JP2009198721A - Zoom lens, and imaging device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光路を変更する反射光学素子を備えることにより、入射光軸に沿う方向の厚さを小さくしたズームレンズ及びそれを用いた撮像装置に関し、特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の電子撮像素子とともに好適に使用し得るズームレンズ及びそれを用いた撮像装置に関する。 The present invention relates to a zoom lens having a reflective optical element that changes an optical path, thereby reducing the thickness in the direction along the incident optical axis, and an image pickup apparatus using the zoom lens, and particularly, together with an electronic image pickup element such as a CCD or a CMOS. The present invention relates to a zoom lens that can be suitably used and an imaging apparatus using the same.
従来より、複数のレンズ群からなり、最も物体側に配置されているレンズ群に光路を変更するための反射光学素子を備え、変更後の光路上に配置されている他のレンズ群が適宜移動することにより変倍を行うズームレンズが知られている。 Conventionally, it is composed of a plurality of lens groups, and the lens group arranged closest to the object has a reflective optical element for changing the optical path, and other lens groups arranged on the changed optical path are moved as appropriate. Zoom lenses that perform zooming by doing so are known.
このようなズームレンズは、変倍時に移動するレンズ群の移動方向が入射光軸に沿う方向とは異なる方向となるため、そのズームレンズを用いた撮像装置における入射光軸に沿う方向、つまり、被写体から撮影者に向かう方向の厚さを押さえつつ、高変倍比を実現することができる。そして、このようなズームレンズとしては、下記の特許文献１や特許文献２に記載されているズームレンズが知られている。
In such a zoom lens, since the moving direction of the lens group that moves during zooming is different from the direction along the incident optical axis, the direction along the incident optical axis in the imaging device using the zoom lens, that is, A high zoom ratio can be realized while suppressing the thickness in the direction from the subject toward the photographer. As such zoom lenses, zoom lenses described in
しかし、特許文献１に記載されているズームレンズは、入射光軸に沿う方向の厚さは比較的薄く構成されているものの、広角端における半画角が３０度程度であり、また、変倍比が３倍程度であるため、十分な光学性能が得られないという問題があった。
However, although the zoom lens described in
また、特許文献２に記載されているズームレンズは、５倍以上の高変倍を達成しているが、ズームレンズの全長が撮像面の大きさと比較して大きいという問題があった。また、半画角も３０度程度であり、広角端における画角もそれほど大きくなく、十分な光学性能が得られないという問題があった。
The zoom lens described in
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広角・高変倍比を有し、かつ、コンパクトな構成のズームレンズ及びそれを用いた撮像装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to have a zoom lens having a wide-angle / high zoom ratio and a compact configuration, and a zoom lens using the same. It is to provide an image pickup apparatus.
上記の目的を達成するために、本発明のズームレンズは、複数のレンズ群の間隔を適宜変化させることによって変倍を行い、物体側から順に、正の屈折力を持ち光路を変更する反射光学素子を備えている第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを有するズームレンズにおいて、前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側から順に正レンズと負の屈折力を持つレンズコンポーネントとからなる前群と、負の屈折力を持ち物体側から順に正レンズと負レンズとからなる接合レンズである後群とにより構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the zoom lens according to the present invention performs reflection magnification by appropriately changing the interval between a plurality of lens groups, and in order from the object side, the reflective optical system has a positive refractive power and changes the optical path. In a zoom lens having a first lens group having an element, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, and a third lens group having a positive refractive power, the third lens group includes: In order from the object side, the front group has a positive refractive power and a lens component having a negative refractive power in order from the object side, and has a negative lens and a positive lens and a negative lens in order from the object side. It is constituted by a rear group which is a cemented lens.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．５ ＜ ｜ｆ3r／ｆ3f｜ ＜ ４ ・・・（１）
ただし、ｆ3fは前記第３レンズ群の前群の焦点距離、ｆ3rは前記第３レンズ群の後群の焦点距離である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
0.5 <| f3r / f3f | <4 (1)
Here, f 3f is the focal length of the front group of the third lens group, and f 3r is the focal length of the rear group of the third lens group.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．６５ ＜ ｆ3f／ｆ3 ＜ １．５ ・・・（２）
ただし、ｆ3fは前記第３レンズ群の前群の焦点距離、ｆ3は前記第３レンズ群の焦点距離である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
0.65 <f 3f / f 3 <1.5 (2)
Here, f 3f is the focal length of the front group of the third lens group, and f 3 is the focal length of the third lens group.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１．５ ＜ ＨＨ3fr／ｉｈw ＜ ５ ・・・（３）
ただし、ＨＨ3frは前記第３レンズ群の前群の後側主点と前記第３レンズ群の後群の前側主点との主点間隔、ｉｈwは広角端における最大像高である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
1.5 <HH 3fr / ih w <5 (3)
Here, HH 3fr is the principal point interval between the rear principal point of the front group of the third lens group and the front principal point of the rear group of the third lens group, and ih w is the maximum image height at the wide angle end.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．０６ ＜ ｎd3rn−ｎd3rp ＜ ０．６ ・・・（４）
ただし、ｎd3rnは前記第３レンズ群の後群の負レンズのｄ−ｌｉｎｅにおける屈折力、ｎd3rpは前記第３レンズ群の後群の正レンズのｄ−ｌｉｎｅにおける屈折力である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
0.06 < nd3rn- nd3rp <0.6 (4)
Here, n d3rn is the refractive power at the d-line of the negative lens in the rear group of the third lens group, and n d3rp is the refractive power at the d-line of the positive lens in the rear group of the third lens group.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜ ＜ ０．６ ・・・（５）
ただし、Ｒ3rnfは前記第３レンズ群の後群である接合レンズの接合面の曲率半径、Ｒ3rnrは前記第３レンズ群の後群である接合レンズの最も像側の面の曲率半径である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
| (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6 (5)
Where R 3rnf is the radius of curvature of the cemented surface of the cemented lens that is the rear group of the third lens group, and R 3rnr is the radius of curvature of the most image-side surface of the cemented lens that is the rear group of the third lens group. .
また、本発明のズームレンズは、前記第３レンズ群の前群の負の屈折力を持つレンズコンポーネントが、物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなる接合レンズであることが好ましい。 In the zoom lens according to the present invention, it is preferable that the lens component having a negative refractive power in the front group of the third lens group is a cemented lens including a positive lens and a negative lens in order from the object side.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
３．０ ＜ ｆt／ｆw ＜ １０．０ ・・・（６）
ただし、ｆwはズームレンズの広角端における焦点距離、ｆtはズームレンズの望遠端における焦点距離である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
3.0 < ft / fw <10.0 (6)
However, f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens, the f t is the focal length at the telephoto end of the zoom lens.
また、本発明のズームレンズは、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ及び前記第３レンズ群の最も物体側のレンズの有する面の少なくとも１つの面が、非球面であることが好ましい。 In the zoom lens according to the aspect of the invention, it is preferable that at least one of the surfaces of the lens closest to the object side of the second lens group and the lens closest to the object side of the third lens group is an aspherical surface.
また、本発明のズームレンズは、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負レンズ、反射光学素子、正の屈折力を持つレンズコンポーネントを有することが好ましい。 In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the first lens group includes a negative lens, a reflective optical element, and a lens component having a positive refractive power in order from the object side.
さらに、本発明のズームレンズは、前記第１レンズ群が上記の構成である場合、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１．９５ ＜ ｎd1 ＜ ２．１２ ・・・（７）
１５ ＜ νd1 ＜ ３０ ・・・（８）
ただし、ｎd1は前記第１レンズ群の負レンズの屈折力、νd1は前記第１レンズ群の負レンズのアッベ数である。
Furthermore, in the zoom lens according to the present invention, it is preferable that the following conditional expression is satisfied when the first lens group has the above-described configuration.
1.95 < nd1 <2.12 (7)
15 <ν d1 <30 (8)
Here, n d1 is the refractive power of the negative lens of the first lens group, and ν d1 is the Abbe number of the negative lens of the first lens group.
さらに、本発明のズームレンズは、前記第１レンズ群が上記の構成である場合、前記第１レンズ群の負レンズの像側の面が、光軸から離れるに従ってレンズの曲率が小さくなる非球面であることが好ましい。 Further, in the zoom lens according to the present invention, when the first lens group has the above-described configuration, an aspherical surface in which the curvature of the lens decreases as the image side surface of the negative lens in the first lens group moves away from the optical axis. It is preferable that
さらに、本発明のズームレンズは、前記第１レンズ群が上記の構成である場合、前記第１レンズ群の正の屈折力を持つレンズコンポーネントの有する面の少なくとも１つが、非球面であることが好ましい。 Furthermore, in the zoom lens according to the present invention, when the first lens group has the above-described configuration, at least one of the surfaces of the lens component having a positive refractive power of the first lens group is an aspherical surface. preferable.
さらに、前記第１レンズ群が上記の構成である場合、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１ ＜ ｆw／ｉｈw ＜ １．８ ・・・（９）
ただし、ｆwはズームレンズの広角端における焦点距離、ｉｈwは広角端における像高である。
Furthermore, when the first lens group has the above-described configuration, it is preferable that the zoom lens of the present invention satisfies the following conditional expression.
1 <f w / ih w <1.8 (9)
Here, f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens, and ih w is the image height at the wide-angle end.
また、本発明のズームレンズは、前記第１レンズ群の光路を変更する反射光学素子が、プリズムであって、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１ ＜ Ｄp／ｉｈw ＜ ５ ・・・（１０）
ただし、Ｄpは前記プリズムの光軸上の長さ、ｉｈwは広角端における像高である。
In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the reflecting optical element that changes the optical path of the first lens group is a prism, and satisfies the following conditional expression.
1 <D p / ih w < 5 ··· (10)
However, D p is the length on the optical axis of the prism, ih w is an image height at the wide-angle end.
また、本発明のズームレンズは、物体側から順に、前記正の屈折力を持つ第１レンズ群と、前記負の屈折力を持つ第２レンズ群と、前記正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群とにより構成されていることが好ましい。 The zoom lens of the present invention includes, in order from the object side, the first lens group having the positive refractive power, the second lens group having the negative refractive power, and the third lens having the positive refractive power. It is preferable that the lens unit is constituted by a group and a fourth lens group having a positive refractive power.
また、本発明のズームレンズは、変倍時に、前記第１レンズ群及び前記開口絞りが、撮像面に対して移動しないことが好ましい。 In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the first lens group and the aperture stop do not move with respect to the imaging surface during zooming.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１０ ＜ Ｃj／ｉｈw ＜ ２０ ・・・（１１）
ただし、Ｃjは、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離にバックフォーカスの空気換算長を加えた長さの最大値、ｉｈwは広角端における像高である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
10 <C j / ih w < 20 ··· (11)
Where C j is the maximum length obtained by adding the air-converted length of the back focus to the distance from the lens surface closest to the object side to the lens surface closest to the image side of the zoom lens, and ih w is the image height at the wide-angle end. is there.
また、上記の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、上記いずれかのズームレンズと、撮像素子と、前記ズームレンズの変倍による焦点距離情報を電気的に取得する手段と、前記ズームレンズの各焦点距離における歪曲収差データ又は歪曲収差を補正するための補正データを記憶したメモリ領域と、歪曲収差を補正するための電気回路とを備え、前記ズームレンズによって前記撮像素子の撮像面上に結像された像に基づいて取得した電気情報を、前記ズームレンズの変倍による焦点距離情報を電気的に取得する手段によって得られた焦点距離情報及び前記ズームレンズの各焦点距離における歪曲収差データ又は歪曲収差を補正するための補正データを記憶したメモリ領域に記憶されている情報を用いて、前記歪曲収差を補正するための電気回路によって、歪曲収差を電気的に補正する手段を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image pickup apparatus according to the present invention includes any one of the above zoom lenses, an image pickup device, means for electrically acquiring focal length information by zooming of the zoom lens, A memory area storing distortion data or correction data for correcting distortion at each focal length of the zoom lens, and an electric circuit for correcting distortion, and an imaging surface of the image sensor by the zoom lens The electrical information acquired based on the image formed on the top, the focal length information obtained by means for electrically acquiring the focal length information by the zoom lens zooming, and the distortion at each focal length of the zoom lens Using the information stored in the memory area in which the correction data for correcting the aberration data or the distortion aberration is stored, the distortion aberration is corrected. The magnetic circuit, and having a means for electrically correcting distortion.
また、本発明の撮像装置は、前記歪曲収差データ又は歪曲収差を補正するためのデータが、前記撮像素子の色チャンネル毎に設定されており、前記色チャンネル毎に歪曲収差の補正を行うことが好ましい。 In the imaging apparatus of the present invention, the distortion data or the data for correcting the distortion is set for each color channel of the imaging element, and the distortion can be corrected for each color channel. preferable.
本発明によれば、広角・高変倍比を有し、かつ、コンパクトな構成のズームレンズ及びそれを用いた撮像装置が得られる。 According to the present invention, a zoom lens having a wide angle / high zoom ratio and a compact configuration and an imaging apparatus using the zoom lens can be obtained.
本発明のズームレンズ及びそれを用いた撮像装置の実施例の説明に先立ち、本発明の各構成による作用効果を説明する。 Prior to the description of the embodiments of the zoom lens of the present invention and the image pickup apparatus using the zoom lens, effects of the respective configurations of the present invention will be described.
本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を持ち光路を変更する反射光学素子を備えている第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを有するという構成としている。 The zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a reflective optical element having a positive refractive power and changing an optical path, a second lens group having a negative refractive power, an aperture stop, And a third lens group having a positive refractive power.
このような構成においては、主として負の屈折力を持つ第２レンズ群と正の屈折力を持つ第３レンズ群によって変倍が行われる。このように第３レンズ群が変倍能力を持つような構成にすれば、第２レンズ群の移動量を少なくさせると同時に、第１レンズ群への入射光線高を低く抑えることができるため、ズームレンズを構成する光学素子を小型化することが可能となる。 In such a configuration, zooming is performed mainly by the second lens group having a negative refractive power and the third lens group having a positive refractive power. If the third lens group is configured to have a zooming ability in this way, the amount of movement of the second lens group can be reduced, and at the same time, the height of incident light on the first lens group can be kept low. It becomes possible to reduce the size of the optical element constituting the zoom lens.
このような構成を前提とした上で、さらに本発明のズームレンズは、第３レンズ群を、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側から順に正レンズと負の屈折力を持つレンズコンポーネントとからなる前群と、負の屈折力を持ち物体側から順に正レンズと負レンズとからなる接合レンズである後群とにより構成している。 On the premise of such a configuration, the zoom lens of the present invention further includes a lens component having a third lens unit in order from the object side, having positive refractive power and having positive refractive power and negative refractive power in order from the object side. And a rear group having a negative refractive power and a cemented lens composed of a positive lens and a negative lens in order from the object side.
第３レンズ群をこのように構成すれば、第３レンズ群を従来のように構成した場合よりも、第３レンズ群の主点位置を物体側に近づけることができる。そのため、第３レンズ群に強い変倍作用を持たせても、望遠端において第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りやシャッター等を配置するためのスペースを十分に確保することが可能となっている。 If the third lens group is configured in this way, the principal point position of the third lens group can be closer to the object side than when the third lens group is configured as in the related art. Therefore, even if the third lens group has a strong zooming action, a sufficient space is provided for disposing an aperture stop, a shutter, and the like between the second lens group and the third lens group at the telephoto end. Is possible.
また、第３レンズ群の物体側に配置された正レンズにより発生する収差の補正を、前群の負のレンズコンポーネントと、後群の正レンズと負レンズを接合した接合レンズである負のコンポーネントとで分担することにより、第３レンズ群の変倍作用を強めながらも、収差を抑えることが可能となっている。 In addition, correction of aberration generated by the positive lens disposed on the object side of the third lens group is performed by correcting the negative lens component of the front group and the negative component which is a cemented lens in which the positive lens and negative lens of the rear group are cemented. Thus, it is possible to suppress aberrations while strengthening the zooming action of the third lens group.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．５ ＜ ｜ｆ3r／ｆ3f｜ ＜ ４ ・・・（１）
ただし、ｆ3fは第３レンズ群の前群の焦点距離、ｆ3rは第３レンズ群の後群の焦点距離である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
0.5 <| f3r / f3f | <4 (1)
Here, f 3f is the focal length of the front group of the third lens group, and f 3r is the focal length of the rear group of the third lens group.
