surface
2 6 8.389
3 11 -12.831
4 13 15.045
図１３は、実施例１０の変倍光学系１Ｊにおけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。変倍光学系１Ｇは、各レンズ群が物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、負の光学的パワーを有する第３レンズ群（Ｇｒ３）及び正の光学的パワーを有する第４レンズ群（Ｇｒ４）からなる。 FIG. 13 is a cross-sectional view of the lens group in the variable magnification optical system 1J of Example 10 taken along the optical axis (AX). In the variable magnification optical system 1G, each lens group in order from the object side is a first lens group (Gr1) having a negative optical power as a whole, an optical stop (ST), and a second lens having a positive optical power as a whole. It consists of a lens group (Gr2), a third lens group (Gr3) having negative optical power, and a fourth lens group (Gr4) having positive optical power.
さらに詳しくは、第１レンズ群（Ｇｒ１）は物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ１）、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ２）及び両凸の正レンズ（Ｌ３）からなる。第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側から順に、両凸の正レンズ（Ｌ４）と、両凹の負レンズ（Ｌ５）と両凸正レンズ（Ｌ６）との接合レンズとから成る。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凹の負レンズ（Ｌ７）１枚で構成されている。第４レンズ群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（Ｌ８）１枚で構成されている。 More specifically, the first lens group (Gr1) includes, in order from the object side, a negative meniscus lens (L1) convex toward the object side, a negative meniscus lens (L2) convex toward the object side, and a positive bilens lens (L3). Become. The second lens group (Gr2) is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens (L4) and a cemented lens of a biconcave negative lens (L5) and a biconvex positive lens (L6). The third lens group (Gr3) is composed of one biconcave negative lens (L7). The fourth lens group (Gr4) is composed of one biconvex positive lens (L8).
このようなレンズ構成の変倍光学系１Ｊは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、図１３に示すように、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体に近付く方向に直線的に移動され、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に凸の軌道を描くように移動される。第１レンズ群（Ｇｒ１）及び第４レンズ群（Ｇｒ４）は変倍時固定である。なお、光学絞り（ＳＴ）は、変倍時に第２レンズ群（Ｇｒ２）と共に移動する。 In the zoom optical system 1J having such a lens configuration, the second lens group (Gr2) approaches the object as shown in FIG. 13 when zooming from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T). The third lens group (Gr3) is moved linearly so as to draw a convex trajectory on the object side. The first lens group (Gr1) and the fourth lens group (Gr4) are fixed during zooming. The optical diaphragm (ST) moves together with the second lens group (Gr2) at the time of zooming.
実施例１０に係る変倍光学系１Ｊにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。この実施例１０では、第３、４、７、８レンズ（Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８）が両面非球面レンズとされている。また、第７、８レンズ（Ｌ７、Ｌ８）が樹脂製レンズとされ、その他のレンズはガラスレンズとされている。 The construction data of each lens in the variable magnification optical system 1J according to Example 10 is shown below. In Example 10, the third, fourth, seventh, and eighth lenses (L3, L4, L7, and L8) are double-sided aspheric lenses. The seventh and eighth lenses (L7, L8) are resin lenses, and the other lenses are glass lenses.