本発明ズームレンズの第３レンズ群は、後群が物体側から順に正レンズと負レンズとからなる負の屈折力を持つレンズコンポーネントを備えており、後群の前側主点位置が像側に近づくように構成されている。そのため、第３レンズ群の前群と後群の主点間隔を広くすることができ、第３レンズ群の後群に強い負の屈折力を持たせながらも、第３レンズ群全体には強い正の合成屈折力を持たせることが可能となっている。 The third lens group of the zoom lens according to the present invention includes a lens component having a negative refractive power in which the rear group includes a positive lens and a negative lens in order from the object side, and the front principal point position of the rear group is located on the image side. It is configured to approach. For this reason, the distance between the principal points of the front group and the rear group of the third lens group can be widened, and the entire third lens group is strong while giving a strong negative refractive power to the rear group of the third lens group. It is possible to have a positive combined refractive power.
そこで、本発明のズームレンズは、第３レンズ群の前群の焦点距離と後群の焦点距離の関係を表す式である条件式（１）を満たすように構成することが好ましい。条件式（１）の下限を下回ると、後群の屈折力が強くなりすぎてしまう。一方、条件式（１）の上限を上回ると、逆に後群の屈折力が弱くなりすぎてしまう。そして、いずれの場合であっても第３レンズ群の前群、特に後群との間で負の屈折力を分担する前群の負の屈折力を持つレンズコンポーネントにおける収差の補正が困難になる。 Therefore, it is preferable that the zoom lens of the present invention is configured to satisfy the conditional expression (1) that is an expression representing the relationship between the focal length of the front group and the focal length of the rear group of the third lens group. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the refractive power of the rear group becomes too strong. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the refractive power of the rear group becomes too weak. In either case, it becomes difficult to correct aberrations in the lens component having negative refractive power in the front group that shares negative refractive power with the front group of the third lens group, particularly with the rear group. .
なお、条件式（１）に代わり、次の条件式（１）’，（１）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
０．６ ＜ ｜ｆ3r／ｆ3f｜ ＜ ３．２ ・・・（１）’
０．７ ＜ ｜ｆ3r／ｆ3f｜ ＜ ２．５ ・・・（１）”
また、条件式（１）’の上限値又は下限値を、条件式（１），（１）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（１）”の上限値又は下限値を、条件式（１），（１）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (1) ′ and (1) ″ instead of conditional expression (1).
0.6 <| f 3r / f 3f | <3.2 (1) ′
0.7 <| f3r / f3f | <2.5 (1) "
Further, the upper limit value or lower limit value of conditional expression (1) ′ may be used as the upper limit value or lower limit value of conditional expression (1), (1) ″, or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (1) ″ may be The upper limit value or lower limit value of conditional expressions (1) and (1) ′ may be used.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．６５ ＜ ｆ3f／ｆ3 ＜ １．５ ・・・（２）
ただし、ｆ3fは第３レンズ群の前群の焦点距離、ｆ3は第３レンズ群の焦点距離である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
0.65 <f 3f / f 3 <1.5 (2)
Here, f 3f is the focal length of the front group of the third lens group, and f 3 is the focal length of the third lens group.
条件式（２）は、第３レンズ群の前群の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離との関係を表す式である。条件式（２）の下限を下回ると、第３レンズ群の前群の屈折力が強くなりすぎてしまい、特に第３レンズ群の前群の正レンズで発生する収差が大きくなるため、光学性能の確保が困難になる。一方、条件式（２）の上限を上回ると、第３レンズ群の前群の屈折力が弱くなりすぎてしまい、第３レンズ群の前群と後群の間隔を大きくする必要が生じ、小型化が困難になる。 Conditional expression (2) is an expression representing the relationship between the focal length of the front group of the third lens group and the focal length of the third lens group. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the refractive power of the front group of the third lens group becomes too strong, and in particular, the aberration generated in the positive lens of the front group of the third lens group becomes large. It will be difficult to secure. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the refractive power of the front group of the third lens group becomes too weak, and it becomes necessary to increase the distance between the front group and the rear group of the third lens group. It becomes difficult.
なお、条件式（２）に代わり、次の条件式（２）’，（２）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
０．７５ ＜ ｆ3f／ｆ3 ＜ １．３５ ・・・（２）’
０．８ ＜ ｆ3f／ｆ3 ＜ １．２ ・・・（２）”
また、条件式（２）’の上限値又は下限値を、条件式（２），（２）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（２）”の上限値又は下限値を、条件式（２），（２）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (2) ′ and (2) ″ instead of conditional expression (2).
0.75 <f 3f / f 3 <1.35 (2) ′
0.8 <f 3f / f 3 < 1.2 ··· (2) "
Further, the upper limit value or lower limit value of conditional expression (2) ′ may be used as the upper limit value or lower limit value of conditional expression (2), (2) ″, or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (2) ″ may be The upper limit value or lower limit value of conditional expressions (2) and (2) ′ may be used.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１．５ ＜ ＨＨ3fr／ｉｈw ＜ ５ ・・・（３）
ただし、ＨＨ3frは第３レンズ群の前群の後側主点と第３レンズ群の後群の前側主点との主点間隔、ｉｈwは広角端における像高である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
1.5 <HH 3fr / ih w <5 (3)
Here, HH 3fr is the principal point interval between the rear principal point of the front group of the third lens group and the front principal point of the rear group of the third lens group, and ih w is the image height at the wide angle end.
条件式（３）は、第３レンズ群の前群と後群との主点間隔の関係を表す式である。条件式（３）の下限を下回ると、第３レンズ群の合成屈折力を強い正にするために第３レンズ群の後群の負の屈折力を弱くせざるを得ず、良好に収差を補正することが困難となる。一方、条件式（３）の上限を上回ると、第３レンズ群の前群と後群との間隔が広くなりすぎる、または、第３レンズ群の各レンズのパワーが強くなりすぎてしまうため、ズームレンズを大型化せずに良好に収差を補正することが困難になる。 Conditional expression (3) is an expression representing the relationship between the principal points of the front group and the rear group of the third lens group. If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, in order to make the combined refractive power of the third lens group strong positive, the negative refractive power of the rear group of the third lens group has to be weakened, and the aberration is improved. It becomes difficult to correct. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the distance between the front group and the rear group of the third lens group becomes too wide, or the power of each lens of the third lens group becomes too strong. It becomes difficult to correct aberrations satisfactorily without increasing the size of the zoom lens.
なお、条件式（３）に代わり、次の条件式（３）’，（３）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
１．８ ＜ ＨＨ3fr／ｉｈw ＜ ４ ・・・（３）’
２．２ ＜ ＨＨ3fr／ｉｈw ＜ ３．５ ・・・（３）”
また、条件式（３）’の上限値又は下限値を、条件式（３），（３）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（３）”の上限値又は下限値を、条件式（３），（３）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (3) ′ and (3) ″ instead of conditional expression (3).
1.8 <HH 3fr / ih w <4 (3) ′
2.2 <HH 3fr / ih w <3.5 (3) ”
Further, the upper limit value or lower limit value of conditional expression (3) ′ may be the upper limit value or lower limit value of conditional expression (3), (3) ″, or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (3) ″ may be The upper limit value or lower limit value of conditional expressions (3) and (3) ′ may be used.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
０．０６ ＜ ｎd3rn−ｎd3rp ＜ ０．６ ・・・（４）
ただし、ｎd3rnは第３レンズ群の後群の負レンズのｄ−ｌｉｎｅにおける屈折力、ｎd3rpは第３レンズ群の後群の正レンズのｄ−ｌｉｎｅにおける屈折力である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
0.06 < nd3rn- nd3rp <0.6 (4)
Here, n d3rn is the refractive power at the d-line of the negative lens in the rear group of the third lens group, and n d3rp is the refractive power at the d-line of the positive lens in the rear group of the third lens group.
本発明ズームレンズの第３レンズ群は、前群に負の屈折力を持つレンズコンポーネントを有し、後群に接合レンズである負の屈折力を持つレンズコンポーネントを有していることにより、強い正の屈折力を持ちながらも、他のレンズ群により発生する倍率色収差や、第３レンズ群の最も物体側の正レンズで発生する非点収差を効果的に補正することができる。特に第３レンズ群の後群は、広角端において軸外光線がレンズの周辺を通るため、非点収差や高次の倍率色収差に対する補正効果が高い。 The third lens group of the zoom lens according to the present invention has a lens component having a negative refractive power in the front group and a lens component having a negative refractive power that is a cemented lens in the rear group. While having positive refractive power, it is possible to effectively correct lateral chromatic aberration generated by other lens groups and astigmatism generated by the positive lens closest to the object side in the third lens group. In particular, the rear group of the third lens group has a high correction effect on astigmatism and higher-order chromatic aberration of magnification because off-axis rays pass through the periphery of the lens at the wide-angle end.
そこで本発明のズームレンズは、第３レンズ群の後群の正レンズと負レンズの屈折率の関係を表す式である条件式（４）を満たすように構成することが好ましい。条件式（４）の下限を下回る又は上限を上回ると、屈折率差による接合面の作用が不足又は過剰となってしまい、良好な収差補正ができなくなる。 Therefore, it is preferable that the zoom lens of the present invention is configured to satisfy the conditional expression (4) that is an expression representing the relationship between the refractive indexes of the rear lens group positive lens and the negative lens element in the third lens group. If the lower limit or the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the effect of the joint surface due to the difference in refractive index becomes insufficient or excessive, and good aberration correction cannot be performed.
なお、条件式（４）に代わり、次の条件式（４）’，（４）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
０．０９ ＜ ｎd3rn−ｎd3rp ＜ ０．５ ・・・（４）’
０．１２ ＜ ｎd3rn−ｎd3rp ＜ ０．４ ・・・（４）”
また、条件式（４）’の上限値又は下限値を、条件式（４），（４）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（４）”の上限値又は下限値を、条件式（４），（４）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (4) ′ and (4) ″ instead of conditional expression (4).
0.09 < nd3rn- nd3rp <0.5 (4) '
0.12 < nd3rn- nd3rp <0.4 (4) "
Further, the upper limit value or lower limit value of the conditional expression (4) ′ may be used as the upper limit value or lower limit value of the conditional expression (4), (4) ″, or the upper limit value or lower limit value of the conditional expression (4) ″ may be The upper limit value or lower limit value of conditional expressions (4) and (4) ′ may be used.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜ ＜ ０．６ ・・・（５）
ただし、Ｒ3rnfは第３レンズ群の後群である接合レンズの接合面の曲率半径、Ｒ3rnrは第３レンズ群の後群である接合レンズの最も像側の面の曲率半径である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
| (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6 (5)
Where R 3rnf is the radius of curvature of the cemented surface of the cemented lens that is the rear group of the third lens group, and R 3rnr is the radius of curvature of the most image-side surface of the cemented lens that is the rear group of the third lens group.
本発明のズームレンズは、第３レンズ群の前群と後群の主点間隔を確保するために、後群の主点位置はできるだけ像側に近い方が望ましい。また、後群の接合レンズの接合面と射出面による倍率色収差や非点収差の補正効果を効果的に得るためには、後群の接合レンズのうちの負レンズが両凹レンズであることが望ましい。 In the zoom lens of the present invention, it is desirable that the principal point position of the rear group is as close to the image side as possible in order to ensure the distance between the principal points of the front group and the rear group of the third lens group. In order to effectively obtain the correction effect of lateral chromatic aberration and astigmatism due to the cemented surface and the exit surface of the cemented lens in the rear group, it is desirable that the negative lens in the cemented lens in the rear group is a biconcave lens. .
そこで本発明のズームレンズは、条件式（５）を満たすように構成することが好ましい。なお、条件式（５）は、第３レンズ群の後群の備える接合レンズを構成する負レンズの形状を、収差補正が良好な状態を維持しながら主点位置を像側に近づけるのに適した値を設定したものである。条件式（５）の下限を下回る又は上限を上回ると、第３レンズ群の後群の備える接合レンズの接合面又は射出面の曲率が、倍率色収差や非点収差等を効果的に補正するのに適した値から外れてしまうため、良好な光学性能を維持することが困難となる。 Therefore, it is preferable that the zoom lens of the present invention is configured to satisfy the conditional expression (5). Conditional expression (5) is suitable for bringing the principal point position closer to the image side while maintaining a good aberration correction state for the shape of the negative lens constituting the cemented lens included in the rear group of the third lens group. Value is set. If the lower limit or the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the curvature of the cemented surface or exit surface of the cemented lens included in the rear group of the third lens group effectively corrects lateral chromatic aberration, astigmatism, and the like. Therefore, it is difficult to maintain good optical performance.
なお、条件式（５）に代わり、次の条件式（５）’，（５）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜ ＜ ０．５ ・・・（５）’
｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜ ＜ ０．４ ・・・（５）”
また、条件式（５）’の上限値又は下限値を、条件式（５），（５）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（５）”の上限値又は下限値を、条件式（５），（５）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (5) ′ and (5) ″ instead of conditional expression (5).
| (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.5 (5) ′
| (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.4 (5) ”
Further, the upper limit value or lower limit value of the conditional expression (5) ′ may be set as the upper limit value or lower limit value of the conditional expression (5), (5) ″, or the upper limit value or lower limit value of the conditional expression (5) ″ may be The upper limit value or lower limit value of conditional expressions (5) and (5) ′ may be used.
また、本発明のズームレンズは、第３レンズ群の前群の負の屈折力を持つレンズコンポーネントが、物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなる接合レンズであることが好ましい。 In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the lens component having a negative refractive power in the front group of the third lens group is a cemented lens including a positive lens and a negative lens in order from the object side.
第３レンズ群の前群の負の屈折力を持つレンズコンポーネントを、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズとすることにより、第３レンズ群の前群の正レンズで発生する色収差や軸外の収差を、前群内で効果的に補正ができる。また、後群の接合レンズとの間で収差補正を効果的に分担することができる。また、第３レンズ群の前群の主点を、物体側に近づけつつ軸外の収差を効果的に補正できる。 The lens component having negative refractive power in the front group of the third lens group is a cemented lens in which a positive lens and a negative lens are cemented, so that chromatic aberration and axis generated in the positive lens in the front group of the third lens group. External aberrations can be effectively corrected within the front group. In addition, aberration correction can be effectively shared with the cemented lens in the rear group. Further, it is possible to effectively correct off-axis aberrations while bringing the principal point of the front group of the third lens group closer to the object side.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
３．０ ＜ ｆt／ｆw ＜ １０．０ ・・・（６）
ただし、ｆwはズームレンズの広角端における焦点距離、ｆtはズームレンズの望遠端における焦点距離である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
3.0 < ft / fw <10.0 (6)
However, f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens, the f t is the focal length at the telephoto end of the zoom lens.
条件式（６）はズームレンズの変倍比を表す式である。本発明におけるズームレンズの構成は、条件式（６）の下限を下回る場合でも良好な性能を得られるが、第３レンズ群の後群を配置することによるスペース効率やコストを鑑みると、変倍比が低い領域において本構成をとることによるメリットは薄い。そのため、本発明のズームレンズは、条件式（６）の下限を下回らないようにすることが好ましい。 Conditional expression (6) is an expression representing the zoom ratio of the zoom lens. The configuration of the zoom lens in the present invention can provide good performance even when the lower limit of conditional expression (6) is not reached. However, in view of space efficiency and cost due to the arrangement of the rear group of the third lens group, the zoom ratio is changed. The merit by taking this configuration in a region where the ratio is low is small. Therefore, it is preferable that the zoom lens of the present invention does not fall below the lower limit of conditional expression (6).
一方、条件式（６）の上限を上回ると、第２レンズ群と第３レンズ群の変倍の負担が大きくなりすぎてしまうため、本構成の各レンズ群にさらにレンズコンポーネントを追加する、または、本構成にさらに変倍作用を有するレンズ群を追加する必要が生じる。また、本構成の場合、変倍比を大きくするためには望遠端における焦点距離を大きくすることが好ましいが、そのためには望遠端における開口径を大きくしなくてはならず、反射光学素子を通過する光束が太くなり、反射光学素子を小型化することが困難となる。そのため、本発明のズームレンズは、条件式（６）の上限を上回らないようにすることが好ましい。 On the other hand, if the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the burden of zooming on the second lens group and the third lens group will become too large, so additional lens components will be added to each lens group of this configuration, or Therefore, it is necessary to add a lens group having a zooming function to this configuration. In the case of this configuration, in order to increase the zoom ratio, it is preferable to increase the focal length at the telephoto end, but for this purpose, the aperture diameter at the telephoto end must be increased, and the reflective optical element is The passing light beam becomes thick, and it is difficult to reduce the size of the reflective optical element. Therefore, it is preferable that the zoom lens of the present invention does not exceed the upper limit of conditional expression (6).
なお、条件式（６）に代わり、次の条件式（６）’，（６）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
３．０ ＜ ｆt／ｆw ＜ ８．０ ・・・（６）’
３．５ ＜ ｆt／ｆw ＜ ７．０ ・・・（６）”
また、条件式（６）’の上限値又は下限値を、条件式（６），（６）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（６）”の上限値又は下限値を、条件式（６），（６）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (6) ′ and (6) ″ instead of conditional expression (6).