数値実施例１０
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 10.556 0.900 1.74330 49.22
２ 4.671 2.048
３ 33.679 0.800 1.72916 54.67
４ 5.242 1.202
５＊ 20.931 2.196 1.80542 26.13
６＊ -36.014 可変
７(絞り) ∞ 0.000
８＊ 8.084 2.445 1.58913 61.24
９＊ -12.126 1.163
１０ -52.297 0.600 1.83400 37.35
１１ 5.866 2.197 1.49700 81.61
１２ -5.635 可変
１３＊ -20.900 0.800 1.53048 55.72
１４＊ 10.772 可変
１５＊ 8.571 3.500 1.53048 55.72
１６＊ -136.411 1.600
１７ ∞ 0.300 1.51680 64.20
１８ ∞ 0.500
１９(像面) ∞ 0.000
Numerical Example 10
Unit mm
Surface data Surface number r d nd νd
Object ∞ ∞
1 10.556 0.900 1.74330 49.22
2 4.671 2.048
3 33.679 0.800 1.72916 54.67
4 5.242 1.202
5 * 20.931 2.196 1.80542 26.13
6 * -36.014 Variable 7 (Aperture) ∞ 0.000
8 * 8.084 2.445 1.58913 61.24
9 * -12.126 1.163
10 -52.297 0.600 1.83400 37.35
11 5.866 2.197 1.49700 81.61
12 -5.635
14 * 10.772 Variable 15 * 8.571 3.500 1.53048 55.72
16 * -136.411 1.600
17 ∞ 0.300 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
19 (image plane) ∞ 0.000
非球面データ
第５面
K＝0、A＝4.3301E-04、B＝-7.2908E-07、C＝4.0218E-07、D＝3.4843E-08、E＝-6.4078E-10
第６面
K＝0、A＝-3.5147E-04、B＝-2.1785E-05、C＝4.1711E-07、D＝-5.4667E-09、E＝-2.5968E-09
第８面
K＝0、A＝-7.6759E-04、B＝1.7113E-05、C＝-8.3040E-06、D＝4.8816E-07、E＝0.000
第９面
K＝0、A＝3.7470E-04、B＝2.5159E-05、C＝-9.2438E-06、D＝5.2595E-07、E＝0.000
第１３面
K＝0、A＝-2.6833E-03、B＝4.0464E-04、C＝-1.0763E-05、D＝8.5966E-08、E＝0.000
第１４面
K＝0、A＝-2.4717E-03、B＝4.2353E-04、C＝-1.7319E-05、D＝7.5200E-07、E＝0.000
第１５面
K＝0、A＝1.5535E-04、B＝-5.6365E-06、C＝-1.3912E-07、D＝1.4416E-08、E＝0.000
第１６面
K＝0、A＝1.2053E-03、B＝-1.2275E-05、C＝-2.8565E-06、D＝8.8087E-08、E＝0.000
Aspheric data 5th surface
K = 0, A = 4.3301E-04, B = -7.2908E-07, C = 4.0218E-07, D = 3.4843E-08, E = -6.4078E-10
6th page
K = 0, A = -3.5147E-04, B = -2.1785E-05, C = 4.1711E-07, D = -5.4667E-09, E = -2.5968E-09
8th page
K = 0, A = -7.6759E-04, B = 1.7113E-05, C = -8.3040E-06, D = 4.8816E-07, E = 0.000
9th page
K = 0, A = 3.7470E-04, B = 2.5159E-05, C = -9.2438E-06, D = 5.2595E-07, E = 0.000
13th page
K = 0, A = -2.6833E-03, B = 4.0464E-04, C = -1.0763E-05, D = 8.5966E-08, E = 0.000
14th page
K = 0, A = -2.4717E-03, B = 4.2353E-04, C = -1.7319E-05, D = 7.5200E-07, E = 0.000
15th page
K = 0, A = 1.5535E-04, B = -5.6365E-06, C = -1.3912E-07, D = 1.4416E-08, E = 0.000
16th page
K = 0, A = 1.2053E-03, B = -1.2275E-05, C = -2.8565E-06, D = 8.8087E-08, E = 0.000
各種データ
ズーム比 2.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.758 8.798 13.712
Ｆナンバー 3.548 4.939 5.997
半画角 39.473 22.843 14.805
像高 3.720 3.720 3.720
レンズ全長 36.4 36.4 36.4
ＢＦ 2.32 2.29 2.27
ｄ６ 9.949 4.305 0.500
ｄ１２ 3.996 4.922 8.548
ｄ１４ 2.304 7.022 7.201
Various data Zoom ratio 2.88
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.758 8.798 13.712
F number 3.548 4.939 5.997
Half angle of view 39.473 22.843 14.805
Image height 3.720 3.720 3.720
Total lens length 36.4 36.4 36.4
BF 2.32 2.29 2.27
d6 9.949 4.305 0.500
d12 3.996 4.922 8.548
d14 2.304 7.022 7.201
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
１ １ -7.773
２ ８ 8.475
３ １３ -13.284
４ １５ 15.330
Zoom lens group data Group Start surface
2 8 8.475
3 13 -13.284
4 15 15.330
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、上記実施例２〜１０の変倍光学系１Ｂ〜１Ｊの球面収差、非点収差、そして歪曲収差を図１５〜図２３にそれぞれ示す。これらの図において、球面収差の図には、図１４と同様に、一点鎖線で赤色、実線で黄色、そして破線で青色と、波長の異なる３つの光を用いた場合の収差がそれぞれ示してある。いずれの実施例におけるレンズ群も、広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）、望遠端（Ｔ）のいずれにおいても、歪曲収差がほぼ５％以内と優れた光学特性を示している。 The spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration of the variable magnification optical systems 1B to 1J of Examples 2 to 10 under the lens arrangement and configuration as described above are shown in FIGS. In these figures, the spherical aberration diagrams show the aberrations when three lights having different wavelengths are used, as in FIG. 14, red with a dashed line, yellow with a solid line, and blue with a broken line. . The lens groups in any of the examples show excellent optical characteristics with distortion within approximately 5% at any of the wide-angle end (W), the midpoint (M), and the telephoto end (T).