3.0 < ft / fw <8.0 (6) ′
3.5 < ft / fw <7.0 (6) "
Further, the upper limit value or lower limit value of conditional expression (6) ′ may be used as the upper limit value or lower limit value of conditional expression (6), (6) ″, or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (6) ″ may be The upper limit value or lower limit value of conditional expressions (6) and (6) ′ may be used.
また、本発明のズームレンズは、第２レンズ群の最も物体側のレンズ及び第３レンズ群の最も物体側のレンズの有する面の少なくとも１つの面が、非球面であることが好ましい。 In the zoom lens according to the present invention, it is preferable that at least one of the surfaces of the second lens group closest to the object side and the third lens group closest to the object side is an aspherical surface.
このように構成すれば、軸上及び軸外の収差を良好に補正しやすい。なお、各レンズの両面を非球面とすると、さらに収差補正効果を高めることができる。 If comprised in this way, it will be easy to correct | amend on-axis and off-axis aberration favorably. If both surfaces of each lens are aspherical, the aberration correction effect can be further enhanced.
また、本発明のズームレンズは、第1レンズ群が、物体側から順に、負レンズ、反射光学素子、正の屈折力を持つレンズコンポーネントを有することが好ましい。 In the zoom lens according to the present invention, it is preferable that the first lens group includes a negative lens, a reflective optical element, and a lens component having a positive refractive power in order from the object side.
本発明のズームレンズのように光路を変更することのできるズームレンズは、広角端においてプリズムやミラー等の反射光学素子に入射する光線高を小さくするため、第１レンズ群の反射光学素子よりも物体側に負の屈折力を持つレンズを配置する必要がある。また、小型，薄型のズームレンズにおいては、高い変倍作用を得るためには、第１レンズ群が正の屈折力を持つ必要がある。このような理由から、小型，薄型であり高い変倍作用を有するためには、本発明のズームレンズはこのような構成にすることが好ましい。 The zoom lens that can change the optical path like the zoom lens of the present invention is smaller than the reflective optical element of the first lens group in order to reduce the height of light incident on the reflective optical element such as a prism and a mirror at the wide-angle end. It is necessary to dispose a lens having negative refractive power on the object side. In a small and thin zoom lens, the first lens group needs to have a positive refractive power in order to obtain a high zooming effect. For this reason, it is preferable that the zoom lens of the present invention has such a configuration in order to be small and thin and have a high zooming action.
また、本発明のズームレンズは、本発明は以下の条件式を満たすことが好ましい。
１．９５ ＜ ｎd1 ＜ ２．１２ ・・・（７）
１５ ＜ νd1 ＜ ３０ ・・・（８）
ただし、ｎd1は前記第１レンズ群の負レンズの屈折力、νd1は前記第１レンズ群の負レンズのアッベ数である。
In the zoom lens according to the present invention, it is preferable that the present invention satisfies the following conditional expression.
1.95 < nd1 <2.12 (7)
15 <ν d1 <30 (8)
Here, n d1 is the refractive power of the negative lens of the first lens group, and ν d1 is the Abbe number of the negative lens of the first lens group.
本発明のズームレンズは、第１レンズ群を上記のような構成とした場合、特に広角化や高変倍化とともに薄型化を実現しようとすると、第１レンズ群の負レンズに強い屈折力をもたせる必要がある。 In the zoom lens of the present invention, when the first lens group is configured as described above, particularly when attempting to reduce the thickness as well as widening and high zooming, the negative lens of the first lens group has a strong refractive power. It is necessary to give it.
そこで、本発明のズームレンズは、第１レンズ群の負レンズの屈折率を規定する式である条件式（７）を満たすようにすることが好ましい。条件式（７）の下限を下回ると、レンズの曲率半径を小さくして負レンズの屈折力を強くしなければならないため、レンズが厚くなり、薄型の光ズームレンズを構成することが困難になる。また、曲率半径が小さくなると収差の発生も大きくなり、光学性能の確保も困難になる。一方、条件式（７）の上限を上回ると、硝材の入手性が悪くなりコストアップや量産性の悪化につながる。 Therefore, it is preferable that the zoom lens of the present invention satisfies the conditional expression (7) that is an expression defining the refractive index of the negative lens of the first lens group. If the lower limit of conditional expression (7) is surpassed, the radius of curvature of the lens must be reduced to increase the refractive power of the negative lens, which increases the thickness of the lens and makes it difficult to construct a thin optical zoom lens. . In addition, when the radius of curvature becomes small, the occurrence of aberration increases and it becomes difficult to ensure optical performance. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the availability of the glass material will deteriorate, leading to cost increase and mass productivity deterioration.
条件式（８）は、第１レンズ群の負レンズの硝材のアッベ数を規定する式である。条件式（８）の下限を下回る領域における硝材は、異常分散が強くなるため、短波長から長波長にわたって良好に色収差を補正することが困難である。一方、条件式（８）の上限を上回ると、第１レンズ群における色収差のバランスを取るために、反射光学素子の像側に配置した正の屈折力を持つレンズコンポーネントよりも高い領域にアッベ数がシフトする。アッベ数の高い領域における硝材は、屈折率の低いものが多いため、正の屈折力を持つレンズコンポーネントの曲率半径を小さくして収差が発生し易い形状とするか、正の屈折力を持つレンズコンポーネントを複数枚のレンズによって構成し第１レンズ群を厚くする必要がある。そのため、光学性能の確保や小型化が困難になる。 Conditional expression (8) defines the Abbe number of the glass material of the negative lens of the first lens group. Since the glass material in the region below the lower limit of conditional expression (8) has strong anomalous dispersion, it is difficult to correct chromatic aberration favorably from a short wavelength to a long wavelength. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the Abbe number is higher in the region than the lens component having positive refractive power arranged on the image side of the reflective optical element in order to balance the chromatic aberration in the first lens group. Shifts. Glass materials in areas with a high Abbe number often have a low refractive index, so a lens component having a positive refractive power is made to have a shape that tends to cause aberrations by reducing the radius of curvature of the lens component, or a lens having a positive refractive power. It is necessary to make the first lens unit thick by configuring the component with a plurality of lenses. Therefore, it becomes difficult to ensure optical performance and reduce the size.
また、本発明のズームレンズは、第１レンズ群を上記のような構成とした場合、第１レンズ群の負レンズの像側の面が、光軸から離れるに従ってレンズの曲率が小さくなる非球面であることが好ましい。 In the zoom lens of the present invention, when the first lens group is configured as described above, the aspherical surface of the negative lens in the first lens group whose surface on the image side decreases as the distance from the optical axis increases. It is preferable that
本発明のズームレンズのような第１レンズ群を備える広角高変倍のズームレンズにおいては、第１レンズ群で発生する収差が、ズームレンズ全体の収差に対して大きく影響する。広角端においては主として非点収差や歪曲収差などの周辺への収差、望遠端においては主として球面収差等の軸上収差に対して大きく影響する。これらの収差を良好に補正するためには、特に曲率が大きく収差発生の大きい第１レンズ群の負レンズの像側の面を、光軸から離れるに従ってレンズの曲率が小さくなる非球面とすることが好ましい。
光軸から離れるほどレンズの曲率を小さくする形状の非球面を有することが望ましい。
In a wide-angle, high-magnification zoom lens including the first lens group such as the zoom lens according to the present invention, the aberration generated in the first lens group greatly affects the aberration of the entire zoom lens. At the wide angle end, it mainly affects aberrations to the periphery such as astigmatism and distortion, and at the telephoto end, it mainly affects axial aberrations such as spherical aberration. In order to correct these aberrations satisfactorily, the surface of the negative lens in the first lens group, which has a large curvature and a large amount of aberration, is made an aspherical surface in which the curvature of the lens decreases as the distance from the optical axis increases. Is preferred.
It is desirable to have an aspheric surface with a shape that decreases the curvature of the lens as the distance from the optical axis increases.
また、本発明のズームレンズは、第１レンズ群を上記のような構成とした場合、第１レンズ群の正の屈折力を持つレンズコンポーネントが、少なくとも１つの非球面を有することが好ましい。 In the zoom lens of the present invention, when the first lens group is configured as described above, it is preferable that the lens component having positive refractive power of the first lens group has at least one aspherical surface.
本発明のズームレンズのような第１レンズ群を備える広角高変倍のズームレンズにおいては、第１レンズ群で発生する収差が、ズームレンズ全体の収差に対して大きく影響する。 In a wide-angle, high-magnification zoom lens including the first lens group such as the zoom lens according to the present invention, the aberration generated in the first lens group greatly affects the aberration of the entire zoom lens.
広角端においては主として非点収差や歪曲収差などの周辺への収差、望遠端においては主として球面収差等の軸上収差対に対して大きく影響する。これらの収差を良好に補正するためには、第１レンズ群の正の屈折力を持つレンズコンポーネントに少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。 At the wide-angle end, it mainly affects aberrations to the periphery such as astigmatism and distortion, and at the telephoto end, it mainly affects axial aberration pairs such as spherical aberration. In order to satisfactorily correct these aberrations, it is preferable that the lens component having positive refractive power of the first lens group has at least one aspheric surface.
また、本発明のズームレンズは、第１レンズ群を上記のような構成とした場合、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１ ＜ ｆw／ｉｈw ＜ １．８ ・・・（９）
ただし、ｆwはズームレンズの広角端における焦点距離、ｉｈwは広角端における像高である。
In the zoom lens according to the present invention, it is preferable that the following conditional expression is satisfied when the first lens group is configured as described above.
1 <f w / ih w <1.8 (9)
Here, f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens, and ih w is the image height at the wide-angle end.
条件式（９）は、ズームレンズの広角端における焦点距離を規定する式である。条件式（９）の下限を下回ると、第１レンズ群の反射光学素子を小型に構成するためには、最も物体側の負レンズの屈折力を相当強くして入射瞳位置を物体側に出さなければならず、収差を良好に補正することが困難になる。一方、条件式（９）の上限を上回ると、望遠端において高変倍化したときに、全長を肥大化させずに色収差を良好に補正することが困難になる。 Conditional expression (9) defines the focal length at the wide-angle end of the zoom lens. If the lower limit of conditional expression (9) is not reached, in order to make the reflective optical element of the first lens unit compact, the refractive power of the most negative lens on the object side is considerably increased and the entrance pupil position is brought out to the object side. This makes it difficult to correct aberrations satisfactorily. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (9) is exceeded, it becomes difficult to correct chromatic aberration satisfactorily without enlarging the total length when zooming in at the telephoto end.
なお、条件式（９）に代わり、次の条件式（９）’，（９）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
１．０５ ＜ ｆw／ｉｈw ＜ １．７ ・・・（９）’
１．１ ＜ ｆw／ｉｈw ＜ １．６ ・・・（９）”
また、条件式（９）’の上限値又は下限値を、条件式（９），（９）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（１１）”の上限値又は下限値を、条件式（９），（９）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (9) ′ and (9) ″ instead of conditional expression (9).
1.05 <f w / ih w <1.7 (9) ′
1.1 <f w / ih w <1.6 (9) ”
Further, the upper limit value or lower limit value of conditional expression (9) ′ may be used as the upper limit value or lower limit value of conditional expression (9), (9) ″, or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (11) ″ may be Conditional expressions (9) and (9) ′ may be the upper limit value or the lower limit value.
また、本発明のズームレンズは、反射部材が、プリズムであり、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１ ＜ Ｄp ／ ｉｈw ＜ ５ ・・・（１０）
但し、Ｄpはプリズムの光軸上の長さ、ｉｈwは広角端における像高である。
In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the reflecting member is a prism and satisfies the following conditional expression.
1 <D p / ih w < 5 ··· (10)
Where D p is the length on the optical axis of the prism, and ih w is the image height at the wide-angle end.
本発明のズームレンズにおいては、反射光学素子をプリズムで構成した場合、光路長は実際の距離に硝材の屈折率の逆数を掛けたものとなるため、ミラーで構成するよりも有利となる。また、プリズムの反射面の全反射を利用することで、光量の低下なく光線の伝播を行うことができる。その一方で、第１レンズ群の光軸上の長さが短い方が、入射瞳の制約を緩くすることができるため光学性能が良くなるが、プリズムが大きすぎると、その長さが大きくなってしまい、光学性能が低下してしまう恐れがある。 In the zoom lens according to the present invention, when the reflecting optical element is constituted by a prism, the optical path length is obtained by multiplying the actual distance by the reciprocal of the refractive index of the glass material, which is more advantageous than that constituted by a mirror. Further, by utilizing the total reflection of the reflecting surface of the prism, it is possible to propagate the light without reducing the amount of light. On the other hand, the shorter the length of the first lens unit on the optical axis, the better the optical performance because the restriction on the entrance pupil can be relaxed. However, if the prism is too large, the length increases. As a result, the optical performance may be degraded.
そこで、本発明のズームレンズは、光路を変更するための反射光学素子にプリズムを用いた場合、ズームレンズ内に無理なくプリズムを配置するとともに光学性能を低下させない条件を規定する式である条件式（１０）を満たすことが好ましい。条件式（１０）の下限を下回ると、周辺光量が著しく低下してしまうため、好ましくない。一方、条件式（１０）の上限を上回ると、全長の肥大化や光学性能の低下につながる。 Therefore, in the zoom lens according to the present invention, when a prism is used as the reflecting optical element for changing the optical path, the conditional expression is a formula that preferentially arranges the prism in the zoom lens and prescribes conditions that do not deteriorate the optical performance. It is preferable to satisfy (10). If the lower limit of conditional expression (10) is not reached, the amount of peripheral light is significantly reduced, which is not preferable. On the other hand, exceeding the upper limit of conditional expression (10) leads to enlargement of the full length and deterioration of optical performance.
なお、条件式（１０）に代わり、次の条件式（１０）’，（１０）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
１．５ ＜ Ｄp ／ ｉｈw ＜ ４ ・・・（１０）’
２．５ ＜ Ｄp ／ ｉｈw ＜ ３．５ ・・・（１０）”
また、条件式（１０）’の上限値又は下限値を、条件式（１０），（１０）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（１０）”の上限値又は下限値を、条件式（１０），（１０）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (10) ′ and (10) ″ instead of conditional expression (10).
1.5 <D p / ih w < 4 ··· (10) '
2.5 <D p / ih w < 3.5 ··· (10) "
Further, the upper limit value or lower limit value of conditional expression (10) ′ may be set as the upper limit value or lower limit value of conditional expression (10), (10) ″, or the upper limit value or lower limit value of conditional expression (10) ″ may be The upper limit value or lower limit value of conditional expressions (10) and (10) ′ may be used.
また、本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群とにより構成されていることが好ましい。 The zoom lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power; It is preferable that the lens unit includes a fourth lens unit having a positive refractive power.
このように構成することにより、単純な構成でありながら、高い光学性能を有するズームレンズとすることができる。また、正の屈折力を持つ第４レンズ群を、有限物体距離における焦点位置ずれを補正するためのフォーカシングレンズ群として機能させることにより、ズームレンズの構成をそのままにしつつ、無限距離から有限距離まで高い光学性能を維持することができる。 With this configuration, a zoom lens having a high optical performance can be obtained with a simple configuration. In addition, by making the fourth lens group having a positive refractive power function as a focusing lens group for correcting a focal position shift at a finite object distance, the zoom lens configuration remains unchanged, and from an infinite distance to a finite distance. High optical performance can be maintained.
また、本発明のズームレンズは、変倍時に、第１レンズ群及び開口絞りが、撮像面に対して移動しないことが好ましい。 In the zoom lens of the present invention, it is preferable that the first lens group and the aperture stop do not move with respect to the imaging surface during zooming.
このように構成することにより、撮像素子や第１レンズ群を駆動するための機構、さらに開口絞りを駆動するための機構が不要となる。メカ構成を含めた光学ユニットの構造を単純にすれば、本発明のズームレンズを用いた装置全体の重量や体積等を相対的に小さくすることができ、また、コストメリットもある。 With this configuration, a mechanism for driving the image sensor and the first lens group and a mechanism for driving the aperture stop are not required. If the structure of the optical unit including the mechanical structure is simplified, the weight and volume of the entire apparatus using the zoom lens of the present invention can be relatively reduced, and there is a cost merit.
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
１０ ＜ Ｃj／ｉｈw ＜ ２０ ・・・（１１）
ただし、Ｃjは、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離にバックフォーカスの空気換算長を加えた長さの最大値、ｉｈwは広角端における像高である。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression.
10 <C j / ih w < 20 ··· (11)
Where C j is the maximum length obtained by adding the air-converted length of the back focus to the distance from the lens surface closest to the object side to the lens surface closest to the image side of the zoom lens, and ih w is the image height at the wide-angle end. is there.
条件式（１１）は、ズームレンズの全長を規定する式である。条件式（１１）の下限を下回ると、全長を小さくするために各レンズ群の屈折力を強くしなければならず、各レンズ群で発生する収差が大きくなり、良好な光学性能を維持できない。また、ズームレンズの偏心に対する感度も強くなるため、製造することが困難になる。一方、条件式（１１）の上限を上回ると、光学系として大きくなりすぎるために、性能は良好であっても、そのズームレンズを用いた装置の商品性が悪化する。 Conditional expression (11) is an expression that defines the total length of the zoom lens. If the lower limit of conditional expression (11) is not reached, the refractive power of each lens group must be increased in order to reduce the total length, and the aberration generated in each lens group becomes large, and good optical performance cannot be maintained. In addition, since the sensitivity to the eccentricity of the zoom lens is increased, it is difficult to manufacture the zoom lens. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (11) is exceeded, the optical system becomes too large, so that even if the performance is good, the merchantability of the apparatus using the zoom lens deteriorates.
なお、条件式（１１）に代わり、次の条件式（１１）’，（１１）”のいずれかを満たすように構成するとさらに好ましい。
１１．５ ＜ Ｃj／ｉｈw ＜ １９ ・・・（１１）’
１３ ＜ Ｃj／ｉｈw ＜ １８ ・・・（１１）”
また、条件式（１１）’の上限値又は下限値を、条件式（１１），（１１）”の上限値又は下限値としても良いし、条件式（１１）”の上限値又は下限値を、条件式（１１），（１１）’の上限値又は下限値としても良い。
In addition, it is more preferable to configure so as to satisfy one of the following conditional expressions (11) ′ and (11) ″ instead of conditional expression (11).
11.5 <C j / ih w <19 (11) ′
13 <C j / ih w <18 (11) ”
Further, the upper limit value or lower limit value of the conditional expression (11) ′ may be set as the upper limit value or lower limit value of the conditional expressions (11), (11) ″, or the upper limit value or lower limit value of the conditional expression (11) ″ may be set as Conditional expressions (11) and (11) ′ may be the upper limit value or the lower limit value.
また、本発明の撮像装置は、上記のいずれかのズームレンズと、撮像素子と、ズームレンズの変倍による焦点距離情報を電気的に取得する手段と、前記ズームレンズの各焦点距離における歪曲収差データ又は歪曲収差を補正するための補正データを記憶したメモリ領域と、歪曲収差を補正するための電気回路とを備え、ズームレンズによって撮像素子の撮像面上に結像された像に基づいて取得した電気情報を、ズームレンズの変倍による焦点距離情報を電気的に取得する手段によって得られた焦点距離情報及びズームレンズの各焦点距離における歪曲収差データ又は歪曲収差を補正するための補正データを記憶したメモリ領域に記憶されている情報を用いて、歪曲収差を補正するための電気回路によって、歪曲収差を電気的に補正する手段を有することを特徴とする。 The image pickup apparatus of the present invention includes any one of the zoom lenses described above, an image pickup element, means for electrically acquiring focal length information by zooming of the zoom lens, and distortion aberration at each focal length of the zoom lens. Data or a memory area that stores correction data for correcting distortion and an electric circuit for correcting distortion, and acquired based on an image formed on the imaging surface of the image sensor by a zoom lens The focal length information obtained by means for electrically acquiring focal length information due to zoom lens zooming and the distortion aberration data at each focal length of the zoom lens or correction data for correcting distortion aberration. Means for electrically correcting distortion by means of an electric circuit for correcting distortion using information stored in the stored memory area Characterized in that it.
本発明のズームレンズは、開口絞りよりも前側の合成屈折力が負、後側の合成屈折力が正である、いわゆるレトロフォーカスタイプとなった場合、広角端において負の歪曲収差が発生しやすい。そこで、本発明のズームレンズを用いた撮像装置においては、歪曲収差によって生じる結像位置のずれを撮像装置内部において電気的に補正することを前提とした設計を行うことにより、全長短縮、小型化、光学性能の向上が実現できる。 When the zoom lens according to the present invention is a so-called retrofocus type in which the combined refractive power on the front side of the aperture stop is negative and the combined refractive power on the rear side is positive, negative distortion tends to occur at the wide-angle end. . Therefore, in the imaging apparatus using the zoom lens according to the present invention, the overall length is shortened and the size is reduced by performing a design based on the assumption that the imaging position shift caused by the distortion aberration is electrically corrected inside the imaging apparatus. Improvement of optical performance can be realized.
また、本発明の撮像装置は、歪曲収差データ又は歪曲収差を補正するためのデータが、撮像素子の色チャンネル毎に設定されており、色チャンネル毎に歪曲収差の補正を行うことが好ましい。 In the imaging apparatus of the present invention, it is preferable that the distortion aberration data or the data for correcting the distortion is set for each color channel of the imaging element, and the distortion aberration is corrected for each color channel.
本発明のズームレンズは、レトロフォーカスタイプとなった場合、倍率色収差も発生しやすい。これを光学的に補正するためには、レンズ枚数を増やして対応せざるを得ないが、これはズームレンズの全長の大型化につながる。一方、ズームレンズによって発生した倍率色収差を、撮像装置内部において、撮像素子の各色チャンネル毎に歪曲収差又は歪曲収差補正データをそれぞれ設定し、個別に歪曲収差の補正をかけて、ズームレンズに残存する倍率色収差の補正を行うことにより、光学的には枚数を抑えながら倍率色収差の補正が可能となるため、ズームレンズの小型化、出力される画像の性能の向上、コストダウンが可能となる。 When the zoom lens of the present invention is a retrofocus type, lateral chromatic aberration is likely to occur. In order to optically correct this, it is necessary to increase the number of lenses, but this leads to an increase in the overall length of the zoom lens. On the other hand, the chromatic aberration of magnification generated by the zoom lens remains in the zoom lens by setting distortion aberration or distortion correction data for each color channel of the image sensor in the imaging device, and individually correcting the distortion aberration. By correcting the chromatic aberration of magnification, it is possible to correct the chromatic aberration of magnification while optically suppressing the number of sheets. Therefore, it is possible to reduce the size of the zoom lens, improve the performance of the output image, and reduce the cost.
以下に、本発明の実施例１〜実施例７を図面を参照して説明する。
図面中、光学系断面図におけるｒ1，ｒ2，・・・・・・及びｄ1，ｄ2，・・・・・・において下付き文字として示した数字は、数値データにおける面番号１，２，・・・に対応している。また、収差曲線図において、非点収差におけるΔＭはメリジオナル面の非点収差，ΔＳはサジタル面の非点収差を示している。なお、メリジオナル面とは、光学系の光軸と主光線を含む面（紙面に平行な面）であり、サジタル面とは、光学系の光軸と主光線を含む面に垂直な面（紙面に垂直な面）を意味している。 In the drawings, the numerals shown as subscripts in r 1 , r 2 ,... And d 1 , d 2 ,. It corresponds to 2, ... In the aberration curve diagram, ΔM in astigmatism indicates astigmatism on the meridional surface, and ΔS indicates astigmatism on the sagittal surface. The meridional plane is the plane containing the optical axis of the optical system and the principal ray (plane parallel to the paper), and the sagittal plane is the plane perpendicular to the plane containing the optical axis of the optical system and the principal ray (paper plane). Means a plane perpendicular to
また、以下の各実施例におけるレンズの数値データにおいては、Ｒは各面の曲率半径、Ｄは面間隔、Ｎｄはｄ線における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は非球面係数をそれぞれ示している。 In the numerical data of the lens in each of the following examples, R is a radius of curvature of each surface, D is a surface interval, Nd is a refractive index in d line, νd is an Abbe number in d line, K is a cone coefficient, A 4 , A 6 , A 8 , and A 10 indicate aspherical coefficients, respectively.
また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて以下の式で表される。但し、光軸に沿う方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10・・・
Each aspheric shape is expressed by the following equation using each aspheric coefficient in each embodiment. However, the coordinate in the direction along the optical axis is Z, and the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis is Y.
Z = (Y 2 / r) / [1+ {1− (1 + K) · (Y / r) 2 } 1/2 ]
+ A 4 Y 4 + A 6 Y 6 + A 8 Y 8 + A 10 Y 10.
図１は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図２は、図１に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。 FIG. 1 is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration of the zoom lens according to the present embodiment when focusing on an object point at infinity, where (a) is a wide-angle end, (b) is an intermediate, and (c) is Each state at the telephoto end is shown. 2A and 2B are diagrams showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and chromatic aberration of magnification when the zoom lens shown in FIG. 1 is focused on an object point at infinity. FIG. 2A is a wide-angle end, and FIG. , (C) show states at the telephoto end, respectively.
まず、図１を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ2と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ3と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ4とにより構成されている。なお、第４レンズ群Ｇ4の像側には、物体側から順に、ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。 First, the optical configuration of the zoom lens of the present embodiment will be described with reference to FIG. The zoom lens of the present embodiment includes a first lens group G 1 having a positive refractive power, a second lens group G 2 having a negative refractive power, and an aperture stop S on the optical axis Lc in order from the object side. And a third lens group G 3 having a positive refractive power and a fourth lens group G 4 having a positive refractive power. Incidentally, the image side of the fourth lens group G 4 is composed of, in order from the object side, a low-pass filter LF, CCD cover glass CG, and a CCD having an imaging surface IM are arranged.
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ11と、光路を変更する反射光学素子であるプリズムＰと、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズコンポーネントである第２レンズＬ12とにより構成されている。 The first lens group G 1 is a meniscus lens having a convex surface facing the object side in order from the object side, a lens L 11 that is a negative lens having negative refractive power, and a prism P that is a reflective optical element that changes the optical path. When, is constituted by the second lens L 12 both sides is a lens component having a positive refractive power is a biconvex lens of an aspherical surface.
第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、両面が非球面の両凹レンズであり負の屈折力を持つ第１レンズＬ21と、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ22と両凹レンズであり負の屈折力を持つレンズＬ23との接合レンズとにより構成されている。 The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a first lens L 21 that is a biconcave lens having both aspheric surfaces and negative refractive power, a biconvex lens L 22 that has positive refractive power, and both It is constituted by a cemented lens of a lens L 23 having a negative refractive power is concave.
第３レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群とにより構成されている。前群は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズである第１レンズＬ31と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり正の屈折力を持つ第２レンズＬ32と物体側に凸面と向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ第３レンズＬ33との接合レンズであり負の屈折力をもつレンズコンポーネントとにより構成されている。後群は、物体側から順に、両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズであるレンズＬ34と両凹レンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ35との接合レンズにより構成されている。 The third lens group G 3 includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a negative refractive power. The front group, in order from the object side, is a first lens L 31 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens whose both surfaces are aspheric surfaces, and a meniscus lens having a positive refractive power toward the object side. is constituted by a lens component having a negative refractive power is a cemented lens of the second lens L 32 and the third lens L 33 having a negative refractive power is a meniscus lens having a convex surface facing the object side with . The rear group includes, in order from the object side, a cemented lens of a lens L 34 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens and a lens L 35 which is a negative lens having a negative refractive power. Has been.
第４レンズ群Ｇ4は、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ4のみにより構成されている。 The fourth lens group G 4 is composed of only a lens L 4 that is a biconvex lens and has a positive refractive power.
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ1は、光軸Ｌｃ上を移動しない。第２レンズ群Ｇ2は、第１レンズ群Ｇ1との間隔を広げつつ光軸Ｌｃ上を像側に移動する。開口絞りＳは、光軸Ｌｃ上を移動しない。第３レンズ群Ｇ3は、開口絞りＳとの間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ4は、第３レンズ群Ｇ3との間隔を広げるように光軸Ｌｃ上を移動する。 Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G 1 does not move on the optical axis Lc. The second lens group G 2 moves to the image side on the optical axis Lc while widening the distance from the first lens group G 1 . The aperture stop S does not move on the optical axis Lc. The third lens group G 3 moves on the optical axis Lc to the object side while narrowing the distance from the aperture stop S. The fourth lens group G 4 moves on the optical axis Lc so as to widen the distance from the third lens group G 3 .
次に、本実施例に係る各光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。なお、単位はｍｍである。 Next, the structure and numerical data of the lens which comprises each optical system based on a present Example are shown. The unit is mm.
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
1 55.842 0.74 2.00069 25.46
2 7.686 2.34
3 ∞ 8.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 （非球面） 11.845 2.93 1.58313 59.38
6 （非球面） -9.495 Ｄ６
7 （非球面） -11.085 0.48 1.80610 40.92
8 （非球面） 7.009 0.62
9 12.446 1.97 1.92286 20.88
10 -11.422 0.50 2.00069 25.46
11 374.464 Ｄ１１
12 （開口絞り） ∞ Ｄ１２
13 （非球面） 6.029 2.68 1.51633 64.14
14 （非球面） -13.089 0.01
15 7.170 1.27 1.49700 81.54
16 14.593 0.50 2.00069 25.46
17 6.181 3.03
18 7.191 2.77 1.74077 27.79
19 -4.387 0.48 2.00069 25.46
20 5.500 Ｄ２０
21 36.241 2.24 1.51633 64.14
22 -9.741 Ｄ２２
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ Ｄ２６
27 （撮像面） ∞
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number
R D Nd νd
1 55.842 0.74 2.00069 25.46
2 7.686 2.34
3 ∞ 8.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 (Aspherical) 11.845 2.93 1.58313 59.38
6 (Aspherical) -9.495 D6
7 (Aspherical surface) -11.085 0.48 1.80610 40.92
8 (Aspherical) 7.009 0.62
9 12.446 1.97 1.92286 20.88
10 -11.422 0.50 2.00069 25.46
11 374.464 D11
12 (Aperture stop) ∞ D12
13 (Aspherical) 6.029 2.68 1.51633 64.14
14 (Aspherical surface) -13.089 0.01
15 7.170 1.27 1.49700 81.54
16 14.593 0.50 2.00069 25.46
17 6.181 3.03
18 7.191 2.77 1.74077 27.79
19 -4.387 0.48 2.00069 25.46
20 5.500 D20
21 36.241 2.24 1.51633 64.14
22 -9.741 D22
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ D26
27 (Imaging surface) ∞
非球面データ
面番号 曲率半径 円錐係数 非球面係数
Ｒ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
5 11.845 0.000 -1.48166e-04 -3.37459e-06 1.50026e-07 -2.13183e-09
6 -9.495 0.000 2.27535e-04 -3.29631e-06 1.93319e-07 -2.74687e-09
7 -11.085 0.000 2.01060e-04 -4.12797e-06 -1.71066e-07
8 7.009 0.000 -5.62455e-04 6.46533e-06 -1.12246e-06
13 6.029 0.000 -5.30980e-04 -6.83531e-07 -3.09469e-07
14 -13.089 0.000 3.89509e-04 3.16854e-06 -1.41159e-07
Aspheric data surface number radius of curvature cone coefficient aspheric coefficient
RK A 4 A 6 A 8 A 10
5 11.845 0.000 -1.48166e-04 -3.37459e-06 1.50026e-07 -2.13183e-09
6 -9.495 0.000 2.27535e-04 -3.29631e-06 1.93319e-07 -2.74687e-09
7 -11.085 0.000 2.01060e-04 -4.12797e-06 -1.71066e-07
8 7.009 0.000 -5.62455e-04 6.46533e-06 -1.12246e-06
13 6.029 0.000 -5.30980e-04 -6.83531e-07 -3.09469e-07
14 -13.089 0.000 3.89509e-04 3.16854e-06 -1.41159e-07
各種データ
ズーム比 5.00
広角 中間 望遠
焦点距離 4.71 11.49 23.52
Ｆナンバー 3.46 4.93 5.91
画角 87.00 35.69 18.43
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 53.66 53.65 53.65
バックフォーカス 3.71 3.34 4.24
Ｄ６ 0.74 5.43 7.26
Ｄ１１ 7.51 2.80 1.00
Ｄ１２ 8.80 5.64 0.10
Ｄ２０ 1.64 5.17 9.79
Ｄ２２ 2.18 1.83 2.73
Ｄ２６ 0.37 0.36 0.35
Various data Zoom ratio 5.00
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.71 11.49 23.52
F number 3.46 4.93 5.91
Angle of view 87.00 35.69 18.43
Image height 3.84 3.84 3.84
Total lens length 53.66 53.65 53.65
Back focus 3.71 3.34 4.24
D6 0.74 5.43 7.26
D11 7.51 2.80 1.00
D12 8.80 5.64 0.10
D20 1.64 5.17 9.79
D22 2.18 1.83 2.73
D26 0.37 0.36 0.35
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 11.21
2 7 -8.51
3 13 9.47
4 21 15.12
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 11.21
2 7 -8.51
3 13 9.47
4 21 15.12
上記条件式に係るデータ
条件式（１） ０．５＜｜ｆ3r／ｆ3f｜＜４：１．０１１
条件式（２） ０．６５＜ｆ3f／ｆ3＜１．５：１．０８５
条件式（３） １．５＜ＨＨ3fr／ｉｈw＜５：２．９０５
条件式（４） ０．０６＜ｎd3rn−ｎd3rp＜０．６：０．２６
条件式（５） ｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜＜０．６：０．１１３
条件式（６） ３．０＜ｆt／ｆw＜１０．０：４．９９６
条件式（７） １．９５＜ｎd1＜２．１２：２．００１
条件式（８） １５＜νd1＜３０：２５．４６
条件式（９） １＜ｆw／ｉｈw＜１．８：１．２２６
条件式（１０） １＜Ｄp／ｉｈw＜５：２．２１４
条件式（１１） １０＜Ｃj／ｉｈw＜２０：１３．８９１
Data related to the conditional expression Conditional expression (1) 0.5 <| f 3r / f 3f | <4: 1.011
Conditional expression (2) 0.65 <f 3f / f 3 <1.5: 1.085
Conditional expression (3) 1.5 <HH 3fr / ih w <5: 2.905
Conditional expression (4) 0.06 <n d3rn −n d3rp <0.6: 0.26
Conditional expression (5) | (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6: 0.113
Conditional expression (6) 3.0 <f t / f w <10.0: 4.996
Conditional expression (7) 1.95 <n d1 <2.12: 2.001
Conditional expression (8) 15 <ν d1 <30: 25.46
Conditional expression (9) 1 <f w / ih w <1.8: 1.226
Conditional expression (10) 1 <D p / ih w <5: 2.214
Conditional expression (11) 10 <C j / ih w <20: 13.891
図３は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図４は、図３に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。 3A and 3B are cross-sectional views along the optical axis showing the optical configuration of the zoom lens according to the present embodiment when focusing on an object point at infinity, where FIG. 3A is a wide angle end, FIG. 3B is an intermediate, and FIG. Each state at the telephoto end is shown. 4A and 4B are diagrams showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and lateral chromatic aberration when the zoom lens shown in FIG. 3 is focused on an object point at infinity. FIG. 4A is a wide-angle end, and FIG. , (C) show states at the telephoto end, respectively.