また、この実施例２〜１０の各変倍光学系１Ｂ〜１Ｊにおける広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）、そして望遠端（Ｔ）における焦点距離（単位ｍｍ）及びＦ値を、表２及び表３にそれぞれ示す。これらの表から、実施例１と同様に、短焦点で、明るい光学系が実現できていることがわかる。 In addition, the focal lengths (unit: mm) and F values at the wide angle end (W), the intermediate point (M), and the telephoto end (T) in the variable magnification optical systems 1B to 1J of Examples 2 to 10 are shown in Table 2. And Table 3 respectively. From these tables, it can be seen that, similarly to Example 1, a bright optical system with a short focal point can be realized.
また、以上の実施例１〜１０の各変倍光学系１Ａ〜１Ｊに、上述した条件式（１）〜（１１）を当てはめた場合のそれぞれの数値を、表４に示す。
Table 4 shows numerical values obtained when the above-described conditional expressions (1) to (11) are applied to the variable magnification
以上説明したように、上記実施例１〜１０に係る変倍光学系１Ａ〜１Ｊによれば、変倍比２〜３倍程度で、広角端時に広い画角を確保し、十分なコンパクト化を達成しつつ、変倍域全域にわたって収差が良好に補正された変倍光学系を提供できるようになる。従って、変倍光学系、及びこれを搭載した撮像装置若しくはデジタル機器を、高性能で、且つ小型化が十分達成された態様で提供することができる。
As described above, according to the variable magnification
１、１Ａ〜１Ｊ 変倍光学系
１１、Ｇｒ１ 第１レンズ群
１２、Ｇｒ２ 第２レンズ群
１３、Ｇｒ３ 第３レンズ群
１４、Ｇｒ４ 第４レンズ群
１５、ＳＴ 光学絞り
１６、ＳＲ 撮像素子
ＡＸ 光軸
２ 携帯電話機（デジタル機器）
２７ 撮像装置
DESCRIPTION OF
27 Imaging device
Claims (19)
前記第１レンズ群は、変倍時に固定とされ、少なくとも２枚の負レンズを有すると共に、少なくとも１面の非球面を有し、
前記第２レンズ群に開口絞りが備えられており、
下記（１）、（２）の条件式を満たすことを特徴とする変倍光学系。
０．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜０．９５ ・・・（１）
０．７＜Ｔ１／（ｆｗ×ｆｔ）０．５＜１．５ ・・・（２）
但し、ｆ１：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の合成焦点距離
Ｔ１：第１レンズ群の最も物体側の面から最も像面側の面までの光軸上での厚み
ｆｗ：広角端における全光学系の合成焦点距離
ｆｔ：望遠端における全光学系の合成焦点距離 In order from the object side, a first lens group having negative optical power, a second lens group having positive optical power, and a third lens group having negative optical power,
The first lens group is fixed at the time of zooming, has at least two negative lenses, and has at least one aspheric surface,
An aperture stop is provided in the second lens group;
A variable magnification optical system characterized by satisfying the following conditional expressions (1) and (2):
0.5 <| f1 | / f2 <0.95 (1)
0.7 <T1 / (fw × ft) 0.5 <1.5 (2)
F1: Composite focal length of the first lens group
f2: Composite focal length of the second lens group
T1: Thickness on the optical axis from the most object side surface to the most image side surface of the first lens unit
fw: Composite focal length of all optical systems at the wide-angle end
ft: Composite focal length of all optical systems at the telephoto end
１．３＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．５ ・・・（３） The variable power optical system according to claim 1, wherein the first lens group satisfies the following conditional expression (3).