まず、図３を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ2と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ3と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ4とにより構成されている。なお、第４レンズ群Ｇ4の像側には、物体側から順に、ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。 First, the optical configuration of the zoom lens of the present embodiment will be described with reference to FIG. The zoom lens of the present embodiment includes a first lens group G 1 having a positive refractive power, a second lens group G 2 having a negative refractive power, and an aperture stop S on the optical axis Lc in order from the object side. And a third lens group G 3 having a positive refractive power and a fourth lens group G 4 having a positive refractive power. Incidentally, the image side of the fourth lens group G 4 is composed of, in order from the object side, a low-pass filter LF, CCD cover glass CG, and a CCD having an imaging surface IM are arranged.
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ11と、光路を変更する反射光学素子であるプリズムＰと、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズコンポーネントである第２レンズＬ12とにより構成されている。 The first lens group G 1 is a meniscus lens having a convex surface facing the object side in order from the object side, a lens L 11 that is a negative lens having negative refractive power, and a prism P that is a reflective optical element that changes the optical path. When, is constituted by the second lens L 12 both sides is a lens component having a positive refractive power is a biconvex lens of an aspherical surface.
第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、両面が非球面の両凹レンズであり負の屈折力を持つ第１レンズＬ21と、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ22と像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つレンズＬ23との接合レンズとにより構成されている。 The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a first lens L 21 that is a biconcave lens having both aspheric surfaces and negative refractive power, a lens L 22 that is a biconvex lens and has positive refractive power, and an image. is constituted by a cemented lens of a lens L 23 having a negative refractive power is a meniscus lens having a convex surface directed toward the side.
第３レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群とにより構成されている。前群は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズである第１レンズＬ31と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり正の屈折力を持つ第２レンズＬ32と物体側に凸面と向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ第３レンズＬ33との接合レンズであり負の屈折力をもつレンズコンポーネントとにより構成されている。後群は、物体側から順に、両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズであるレンズＬ34と両凹レンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ35との接合レンズにより構成されている。 The third lens group G 3 includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a negative refractive power. The front group, in order from the object side, is a first lens L 31 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens whose both surfaces are aspheric surfaces, and a meniscus lens having a positive refractive power toward the object side. is constituted by a lens component having a negative refractive power is a cemented lens of the second lens L 32 and the third lens L 33 having a negative refractive power is a meniscus lens having a convex surface facing the object side with . The rear group includes, in order from the object side, a cemented lens of a lens L 34 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens and a lens L 35 which is a negative lens having a negative refractive power. Has been.
第４レンズ群Ｇ4は、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ4のみにより構成されている。 The fourth lens group G 4 is composed of only a lens L 4 that is a biconvex lens and has a positive refractive power.
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ1は、光軸Ｌｃ上を移動しない。第２レンズ群Ｇ2は、第１レンズ群Ｇ1との間隔を広げつつ光軸Ｌｃ上を像側に移動する。開口絞りＳは、光軸Ｌｃ上を移動しない。第３レンズ群Ｇ3は、開口絞りＳとの間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ4は、第３レンズ群Ｇ3との間隔を広げるように光軸Ｌｃ上を移動する。 Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G 1 does not move on the optical axis Lc. The second lens group G 2 moves to the image side on the optical axis Lc while widening the distance from the first lens group G 1 . The aperture stop S does not move on the optical axis Lc. The third lens group G 3 moves on the optical axis Lc to the object side while narrowing the distance from the aperture stop S. The fourth lens group G 4 moves on the optical axis Lc so as to widen the distance from the third lens group G 3 .
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
1 39.596 0.74 2.00069 25.46
2 7.284 2.42
3 ∞ 8.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 （非球面） 13.424 3.29 1.58313 59.38
6 （非球面） -9.318 Ｄ６
7 （非球面） -*** 0.48 1.80610 40.92
8 （非球面） 7.647 0.72
9 15.942 1.82 1.92286 20.88
10 -13.927 0.50 2.00069 25.46
11 -52.024 Ｄ１１
12 （開口絞り） ∞ Ｄ１２
13 （非球面） 6.865 3.51 1.51633 64.14
14 （非球面） -10.361 0.01
15 8.820 1.62 1.49700 81.54
16 66.242 0.50 1.90366 31.32
17 7.590 2.07
18 7.288 2.74 1.74400 44.78
19 -5.460 0.48 1.90366 31.32
20 4.520 Ｄ２０
21 19.534 2.85 1.51633 64.14
22 -10.044 Ｄ２２
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ Ｄ２６
27 （撮像面） ∞
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number
R D Nd νd
1 39.596 0.74 2.00069 25.46
2 7.284 2.42
3 ∞ 8.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 (Aspherical) 13.424 3.29 1.58313 59.38
6 (Aspherical) -9.318 D6
7 (Aspheric) -*** 0.48 1.80610 40.92
8 (Aspherical surface) 7.647 0.72
9 15.942 1.82 1.92286 20.88
10 -13.927 0.50 2.00069 25.46
11 -52.024 D11
12 (Aperture stop) ∞ D12
13 (Aspherical surface) 6.865 3.51 1.51633 64.14
14 (Aspherical surface) -10.361 0.01
15 8.820 1.62 1.49700 81.54
16 66.242 0.50 1.90366 31.32
17 7.590 2.07
18 7.288 2.74 1.74400 44.78
19 -5.460 0.48 1.90366 31.32
20 4.520 D20
21 19.534 2.85 1.51633 64.14
22 -10.044 D22
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ D26
27 (Imaging surface) ∞
非球面データ
面番号 曲率半径 円錐係数 非球面係数
Ｒ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
5 13.424 0.000 -9.92609e-05 -4.09724e-06 1.73844e-07 -2.23890e-09
6 -9.318 0.000 2.06768e-04 -2.95327e-06 1.61411e-07 -1.80702e-09
7 -*** 0.000 2.27441e-04 3.49191e-06 -3.69902e-07 6.66045e-09
8 7.647 0.000 -5.65418e-04 5.00948e-06 -4.70486e-07
13 6.865 0.000 -5.45365e-04 -6.00902e-06 -3.03057e-09 -4.28403e-08
14 -10.361 0.000 3.07861e-04 -1.79286e-06 -5.03475e-07 -2.03961e-08
Aspheric data surface number radius of curvature cone coefficient aspheric coefficient
RK A 4 A 6 A 8 A 10
5 13.424 0.000 -9.92609e-05 -4.09724e-06 1.73844e-07 -2.23890e-09
6 -9.318 0.000 2.06768e-04 -2.95327e-06 1.61411e-07 -1.80702e-09
7 -*** 0.000 2.27441e-04 3.49191e-06 -3.69902e-07 6.66045e-09
8 7.647 0.000 -5.65418e-04 5.00948e-06 -4.70486e-07
13 6.865 0.000 -5.45365e-04 -6.00902e-06 -3.03057e-09 -4.28403e-08
14 -10.361 0.000 3.07861e-04 -1.79286e-06 -5.03475e-07 -2.03961e-08
各種データ
ズーム比 3.74
広角 中間 望遠
焦点距離 4.62 11.05 17.30
Ｆナンバー 3.19 4.75 5.40
画角 88.10 34.09 24.68
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 53.16 53.16 53.16
バックフォーカス 3.53 3.44 4.52
Ｄ６ 0.60 6.01 6.96
Ｄ１１ 7.35 1.94 1.00
Ｄ１２ 7.36 3.45 0.10
Ｄ２０ 1.78 5.77 8.04
Ｄ２２ 2.00 1.92 3.00
Ｄ２６ 0.37 0.37 0.36
Various data Zoom ratio 3.74
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.62 11.05 17.30
F number 3.19 4.75 5.40
Angle of view 88.10 34.09 24.68
Image height 3.84 3.84 3.84
Total lens length 53.16 53.16 53.16
Back focus 3.53 3.44 4.52
D6 0.60 6.01 6.96
D11 7.35 1.94 1.00
D12 7.36 3.45 0.10
D20 1.78 5.77 8.04
D22 2.00 1.92 3.00
D26 0.37 0.37 0.36
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 11.99
2 7 -9.42
3 13 9.98
4 21 13.28
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 11.99
2 7 -9.42
3 13 9.98
4 21 13.28
上記条件式に係るデータ
条件式（１） ０．５＜｜ｆ3r／ｆ3f｜＜４：１．１０２
条件式（２） ０．６５＜ｆ3f／ｆ3＜１．５：１．０５２
条件式（３） １．５＜ＨＨ3fr／ｉｈw＜５：２．８８８
条件式（４） ０．０６＜ｎd3rn−ｎd3rp＜０．６：０．１６０
条件式（５） ｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜＜０．６：０．０９４
条件式（６） ３．０＜ｆt／ｆw＜１０．０：３．７４７
条件式（７） １．９５＜ｎd1＜２．１２：２．００１
条件式（８） １５＜νd1＜３０：２５．４６
条件式（９） １＜ｆw／ｉｈw＜１．８：１．２０２
条件式（１０） １＜Ｄp／ｉｈw＜５：２．２１４
条件式（１１） １０＜Ｃj／ｉｈw＜２０：１３．７６１
Data According to Conditional Expression Conditional Expression (1) 0.5 <| f 3r / f 3f | <4: 1.102
Conditional expression (2) 0.65 <f 3f / f 3 <1.5: 1.052
Conditional expression (3) 1.5 <HH 3fr / ih w <5: 2.888
Conditional expression (4) 0.06 <n d3rn −n d3rp <0.6: 0.160
Conditional expression (5) | (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6: 0.094
Conditional expression (6) 3.0 <f t / f w <10.0: 3.747
Conditional expression (7) 1.95 <n d1 <2.12: 2.001
Conditional expression (8) 15 <ν d1 <30: 25.46
Conditional expression (9) 1 <f w / ih w <1.8: 1.202
Conditional expression (10) 1 <D p / ih w <5: 2.214
Conditional expression (11) 10 <C j / ih w <20: 13.761
図５は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図６は、図５に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。 FIG. 5 is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration of the zoom lens according to the present embodiment when focusing on an object point at infinity, where (a) is the wide-angle end, (b) is the middle, and (c) is Each state at the telephoto end is shown. 6A and 6B are diagrams showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and lateral chromatic aberration when the zoom lens shown in FIG. 5 is focused on an object point at infinity. FIG. 6A is a wide-angle end, and FIG. , (C) show states at the telephoto end, respectively.
まず、図５を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ2と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ3と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ4とにより構成されている。なお、第４レンズ群Ｇ4の像側には、物体側から順に、ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。 First, the optical configuration of the zoom lens of the present embodiment will be described with reference to FIG. The zoom lens of the present embodiment includes a first lens group G 1 having a positive refractive power, a second lens group G 2 having a negative refractive power, and an aperture stop S on the optical axis Lc in order from the object side. And a third lens group G 3 having a positive refractive power and a fourth lens group G 4 having a positive refractive power. Incidentally, the image side of the fourth lens group G 4 is composed of, in order from the object side, a low-pass filter LF, CCD cover glass CG, and a CCD having an imaging surface IM are arranged.
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ11と、光路を変更する反射光学素子であるプリズムＰと、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズコンポーネントである第２レンズＬ12とにより構成されている。 The first lens group G 1 is a meniscus lens having a convex surface facing the object side in order from the object side, a lens L 11 that is a negative lens having negative refractive power, and a prism P that is a reflective optical element that changes the optical path. When, is constituted by the second lens L 12 both sides is a lens component having a positive refractive power is a biconvex lens of an aspherical surface.
第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、両面が非球面の両凹レンズであり負の屈折力を持つ第１レンズＬ21と、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ22と両凹レンズであり負の屈折力を持つレンズＬ23との接合レンズとにより構成されている。 The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a first lens L 21 that is a biconcave lens having both aspheric surfaces and negative refractive power, a biconvex lens L 22 that has positive refractive power, and both It is constituted by a cemented lens of a lens L 23 having a negative refractive power is concave.
第３レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群とにより構成されている。前群は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズである第１レンズＬ31と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり正の屈折力を持つ第２レンズＬ32と物体側に凸面と向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ第３レンズＬ33との接合レンズであり負の屈折力をもつレンズコンポーネントとにより構成されている。後群は、物体側から順に、両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズであるレンズＬ34と両凹レンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ35との接合レンズにより構成されている。 The third lens group G 3 includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a negative refractive power. The front group is, in order from the object side, a first lens L 31 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens whose both surfaces are aspheric surfaces, and a meniscus lens having a positive refractive power toward the object side. is constituted by a lens component having a negative refractive power is a cemented lens of the second lens L 32 and the third lens L 33 having a negative refractive power is a meniscus lens having a convex surface facing the object side with . The rear group includes, in order from the object side, a cemented lens of a lens L 34 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens and a lens L 35 which is a negative lens having a negative refractive power. Has been.
第４レンズ群Ｇ4は、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ4のみにより構成されている。 The fourth lens group G 4 is composed of only a lens L 4 that is a biconvex lens and has a positive refractive power.
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ1は、光軸Ｌｃ上を移動しない。第２レンズ群Ｇ2は、第１レンズ群Ｇ1との間隔を広げつつ光軸Ｌｃ上を像側に移動する。開口絞りＳは、光軸Ｌｃ上を移動しない。第３レンズ群Ｇ3は、開口絞りＳとの間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ4は、第３レンズ群Ｇ3との間隔を広げるように光軸Ｌｃ上を移動する。 Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G 1 does not move on the optical axis Lc. The second lens group G 2 moves to the image side on the optical axis Lc while widening the distance from the first lens group G 1 . The aperture stop S does not move on the optical axis Lc. The third lens group G 3 moves on the optical axis Lc to the object side while narrowing the distance from the aperture stop S. The fourth lens group G 4 moves on the optical axis Lc so as to widen the distance from the third lens group G 3 .
次に、本実施例に係る各光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。なお、単位はｍｍである。 Next, the structure and numerical data of the lens which comprises each optical system based on a present Example are shown. The unit is mm.
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
1 36.639 0.80 2.00069 25.46
2 7.070 2.32
3 ∞ 8.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 （非球面） 11.874 3.02 1.58913 61.14
6 （非球面） -9.220 Ｄ６
7 （非球面） -11.166 0.48 1.80610 40.92
8 （非球面） 6.597 0.79
9 12.514 1.75 1.92286 20.88
10 -10.866 0.50 2.00069 25.46
11 675.783 Ｄ１１
12 （開口絞り） ∞ Ｄ１２
13 （非球面） 6.533 4.03 1.58313 59.38
14 （非球面） -12.294 0.10
15 9.589 1.20 1.49700 81.54
16 51.311 0.50 2.00069 25.46
17 8.061 1.74
18 6.564 2.91 1.72151 29.23
19 -4.500 0.48 2.00069 25.46
20 5.031 Ｄ２０
21 36.388 2.26 1.62299 58.16
22 -10.534 Ｄ２２
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ Ｄ２６
27 （撮像面） ∞
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number
R D Nd νd
1 36.639 0.80 2.00069 25.46
2 7.070 2.32
3 ∞ 8.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 (Aspherical) 11.874 3.02 1.58913 61.14
6 (Aspherical) -9.220 D6
7 (Aspherical) -11.166 0.48 1.80610 40.92
8 (Aspherical surface) 6.597 0.79
9 12.514 1.75 1.92286 20.88
10 -10.866 0.50 2.00069 25.46
11 675.783 D11
12 (Aperture stop) ∞ D12
13 (Aspherical) 6.533 4.03 1.58313 59.38
14 (Aspherical surface) -12.294 0.10
15 9.589 1.20 1.49700 81.54
16 51.311 0.50 2.00069 25.46
17 8.061 1.74
18 6.564 2.91 1.72151 29.23
19 -4.500 0.48 2.00069 25.46
20 5.031 D20
21 36.388 2.26 1.62299 58.16
22 -10.534 D22
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ D26
27 (Imaging surface) ∞
非球面データ
面番号 曲率半径 円錐係数 非球面係数
Ｒ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
5 11.874 0.000 -1.32166e-04 -4.44173e-06 1.51053e-07 -1.90906e-09
6 -9.220 0.000 2.57050e-04 -3.70509e-06 1.62555e-07 -1.87234e-09
7 -11.166 0.000 2.30987e-04 -5.52415e-07 -4.01116e-07 -5.18408e-09
8 6.597 0.000 -6.42571e-04 3.60221e-06 -3.84504e-07 -6.84757e-08
13 6.533 0.000 -4.54919e-04 -1.62475e-06 -1.81441e-07 -2.36690e-08
14 -12.294 0.000 3.53844e-04 9.55976e-07 -4.58010e-07 -1.81690e-08
Aspheric data surface number radius of curvature cone coefficient aspheric coefficient
RK A 4 A 6 A 8 A 10
5 11.874 0.000 -1.32166e-04 -4.44173e-06 1.51053e-07 -1.90906e-09
6 -9.220 0.000 2.57050e-04 -3.70509e-06 1.62555e-07 -1.87234e-09
7 -11.166 0.000 2.30987e-04 -5.52415e-07 -4.01116e-07 -5.18408e-09
8 6.597 0.000 -6.42571e-04 3.60221e-06 -3.84504e-07 -6.84757e-08
13 6.533 0.000 -4.54919e-04 -1.62475e-06 -1.81441e-07 -2.36690e-08
14 -12.294 0.000 3.53844e-04 9.55976e-07 -4.58010e-07 -1.81690e-08
各種データ
ズーム比 4.99
広角 中間 望遠
焦点距離 4.35 11.57 21.71
Ｆナンバー 3.47 5.14 5.49
画角 91.57 35.40 19.99
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 53.66 53.66 53.66
バックフォーカス 3.71 3.02 4.22
Ｄ６ 0.60 5.52 6.89
Ｄ１１ 7.28 2.37 1.00
Ｄ１２ 8.78 5.43 0.10
Ｄ２０ 1.71 5.75 9.88
Ｄ２２ 2.18 1.50 2.70
Ｄ２６ 0.37 0.36 0.36
Various data Zoom ratio 4.99
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.35 11.57 21.71
F number 3.47 5.14 5.49
Angle of view 91.57 35.40 19.99
Image height 3.84 3.84 3.84
Total lens length 53.66 53.66 53.66
Back focus 3.71 3.02 4.22
D6 0.60 5.52 6.89
D11 7.28 2.37 1.00
D12 8.78 5.43 0.10
D20 1.71 5.75 9.88
D22 2.18 1.50 2.70
D26 0.37 0.36 0.36
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 10.69
2 7 -8.26
3 13 9.39
4 21 13.36
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 10.69
2 7 -8.26
3 13 9.39
4 21 13.36
上記条件式に係るデータ
条件式（１） ０．５＜｜ｆ3r／ｆ3f｜＜４：０．９９１
条件式（２） ０．６５＜ｆ3f／ｆ3＜１．５：１．０７７
条件式（３） １．５＜ＨＨ3fr／ｉｈw＜５：２．８３６
条件式（４） ０．０６＜ｎd3rn−ｎd3rp＜０．６：０．２７９
条件式（５） ｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜＜０．６：０．０５６
条件式（６） ３．０＜ｆt／ｆw＜１０．０：４．９９６
条件式（７） １．９５＜ｎd1＜２．１２：２．００１
条件式（８） １５＜νd1＜３０：２５．４６
条件式（９） １＜ｆw／ｉｈw＜１．８：１．１３２
条件式（１０） １＜Ｄp／ｉｈw＜５：２．２１４
条件式（１１） １０＜Ｃj／ｉｈw＜２０：１３．８９２
Data related to the conditional expression Conditional expression (1) 0.5 <| f 3r / f 3f | <4: 0.991
Conditional expression (2) 0.65 <f 3f / f 3 <1.5: 1.077
Conditional expression (3) 1.5 <HH 3fr / ih w <5: 2.836
Conditional expression (4) 0.06 <n d3rn −n d3rp <0.6: 0.279
Conditional expression (5) | (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6: 0.056
Conditional expression (6) 3.0 <f t / f w <10.0: 4.996
Conditional expression (7) 1.95 <n d1 <2.12: 2.001
Conditional expression (8) 15 <ν d1 <30: 25.46
Conditional expression (9) 1 <f w / ih w <1.8: 1.132
Conditional expression (10) 1 <D p / ih w <5: 2.214
Conditional expression (11) 10 <C j / ih w <20: 13.892
図７は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図８は、図７に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。 FIG. 7 is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration of the zoom lens according to the present embodiment when focusing on an object point at infinity, where (a) is a wide-angle end, (b) is an intermediate, and (c) is a cross-sectional view. Each state at the telephoto end is shown. 8A and 8B are diagrams showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and lateral chromatic aberration when the zoom lens shown in FIG. 7 is focused on an object point at infinity. FIG. 8A is a wide-angle end, and FIG. , (C) show states at the telephoto end, respectively.
まず、図７を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ2と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ3と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ4とにより構成されている。なお、第４レンズ群Ｇ4の像側には、物体側から順に、ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。 First, the optical configuration of the zoom lens of the present embodiment will be described with reference to FIG. The zoom lens of the present embodiment includes a first lens group G 1 having a positive refractive power, a second lens group G 2 having a negative refractive power, and an aperture stop S on the optical axis Lc in order from the object side. And a third lens group G 3 having a positive refractive power and a fourth lens group G 4 having a positive refractive power. Incidentally, the image side of the fourth lens group G 4 is composed of, in order from the object side, a low-pass filter LF, CCD cover glass CG, and a CCD having an imaging surface IM are arranged.
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、像側の面が非球面の物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ11と、光路を変更する反射光学素子であるプリズムＰと、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズコンポーネントである第２レンズＬ12とにより構成されている。 The first lens group G 1 is a meniscus lens having a convex surface facing the object side whose image side is aspherical in order from the object side, and changes the optical path with the lens L 11 which is a negative lens having negative refractive power. a prism P which is a reflecting optical element which is constituted by the second lens L 12 both sides is a lens component having a positive refractive power is a biconvex lens of an aspherical surface.
第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、両面が非球面の両凹レンズであり負の屈折力を持つ第１レンズＬ21と、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ22と両凹レンズであり負の屈折力を持つレンズＬ23との接合レンズとにより構成されている。 The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a first lens L 21 that is a biconcave lens having both aspheric surfaces and negative refractive power, a biconvex lens L 22 that has positive refractive power, and both It is constituted by a cemented lens of a lens L 23 having a negative refractive power is concave.
第３レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群とにより構成されている。前群は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズである第１レンズＬ31と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり正の屈折力を持つ第２レンズＬ32と物体側に凸面と向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ第３レンズＬ33との接合レンズであり負の屈折力をもつレンズコンポーネントとにより構成されている。後群は、物体側から順に、両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズであるレンズＬ34と両凹レンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ35との接合レンズにより構成されている。 The third lens group G 3 includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a negative refractive power. The front group is, in order from the object side, a first lens L 31 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens whose both surfaces are aspheric surfaces, and a meniscus lens having a positive refractive power toward the object side. is constituted by a lens component having a negative refractive power is a cemented lens of the second lens L 32 and the third lens L 33 having a negative refractive power is a meniscus lens having a convex surface facing the object side with . The rear group includes, in order from the object side, a cemented lens of a lens L 34 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens and a lens L 35 which is a negative lens having a negative refractive power. Has been.
第４レンズ群Ｇ4は、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ4のみにより構成されている。 The fourth lens group G 4 is composed of only a lens L 4 that is a biconvex lens and has a positive refractive power.
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ1は、光軸Ｌｃ上を移動しない。第２レンズ群Ｇ2は、第１レンズ群Ｇ1との間隔を広げつつ光軸Ｌｃ上を像側に移動する。開口絞りＳは、光軸Ｌｃ上を移動しない。第３レンズ群Ｇ3は、開口絞りＳとの間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ4は、光軸Ｌｃ上を移動しない。 Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G 1 does not move on the optical axis Lc. The second lens group G 2 moves to the image side on the optical axis Lc while widening the distance from the first lens group G 1 . The aperture stop S does not move on the optical axis Lc. The third lens group G 3 moves on the optical axis Lc to the object side while narrowing the distance from the aperture stop S. The fourth lens group G 4 does not move on the optical axis Lc.
次に、本実施例に係る各光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。なお、単位はｍｍである。 Next, the structure and numerical data of the lens which comprises each optical system based on a present Example are shown. The unit is mm.
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
1 72.798 0.80 1.97000 29.00
2 （非球面） 7.575 2.21
3 ∞ 8.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 （非球面） 9.304 2.53 1.58913 61.14
6 （非球面） -12.770 Ｄ６
7 （非球面） -12.986 0.48 1.80610 40.92
8 （非球面） 13.383 0.56
9 98.222 1.40 1.92286 20.88
10 -11.825 0.50 1.83481 42.71
11 285.563 Ｄ１１
12 （開口絞り） ∞ Ｄ１２
13 （非球面） 6.708 2.78 1.51633 64.14
14 （非球面） -11.617 0.10
15 6.238 2.07 1.51633 64.14
16 217.653 0.50 1.90366 31.32
17 4.882 0.97
18 7.870 2.54 1.74950 35.28
19 -5.116 0.48 1.90366 31.32
20 6.963 Ｄ２０
21 21.670 1.98 1.49700 81.54
22 -14.408 Ｄ２２
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ Ｄ２６
27 （撮像面） ∞
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number
R D Nd νd
1 72.798 0.80 1.97000 29.00
2 (Aspherical) 7.575 2.21
3 ∞ 8.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 (Aspherical surface) 9.304 2.53 1.58913 61.14
6 (Aspherical surface) -12.770 D6
7 (Aspherical surface) -12.986 0.48 1.80610 40.92
8 (Aspherical) 13.383 0.56
9 98.222 1.40 1.92286 20.88
10 -11.825 0.50 1.83481 42.71
11 285.563 D11
12 (Aperture stop) ∞ D12
13 (Aspherical surface) 6.708 2.78 1.51633 64.14
14 (Aspherical surface) -11.617 0.10
15 6.238 2.07 1.51633 64.14
16 217.653 0.50 1.90366 31.32
17 4.882 0.97
18 7.870 2.54 1.74950 35.28
19 -5.116 0.48 1.90366 31.32
20 6.963 D20
21 21.670 1.98 1.49700 81.54
22 -14.408 D22
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ D26
27 (Imaging surface) ∞
非球面データ
面番号 曲率半径 円錐係数 非球面係数
Ｒ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
2 7.575 0.000 -2.97722e-04 -6.85198e-07 2.05101e-08 -1.02204e-09
5 9.304 0.000 -2.35104e-04 -2.62715e-06 -7.14410e-08 9.50263e-10
6 -12.770 0.000 1.89275e-04 -5.46778e-06 9.05154e-08 -1.31972e-09
7 -12.986 0.000 4.51604e-04 7.48144e-06 -9.80490e-07
8 13.383 0.000 1.43347e-04 3.38485e-05 -2.50357e-06
13 6.708 0.000 -4.17575e-04 2.45552e-07 -4.21199e-07
14 -11.617 0.000 3.16842e-04 1.50547e-06 -3.06447e-07
Aspheric data surface number radius of curvature cone coefficient aspheric coefficient
RK A 4 A 6 A 8 A 10
2 7.575 0.000 -2.97722e-04 -6.85198e-07 2.05101e-08 -1.02204e-09
5 9.304 0.000 -2.35104e-04 -2.62715e-06 -7.14410e-08 9.50263e-10
6 -12.770 0.000 1.89275e-04 -5.46778e-06 9.05154e-08 -1.31972e-09
7 -12.986 0.000 4.51604e-04 7.48144e-06 -9.80490e-07
8 13.383 0.000 1.43347e-04 3.38485e-05 -2.50357e-06
13 6.708 0.000 -4.17575e-04 2.45552e-07 -4.21199e-07
14 -11.617 0.000 3.16842e-04 1.50547e-06 -3.06447e-07
各種データ
ズーム比 4.99
広角 中間 望遠
焦点距離 4.71 11.87 23.52
Ｆナンバー 3.47 4.69 5.92
画角 86.97 34.57 18.27
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 53.66 53.66 53.66
バックフォーカス 5.32 3.50 4.31
Ｄ６ 0.63 6.40 7.12
Ｄ１１ 7.49 1.72 1.00
Ｄ１２ 10.17 7.45 0.10
Ｄ２０ 1.45 5.98 12.52
Ｄ２２ 3.79 1.97 2.79
Ｄ２６ 0.37 0.37 0.37
Various data Zoom ratio 4.99
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.71 11.87 23.52
F number 3.47 4.69 5.92
Angle of View 86.97 34.57 18.27
Image height 3.84 3.84 3.84
Total lens length 53.66 53.66 53.66
Back focus 5.32 3.50 4.31
D6 0.63 6.40 7.12
D11 7.49 1.72 1.00
D12 10.17 7.45 0.10
D20 1.45 5.98 12.52
D22 3.79 1.97 2.79
D26 0.37 0.37 0.37
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 12.14
2 7 -9.27
3 13 11.16
4 21 17.74
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 12.14
2 7 -9.27
3 13 11.16
4 21 17.74
上記条件式に係るデータ
条件式（１） ０．５＜｜ｆ3r／ｆ3f｜＜４：２．１１９
条件式（２） ０．６５＜ｆ3f／ｆ3＜１．５：１．０４８
条件式（３） １．５＜ＨＨ3fr／ｉｈw＜５：３．３５７
条件式（４） ０．０６＜ｎd3rn−ｎd3rp＜０．６：０．１５４
条件式（５） ｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜＜０．６：０．１５３
条件式（６） ３．０＜ｆt／ｆw＜１０．０：４．９９６
条件式（７） １．９５＜ｎd1＜２．１２：１．９７０
条件式（８） １５＜νd1＜３０：２８．９９９
条件式（９） １＜ｆw／ｉｈw＜１．８：１．２２６
条件式（１０） １＜Ｄp／ｉｈw＜５：２．２１４
条件式（１１） １０＜Ｃj／ｉｈw＜２０：１３．８９１
Data related to the conditional expression Conditional expression (1) 0.5 <| f 3r / f 3f | <4: 2.119
Conditional expression (2) 0.65 <f 3f / f 3 <1.5: 1.048
Conditional expression (3) 1.5 <HH 3fr / ih w <5: 3.357
Conditional expression (4) 0.06 <n d3rn −n d3rp <0.6: 0.154
Conditional expression (5) | (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6: 0.153
Conditional expression (6) 3.0 <f t / f w <10.0: 4.996
Conditional Expression (7) 1.95 <n d1 <2.12: 1.970
Conditional expression (8) 15 <ν d1 <30: 28.999
Conditional expression (9) 1 <f w / ih w <1.8: 1.226
Conditional expression (10) 1 <D p / ih w <5: 2.214
Conditional expression (11) 10 <C j / ih w <20: 13.891
図９は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図１０は、図９に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。 FIG. 9 is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration of the zoom lens according to the present embodiment when focusing on an object point at infinity, where (a) is a wide-angle end, (b) is an intermediate, and (c) is Each state at the telephoto end is shown. FIG. 10 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and lateral chromatic aberration when the zoom lens shown in FIG. 9 is focused on an object point at infinity, where (a) is the wide-angle end and (b) is the middle. , (C) show states at the telephoto end, respectively.