1.3 <| f1 | / fw <2.5 (3)
−３．０＜（ｒ１２＋ｒ１１）／（ｒ１２−ｒ１１）＜−１．０ ・・・（４）
但し、ｒ１１：第１レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
ｒ１２：第１レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面の曲率半径 3. The zoom optical system according to claim 1, wherein a lens closest to the object side of the first lens group satisfies the following conditional expression (4): 3.
−3.0 <(r12 + r11) / (r12−r11) <− 1.0 (4)
Where r11: radius of curvature of the object side surface of the most object side lens of the first lens unit
r12: radius of curvature of the image side surface of the lens closest to the object side in the first lens group
２０＜Δν１ ・・・（５）
但し、Δν１：第１レンズ群内のレンズについて、正レンズのアッベ数平均値と負レンズのアッベ数平均値との差 4. The variable according to claim 1, wherein the first lens group includes at least two negative lenses and at least one positive lens, and satisfies the following conditional expression (5): Double optical system.
20 <Δν1 (5)
However, Δν1: difference between the Abbe number average value of the positive lens and the Abbe number average value of the negative lens for the lenses in the first lens group.
１．１＜ｆ２／ｆｗ＜２．５ ・・・（６） The variable power optical system according to claim 1, wherein the second lens group satisfies the following conditional expression (6).
1.1 <f2 / fw <2.5 (6)
１．０＜ｍ３ｔ＜２．５ ・・・（７）
但し、ｍ３ｔ：第３レンズ群の望遠端における横倍率 The variable power optical system according to claim 7, wherein the third lens group satisfies the following conditional expression (7).
1.0 <m3t <2.5 (7)
Where m3t: lateral magnification at the telephoto end of the third lens unit
０．３＜Ｂｆｗ／ｆｗ＜０．６ ・・・（８）
但し、Ｂｆｗ：レンズ最後端から焦点面までの平板ガラスを空気換算した、広角端におけるバックフォーカスの距離 The variable power optical system includes only four lens groups, flat glass is disposed on the image side of the fourth lens group, and satisfies the following conditional expression (8): Variable magnification optical system.
0.3 <Bfw / fw <0.6 (8)
However, Bfw: distance of the back focus at the wide angle end obtained by converting the flat glass from the lens rear end to the focal plane into air.
１．５＜｜ＥＰｗ／ｆｗ｜ ・・・（９）
但し、ＥＰｗ：広角端における、最大画角の主光線の射出瞳位置から像面までの距離 The variable power optical system according to any one of claims 1 to 14, wherein the fourth lens group is fixed at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end and satisfies the following conditional expression (9). .
1.5 <| EPw / fw | (9)
However, EPw: distance from the exit pupil position of the chief ray at the maximum angle of view to the image plane at the wide angle end
前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする撮像装置。 A variable magnification optical system according to any one of claims 1 to 16, and an imaging device that converts an optical image into an electrical signal,
An image pickup apparatus, wherein the variable magnification optical system is capable of forming an optical image of a subject on a light receiving surface of the image pickup device.
前記撮像装置及び撮像素子に被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部と、を具備し、
前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とするデジタル機器。 An imaging device according to claim 17,
A controller that causes the imaging device and the imaging device to perform at least one of still image shooting and moving image shooting of a subject,
A digital apparatus, wherein the variable magnification optical system of the imaging device is assembled so as to form an optical image of a subject on a light receiving surface of the imaging device.
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