まず、図９を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ2と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ3と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ4とにより構成されている。なお、第４レンズ群Ｇ4の像側には、物体側から順に、ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。 First, the optical configuration of the zoom lens of the present embodiment will be described with reference to FIG. The zoom lens of the present embodiment includes a first lens group G 1 having a positive refractive power, a second lens group G 2 having a negative refractive power, and an aperture stop S on the optical axis Lc in order from the object side. And a third lens group G 3 having a positive refractive power and a fourth lens group G 4 having a positive refractive power. Incidentally, the image side of the fourth lens group G 4 is composed of, in order from the object side, a low-pass filter LF, CCD cover glass CG, and a CCD having an imaging surface IM are arranged.
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ11と、光路を変更する反射光学素子であるプリズムＰと、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズコンポーネントである第２レンズＬ12とにより構成されている。 The first lens group G 1 is a meniscus lens having a convex surface facing the object side in order from the object side, a lens L 11 that is a negative lens having negative refractive power, and a prism P that is a reflective optical element that changes the optical path. When, is constituted by the second lens L 12 both sides is a lens component having a positive refractive power is a biconvex lens of an aspherical surface.
第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、両面が非球面の両凹レンズであり負の屈折力を持つ第１レンズＬ21と、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ22と両凹レンズであり負の屈折力を持つレンズＬ23との接合レンズとにより構成されている。 The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a first lens L 21 that is a biconcave lens having both aspheric surfaces and negative refractive power, a biconvex lens L 22 that has positive refractive power, and both It is constituted by a cemented lens of a lens L 23 having a negative refractive power is concave.
第３レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群とにより構成されている。前群は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズである第１レンズＬ31と、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり正の屈折力を持つ第２レンズＬ32と物体側に凸面と向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ第３レンズＬ33との接合レンズであり負の屈折力をもつレンズコンポーネントとにより構成されている。後群は、物体側から順に、両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズであるレンズＬ34と両凹レンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ35との接合レンズにより構成されている。 The third lens group G 3 includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a negative refractive power. The front group, in order from the object side, is a first lens L 31 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens whose both surfaces are aspheric surfaces, and a meniscus lens having a positive refractive power toward the object side. is constituted by a lens component having a negative refractive power is a cemented lens of the second lens L 32 and the third lens L 33 having a negative refractive power is a meniscus lens having a convex surface facing the object side with . The rear group includes, in order from the object side, a cemented lens of a lens L 34 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens and a lens L 35 which is a negative lens having a negative refractive power. Has been.
第４レンズ群Ｇ4は、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ4のみにより構成されている。 The fourth lens group G 4 is composed of only a lens L 4 that is a biconvex lens and has a positive refractive power.
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ1は、光軸Ｌｃ上を移動しない。第２レンズ群Ｇ2は、第１レンズ群Ｇ1との間隔を広げつつ光軸Ｌｃ上を像側に移動する。開口絞りＳは、光軸Ｌｃ上を移動しない。第３レンズ群Ｇ3は、開口絞りＳとの間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ4は、第３レンズ群Ｇ3との間隔を広げるように光軸Ｌｃ上を移動する。 Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G 1 does not move on the optical axis Lc. The second lens group G 2 moves to the image side on the optical axis Lc while widening the distance from the first lens group G 1 . The aperture stop S does not move on the optical axis Lc. The third lens group G 3 moves on the optical axis Lc to the object side while narrowing the distance from the aperture stop S. The fourth lens group G 4 moves on the optical axis Lc so as to widen the distance from the third lens group G 3 .
次に、本実施例に係る各光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。なお、単位はｍｍである。 Next, the structure and numerical data of the lens which comprises each optical system based on a present Example are shown. The unit is mm.
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
1 197.142 0.74 2.00069 25.46
2 8.978 1.96
3 ∞ 9.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 （非球面） 11.342 2.94 1.58313 59.38
6 （非球面） -10.083 Ｄ６
7 （非球面） -11.207 0.48 1.80610 40.92
8 （非球面） 9.117 0.47
9 20.274 1.50 1.92286 20.88
10 -17.629 0.50 1.88300 40.76
11 143.858 Ｄ１１
12 （開口絞り） ∞ Ｄ１２
13 （非球面） 6.251 2.82 1.51633 64.14
14 （非球面） -12.208 0.01
15 8.833 1.53 1.49700 81.54
16 48.571 0.50 1.90366 31.32
17 7.901 2.48
18 6.493 2.62 1.69895 30.13
19 -5.500 0.48 2.00069 25.46
20 4.726 Ｄ２０
21 36.312 2.34 1.58913 61.14
22 -10.241 Ｄ２２
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ Ｄ２６
27 （撮像面） ∞
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number
R D Nd νd
1 197.142 0.74 2.00069 25.46
2 8.978 1.96
3 ∞ 9.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 (Aspherical) 11.342 2.94 1.58313 59.38
6 (Aspherical surface) -10.083 D6
7 (Aspherical surface) -11.207 0.48 1.80610 40.92
8 (Aspherical surface) 9.117 0.47
9 20.274 1.50 1.92286 20.88
10 -17.629 0.50 1.88300 40.76
11 143.858 D11
12 (Aperture stop) ∞ D12
13 (Aspherical) 6.251 2.82 1.51633 64.14
14 (Aspherical surface) -12.208 0.01
15 8.833 1.53 1.49700 81.54
16 48.571 0.50 1.90366 31.32
17 7.901 2.48
18 6.493 2.62 1.69895 30.13
19 -5.500 0.48 2.00069 25.46
20 4.726 D20
21 36.312 2.34 1.58913 61.14
22 -10.241 D22
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.50
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ D26
27 (Imaging surface) ∞
非球面データ
面番号 曲率半径 円錐係数 非球面係数
Ｒ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
5 11.342 0.000 -1.32576e-04 -4.13508e-06 1.50963e-07 -2.46909e-09
6 -10.083 0.000 2.46670e-04 -3.82906e-06 1.63398e-07 -2.48513e-09
7 -11.207 0.000 2.29381e-04 -1.33019e-06 -1.75994e-07
8 9.117 0.000 -3.32085e-04 8.23358e-06 -7.12056e-07
13 6.251 0.000 -4.67999e-04 6.71374e-07 -3.12656e-07
14 -12.208 0.000 4.08958e-04 3.10915e-06 -1.61612e-07
Aspheric data surface number radius of curvature cone coefficient aspheric coefficient
RK A 4 A 6 A 8 A 10
5 11.342 0.000 -1.32576e-04 -4.13508e-06 1.50963e-07 -2.46909e-09
6 -10.083 0.000 2.46670e-04 -3.82906e-06 1.63398e-07 -2.48513e-09
7 -11.207 0.000 2.29381e-04 -1.33019e-06 -1.75994e-07
8 9.117 0.000 -3.32085e-04 8.23358e-06 -7.12056e-07
13 6.251 0.000 -4.67999e-04 6.71374e-07 -3.12656e-07
14 -12.208 0.000 4.08958e-04 3.10915e-06 -1.61612e-07
各種データ
ズーム比 5.00
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.42 25.33
Ｆナンバー 3.54 4.85 5.53
画角 82.74 33.13 17.28
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 54.16 54.16 54.17
バックフォーカス 4.16 3.38 4.21
Ｄ６ 0.73 5.71 7.14
Ｄ１１ 7.41 2.43 1.00
Ｄ１２ 9.00 6.29 0.10
Ｄ２０ 1.78 5.28 10.64
Ｄ２２ 2.63 1.86 2.69
Ｄ２６ 0.37 0.37 0.36
Various data Zoom ratio 5.00
Wide angle Medium telephoto Focal length 5.07 12.42 25.33
F number 3.54 4.85 5.53
Angle of view 82.74 33.13 17.28
Image height 3.84 3.84 3.84
Total lens length 54.16 54.16 54.17
Back focus 4.16 3.38 4.21
D6 0.73 5.71 7.14
D11 7.41 2.43 1.00
D12 9.00 6.29 0.10
D20 1.78 5.28 10.64
D22 2.63 1.86 2.69
D26 0.37 0.37 0.36
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 11.22
2 7 -8.55
3 13 9.69
4 21 13.82
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 11.22
2 7 -8.55
3 13 9.69
4 21 13.82
上記条件式に係るデータ
条件式（１） ０．５＜｜ｆ3r／ｆ3f｜＜４：０．８９３
条件式（２） ０．６５＜ｆ3f／ｆ3＜１．５：１．０３７
条件式（３） １．５＜ＨＨ3fr／ｉｈw＜５：２．７０３
条件式（４） ０．０６＜ｎd3rn−ｎd3rp＜０．６：０．３０２
条件式（５） ｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜＜０．６：０．０７６
条件式（６） ３．０＜ｆt／ｆw＜１０．０：４．９９５
条件式（７） １．９５＜ｎd1＜２．１２：２．００１
条件式（８） １５＜νd1＜３０：２５．４６
条件式（９） １＜ｆw／ｉｈw＜１．８：１．３２０
条件式（１０） １＜Ｄp／ｉｈw＜５：２．４７４
条件式（１１） １０＜Ｃj／ｉｈw＜２０：１４．０２３
Data related to the conditional expression Conditional expression (1) 0.5 <| f 3r / f 3f | <4: 0.893
Conditional expression (2) 0.65 <f 3f / f 3 <1.5: 1.037
Conditional expression (3) 1.5 <HH 3fr / ih w <5: 2.703
Conditional expression (4) 0.06 <n d3rn −n d3rp <0.6: 0.302
Conditional expression (5) | (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6: 0.076
Conditional expression (6) 3.0 <f t / f w <10.0: 4.995
Conditional expression (7) 1.95 <n d1 <2.12: 2.001
Conditional expression (8) 15 <ν d1 <30: 25.46
Conditional expression (9) 1 <f w / ih w <1.8: 1.320
Conditional expression (10) 1 <D p / ih w <5: 2.474
Conditional expression (11) 10 <C j / ih w <20: 14.023
図１１は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図１２は、図１１に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。 FIG. 11 is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration of the zoom lens according to the present embodiment when focusing on an object point at infinity, where (a) is the wide-angle end, (b) is the middle, and (c) is the middle. Each state at the telephoto end is shown. 12A and 12B are diagrams showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and chromatic aberration of magnification when the zoom lens shown in FIG. 11 is focused on an object point at infinity. FIG. 12A is a wide-angle end, and FIG. , (C) show states at the telephoto end, respectively.
まず、図１１を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ2と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ3と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ4とにより構成されている。なお、第４レンズ群Ｇ4の像側には、物体側から順に、ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。 First, the optical configuration of the zoom lens of the present embodiment will be described with reference to FIG. The zoom lens of the present embodiment includes a first lens group G 1 having a positive refractive power, a second lens group G 2 having a negative refractive power, and an aperture stop S on the optical axis Lc in order from the object side. And a third lens group G 3 having a positive refractive power and a fourth lens group G 4 having a positive refractive power. Incidentally, the image side of the fourth lens group G 4 is composed of, in order from the object side, a low-pass filter LF, CCD cover glass CG, and a CCD having an imaging surface IM are arranged.
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ11と、光路を変更する反射光学素子であるプリズムＰと、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズコンポーネントである第２レンズＬ12とにより構成されている。 The first lens group G 1 is a meniscus lens having a convex surface facing the object side in order from the object side, a lens L 11 that is a negative lens having negative refractive power, and a prism P that is a reflective optical element that changes the optical path. When, is constituted by the second lens L 12 both sides is a lens component having a positive refractive power is a biconvex lens of an aspherical surface.
第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、両面が非球面の両凹レンズであり負の屈折力を持つ第１レンズＬ21と、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ22とにより構成されている。 The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a first lens L 21 that is a biconcave lens having both aspheric surfaces and negative refractive power, and a lens L 22 that is a biconvex lens and has positive refractive power. It is configured.
第３レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群とにより構成されている。前群は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズである第１レンズＬ31と、両凸レンズであり正の屈折力を持つ第２レンズＬ32と像側に凸面と向けたメニスカスレンズであり負の屈折力を持つ第３レンズＬ33との接合レンズであり負の屈折力をもつレンズコンポーネントとにより構成されている。後群は、物体側から順に、両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズであるレンズＬ34と両凹レンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ35との接合レンズにより構成されている。 The third lens group G 3 includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a negative refractive power. The front group includes, in order from the object side, a first lens L 31 which is a biconvex lens having both surfaces aspheric and has a positive refractive power, and a second lens L 32 which is a biconvex lens and has a positive refractive power. is constituted by a lens component having a negative refractive power is a cemented lens of a third lens L 33 having a negative refractive power is a meniscus lens having a convex surface toward the image side. The rear group includes, in order from the object side, a cemented lens of a lens L 34 which is a positive lens having a positive refractive power and a biconvex lens and a lens L 35 which is a negative lens having a negative refractive power. Has been.
第４レンズ群Ｇ4は、像側の面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ4のみにより構成されている。 The fourth lens group G 4 is composed only of a lens L 4 having a positive refractive power and being a biconvex lens having an aspheric surface on the image side.
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ1は、光軸Ｌｃ上を移動しない。第２レンズ群Ｇ2は、第１レンズ群Ｇ1との間隔を広げつつ光軸Ｌｃ上を像側に移動する。開口絞りＳは、光軸Ｌｃ上を移動しない。第３レンズ群Ｇ3は、開口絞りＳとの間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ4は、第３レンズ群Ｇ3との間隔を広げるように光軸Ｌｃ上を移動する。 Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G 1 does not move on the optical axis Lc. The second lens group G 2 moves to the image side on the optical axis Lc while widening the distance from the first lens group G 1 . The aperture stop S does not move on the optical axis Lc. The third lens group G 3 moves on the optical axis Lc to the object side while narrowing the distance from the aperture stop S. The fourth lens group G 4 moves on the optical axis Lc so as to widen the distance from the third lens group G 3 .
次に、本実施例に係る各光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。なお、単位はｍｍである。 Next, the structure and numerical data of the lens which comprises each optical system based on a present Example are shown. The unit is mm.
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
1 40.053 0.80 2.00069 25.46
2 7.801 2.56
3 ∞ 10.93 1.83481 42.71
4 ∞ 0.20
5 （非球面） 14.764 2.71 1.59201 67.02
6 （非球面） -11.899 Ｄ６
7 （非球面） -16.815 0.48 1.80610 40.92
8 （非球面） 6.852 2.23
9 19.807 1.67 1.92286 20.88
10 -66.585 Ｄ１０
11 （開口絞り） ∞ Ｄ１１
12 （非球面） 10.555 4.00 1.58313 59.38
13 （非球面） -15.120 0.10
14 54.761 2.75 1.48749 70.23
15 -16.615 0.50 2.00069 25.46
16 -80.132 4.17
17 11.813 2.38 1.74950 35.28
18 -6.000 0.48 2.00069 25.46
19 6.700 Ｄ１９
20 33.370 2.04 1.58313 59.38
21 （非球面） -10.777 Ｄ２１
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.50
24 ∞ 0.50 1.51633 64.14
25 ∞ Ｄ２５
26 （撮像面） ∞
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number
R D Nd νd
1 40.053 0.80 2.00069 25.46
2 7.801 2.56
3 ∞ 10.93 1.83481 42.71
4 ∞ 0.20
5 (Aspherical) 14.764 2.71 1.59201 67.02
6 (Aspherical surface) -11.899 D6
7 (Aspherical) -16.815 0.48 1.80610 40.92
8 (Aspherical surface) 6.852 2.23
9 19.807 1.67 1.92286 20.88
10 -66.585 D10
11 (Aperture stop) ∞ D11
12 (Aspherical) 10.555 4.00 1.58313 59.38
13 (Aspherical surface) -15.120 0.10
14 54.761 2.75 1.48749 70.23
15 -16.615 0.50 2.00069 25.46
16 -80.132 4.17
17 11.813 2.38 1.74950 35.28
18 -6.000 0.48 2.00069 25.46
19 6.700 D19
20 33.370 2.04 1.58313 59.38
21 (Aspherical surface) -10.777 D21
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14
23 ∞ 0.50
24 ∞ 0.50 1.51633 64.14
25 ∞ D25
26 (Imaging surface) ∞
非球面データ
面番号 曲率半径 円錐係数 非球面係数
Ｒ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
5 14.764 0.000 -1.98518e-05 -4.58040e-06 8.19512e-08 2.55650e-10
6 -11.899 0.000 1.52754e-04 -4.85886e-06 1.11843e-07 -2.21801e-10
7 -16.815 0.000 -1.24607e-04 2.91590e-05 -1.98153e-06 4.40611e-08
8 6.852 0.000 -8.46034e-04 4.36335e-05 -3.65833e-06 8.88318e-08
12 10.555 0.000 -2.78155e-04 -6.58433e-06 1.66897e-08 -1.62916e-08
13 -15.120 0.000 -1.08341e-04 -6.09230e-06 -1.23067e-07 -6.53607e-09
21 -10.777 0.000 4.39218e-04 -1.15374e-05 2.05263e-07 -3.68144e-11
Aspheric data surface number radius of curvature cone coefficient aspheric coefficient
RK A 4 A 6 A 8 A 10
5 14.764 0.000 -1.98518e-05 -4.58040e-06 8.19512e-08 2.55650e-10
6 -11.899 0.000 1.52754e-04 -4.85886e-06 1.11843e-07 -2.21801e-10
7 -16.815 0.000 -1.24607e-04 2.91590e-05 -1.98153e-06 4.40611e-08
8 6.852 0.000 -8.46034e-04 4.36335e-05 -3.65833e-06 8.88318e-08
12 10.555 0.000 -2.78155e-04 -6.58433e-06 1.66897e-08 -1.62916e-08
13 -15.120 0.000 -1.08341e-04 -6.09230e-06 -1.23067e-07 -6.53607e-09
21 -10.777 0.000 4.39218e-04 -1.15374e-05 2.05263e-07 -3.68144e-11
各種データ
ズーム比 4.80
広角 中間 望遠
焦点距離 4.53 11.61 21.74
Ｆナンバー 3.50 4.74 5.93
画角 87.38 35.30 19.47
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 67.26 67.26 67.27
バックフォーカス 5.01 3.86 4.24
Ｄ６ 0.60 8.49 9.33
Ｄ１０ 10.59 2.70 1.86
Ｄ１１ 11.39 8.10 0.10
Ｄ１９ 1.65 6.09 13.72
Ｄ２０ 3.48 2.32 2.70
Ｄ２５ 0.37 0.38 0.38
Various data Zoom ratio 4.80
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.53 11.61 21.74
F number 3.50 4.74 5.93
Angle of view 87.38 35.30 19.47
Image height 3.84 3.84 3.84
Total lens length 67.26 67.26 67.27
Back focus 5.01 3.86 4.24
D6 0.60 8.49 9.33
D10 10.59 2.70 1.86
D11 11.39 8.10 0.10
D19 1.65 6.09 13.72
D20 3.48 2.32 2.70
D25 0.37 0.38 0.38
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 14.47
2 7 -12.18
3 12 13.45
4 20 14.21
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 14.47
2 7 -12.18
3 12 13.45
4 20 14.21
上記条件式に係るデータ
条件式（１） ０．５＜｜ｆ3r／ｆ3f｜＜４：０．７５６
条件式（２） ０．６５＜ｆ3f／ｆ3＜１．５：０．８９２
条件式（３） １．５＜ＨＨ3fr／ｉｈw＜５：２．８６７
条件式（４） ０．０６＜ｎd3rn−ｎd3rp＜０．６：０．２５１
条件式（５） ｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜＜０．６：０．０５５
条件式（６） ３．０＜ｆt／ｆw＜１０．０：４．８０１
条件式（７） １．９５＜ｎd1＜２．１２：２．００１
条件式（８） １５＜νd1＜３０：２５．４６
条件式（９） １＜ｆw／ｉｈw＜１．８：１．１７９
条件式（１０） １＜Ｄp／ｉｈw＜５：２．８４６
条件式（１１） １０＜Ｃj／ｉｈw＜２０：１７．４３６
Data related to the conditional expression Conditional expression (1) 0.5 <| f 3r / f 3f | <4: 0.756
Conditional expression (2) 0.65 <f 3f / f 3 <1.5: 0.892
Conditional expression (3) 1.5 <HH 3fr / ih w <5: 2.867
Conditional expression (4) 0.06 <n d3rn −n d3rp <0.6: 0.251
Conditional expression (5) | (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6: 0.055
Conditional expression (6) 3.0 <f t / f w <10.0: 4.801
Conditional expression (7) 1.95 <n d1 <2.12: 2.001
Conditional expression (8) 15 <ν d1 <30: 25.46
Conditional expression (9) 1 <f w / ih w <1.8: 1.179
Conditional expression (10) 1 <D p / ih w <5: 2.846
Conditional expression (11) 10 <C j / ih w <20: 17.436
図１３は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。図１４は、図１３に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差，非点収差，歪曲収差，倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における状態をそれぞれ示している。 FIG. 13 is a cross-sectional view along the optical axis showing the optical configuration of the zoom lens according to the present embodiment when focusing on an object point at infinity, where (a) is a wide-angle end, (b) is an intermediate, and (c) is Each state at the telephoto end is shown. 14A and 14B are diagrams showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and lateral chromatic aberration when the zoom lens shown in FIG. 13 is focused on an object point at infinity. FIG. 14A is a wide-angle end, and FIG. , (C) show states at the telephoto end, respectively.
まず、図１３を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Ｌｃ上に、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ1と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ2と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ3と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ4とにより構成されている。なお、第４レンズ群Ｇ4の像側には、物体側から順に、ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤカバーガラスＣＧ、撮像面ＩＭを持つＣＣＤが配置されている。 First, the optical configuration of the zoom lens of the present embodiment will be described with reference to FIG. The zoom lens of the present embodiment includes a first lens group G 1 having a positive refractive power, a second lens group G 2 having a negative refractive power, and an aperture stop S on the optical axis Lc in order from the object side. And a third lens group G 3 having a positive refractive power and a fourth lens group G 4 having a positive refractive power. Incidentally, the image side of the fourth lens group G 4 is composed of, in order from the object side, a low-pass filter LF, CCD cover glass CG, and a CCD having an imaging surface IM are arranged.
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、物体側の面が非球面の両凹レンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ11と、光路を変更する反射光学素子であるプリズムＰと、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズコンポーネントである第２レンズＬ12と、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ14とにより構成されている。 The first lens group G 1 includes, in order from the object side, a lens L 11 which is a negative lens having a negative refractive power and a biconcave lens having an aspheric surface on the object side, and a prism which is a reflective optical element that changes the optical path. P, a second convex lens L 12 that is a biconvex lens having an aspheric surface on both sides and a positive refractive power, and a lens L 14 that is a biconvex lens and has a positive refractive power.
第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、両面が非球面の両凹レンズであり負の屈折力を持つ第１レンズＬ21と、両凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ22と両凹レンズであり負の屈折力を持つレンズＬ23との接合レンズとにより構成されている。 The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a first lens L 21 that is a biconcave lens having both aspheric surfaces and negative refractive power, a biconvex lens L 22 that has positive refractive power, and both It is constituted by a cemented lens of a lens L 23 having a negative refractive power is concave.
第３レンズ群Ｇ3は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と負の屈折力を持つ後群とにより構成されている。前群は、物体側から順に、両面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズである第１レンズＬ31と、両凸レンズであり正の屈折力を持つ第２レンズＬ32と両凹レンズであり負の屈折力を持つ第３レンズＬ33との接合レンズであり負の屈折力をもつレンズコンポーネントとにより構成されている。
後群は、物体側から順に、物体側の面が非球面の両凸レンズであり正の屈折力を持つ正レンズであるレンズＬ34と両凹レンズであり負の屈折力を持つ負レンズであるレンズＬ35との接合レンズにより構成されている。
The third lens group G 3 includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a negative refractive power. The front group includes, in order from the object side, a first lens L 31 which is a biconvex lens having both surfaces aspheric and has a positive refractive power, and a second lens L 32 which is a biconvex lens and has a positive refractive power. is constituted by a lens component having a negative refractive power is a cemented lens of a third lens L 33 having a negative refractive power is a biconcave lens.
The rear group includes, in order from the object side, a negative lens having a lens L 34 and the negative refractive power is a biconcave lens is a positive lens surface on the object side has a positive refractive power is a biconvex lens of an aspheric lens and a cemented lens of a L 35.
第４レンズ群Ｇ4は、像側に凸面を向けた平凸レンズであり正の屈折力を持つレンズＬ4のみにより構成されている。 The fourth lens group G 4 is a plano-convex lens having a convex surface directed toward the image side, and includes only a lens L 4 having a positive refractive power.
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ1は、光軸Ｌｃ上を移動しない。第２レンズ群Ｇ2は、第１レンズ群Ｇ1との間隔を広げつつ光軸Ｌｃ上を像側に移動する。開口絞りＳは、光軸Ｌｃ上を移動しない。第３レンズ群Ｇ3は、開口絞りＳとの間隔を狭めつつ光軸Ｌｃ上を物体側に移動する。第４レンズ群Ｇ4は、第３レンズ群Ｇ3との間隔を広げるように光軸Ｌｃ上を移動する。 Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G 1 does not move on the optical axis Lc. The second lens group G 2 moves to the image side on the optical axis Lc while widening the distance from the first lens group G 1 . The aperture stop S does not move on the optical axis Lc. The third lens group G 3 moves on the optical axis Lc to the object side while narrowing the distance from the aperture stop S. The fourth lens group G 4 moves on the optical axis Lc so as to widen the distance from the third lens group G 3 .
次に、本実施例に係る各光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。なお、単位はｍｍである。 Next, the structure and numerical data of the lens which comprises each optical system based on a present Example are shown. The unit is mm.
面データ
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
1 -20.720 0.73 1.97000 29.00
2 （非球面） 15.516 1.00
3 ∞ 9.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 （非球面） 14.847 1.76 1.58313 59.38
6 （非球面） -23.941 0.10
7 13.403 2.16 1.49700 81.54
8 -19.988 Ｄ８
9 （非球面） -10.811 0.50 1.80610 40.92
10 （非球面） 7.129 0.41
11 12.912 2.50 1.92286 20.88
12 -6.600 0.50 2.00330 28.27
13 48.974 Ｄ１３
14 （開口絞り） ∞ Ｄ１４
15 （非球面） 5.279 3.00 1.49700 81.54
16 （非球面） -11.759 0.01
17 9.658 2.80 1.54814 45.79
18 -17.118 0.50 1.90366 31.32
19 7.733 2.44
20 （非球面） 11.144 2.00 1.68893 31.07
21 -4.300 0.48 2.00069 25.46
22 8.152 Ｄ２２
23 ∞ 1.71 1.80518 25.42
24 -11.396 Ｄ２４
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ 0.50
27 ∞ 0.50 1.51633 64.14
28 ∞ Ｄ２８
29 （撮像面） ∞
Surface data surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index Abbe number
R D Nd νd
1 -20.720 0.73 1.97000 29.00
2 (Aspherical) 15.516 1.00
3 ∞ 9.50 1.84666 23.78
4 ∞ 0.20
5 (Aspherical) 14.847 1.76 1.58313 59.38
6 (Aspherical surface) -23.941 0.10
7 13.403 2.16 1.49700 81.54
8 -19.988 D8
9 (Aspherical) -10.811 0.50 1.80610 40.92
10 (Aspherical surface) 7.129 0.41
11 12.912 2.50 1.92286 20.88
12 -6.600 0.50 2.00330 28.27
13 48.974 D13
14 (Aperture stop) ∞ D14
15 (Aspherical surface) 5.279 3.00 1.49700 81.54
16 (Aspherical surface) -11.759 0.01
17 9.658 2.80 1.54814 45.79
18 -17.118 0.50 1.90366 31.32
19 7.733 2.44
20 (Aspherical) 11.144 2.00 1.68893 31.07
21 -4.300 0.48 2.00069 25.46
22 8.152 D22
23 ∞ 1.71 1.80518 25.42
24 -11.396 D24
25 ∞ 0.50 1.51633 64.14
26 ∞ 0.50
27 ∞ 0.50 1.51633 64.14
28 ∞ D28
29 (Imaging surface) ∞
非球面データ
面番号 曲率半径 円錐係数 非球面係数
Ｒ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
2 15.516 0.000 -2.69247e-04 -1.65584e-08 -2.84766e-08 2.56305e-10
5 14.847 0.000 -1.18003e-04 1.30873e-06 2.84612e-08 -1.12017e-09
6 -23.941 0.000 1.42281e-04 1.32360e-06 5.05648e-08 -1.24961e-09
9 -10.811 0.000 4.55617e-05 2.50337e-05 -7.23725e-07 -1.03489e-08
10 7.129 0.000 -8.12453e-04 2.84590e-05 -7.76535e-07 -3.10114e-08
15 5.279 0.000 -6.75300e-04 -6.17919e-06 2.70255e-07 -4.13930e-08
16 -11.759 0.000 4.92049e-04 1.32784e-05 -1.86131e-07 -1.02665e-08
20 11.144 0.000 -1.16205e-03 -9.08048e-05 3.70179e-06 -2.31280e-06
Aspheric data surface number radius of curvature cone coefficient aspheric coefficient
RK A 4 A 6 A 8 A 10
2 15.516 0.000 -2.69247e-04 -1.65584e-08 -2.84766e-08 2.56305e-10
5 14.847 0.000 -1.18003e-04 1.30873e-06 2.84612e-08 -1.12017e-09
6 -23.941 0.000 1.42281e-04 1.32360e-06 5.05648e-08 -1.24961e-09
9 -10.811 0.000 4.55617e-05 2.50337e-05 -7.23725e-07 -1.03489e-08
10 7.129 0.000 -8.12453e-04 2.84590e-05 -7.76535e-07 -3.10114e-08
15 5.279 0.000 -6.75300e-04 -6.17919e-06 2.70255e-07 -4.13930e-08
16 -11.759 0.000 4.92049e-04 1.32784e-05 -1.86131e-07 -1.02665e-08
20 11.144 0.000 -1.16205e-03 -9.08048e-05 3.70179e-06 -2.31280e-06
各種データ
ズーム比 7.00
広角 中間 望遠
焦点距離 4.97 18.07 34.79
Ｆナンバー 3.29 6.10 6.65
画角 85.90 23.10 12.61
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 54.41 54.40 54.44
バックフォーカス 3.91 3.00 2.97
Ｄ８ 0.62 4.92 5.94
Ｄ１３ 6.30 2.00 1.00
Ｄ１４ 9.95 4.94 0.10
Ｄ２２ 1.32 7.24 12.12
Ｄ２４ 2.39 1.48 1.50
Ｄ２８ 0.37 0.35 0.32
Various data Zoom ratio 7.00
Wide angle Medium telephoto Focal length 4.97 18.07 34.79
F number 3.29 6.10 6.65
Angle of view 85.90 23.10 12.61
Image height 3.84 3.84 3.84
Total lens length 54.41 54.40 54.44
Back focus 3.91 3.00 2.97
D8 0.62 4.92 5.94
D13 6.30 2.00 1.00
D14 9.95 4.94 0.10
D22 1.32 7.24 12.12
D24 2.39 1.48 1.50
D28 0.37 0.35 0.32
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 9.34
2 9 -6.55
3 15 8.38
4 23 14.15
Zoom lens group data Group Start surface Focal length
1 1 9.34
2 9 -6.55
3 15 8.38
4 23 14.15
上記条件式に係るデータ
条件式（１） ０．５＜｜ｆ3r／ｆ3f｜＜４：０．９３４
条件式（２） ０．６５＜ｆ3f／ｆ3＜１．５：１．０７１
条件式（３） １．５＜ＨＨ3fr／ｉｈw＜５：２．４９３
条件式（４） ０．０６＜ｎd3rn−ｎd3rp＜０．６：０．３１２
条件式（５） ｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜＜０．６：０．３０９
条件式（６） ３．０＜ｆt／ｆw＜１０．０：７．００
条件式（７） １．９５＜ｎd1＜２．１２：１．９７０
条件式（８） １５＜νd1＜３０：２８．９９９
条件式（９） １＜ｆw／ｉｈw＜１．８：１．２９４
条件式（１０） １＜Ｄp／ｉｈw＜５：２．４７４
条件式（１１） １０＜Ｃj／ｉｈw＜２０：１４．０９５
Data related to the above conditional expression Conditional expression (1) 0.5 <| f 3r / f 3f | <4: 0.934
Conditional expression (2) 0.65 <f 3f / f 3 <1.5: 1.071
Conditional expression (3) 1.5 <HH 3fr / ih w <5: 2.493
Conditional expression (4) 0.06 <n d3rn −n d3rp <0.6: 0.312
Conditional expression (5) | (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6: 0.309
Conditional expression (6) 3.0 < ft / fw <10.0: 7.00
Conditional Expression (7) 1.95 <n d1 <2.12: 1.970
Conditional expression (8) 15 <ν d1 <30: 28.999
Conditional expression (9) 1 <f w / ih w <1.8: 1.294
Conditional expression (10) 1 <D p / ih w <5: 2.474
Conditional expression (11) 10 <C j / ih w <20: 14.095
なお、上記各実施例において、ズームレンズは、４つのレンズ群からなる構成となっているが、本発明はそのような構成に限定されず、第４レンズ群の像側にさらにレンズ群を配置するようにしても良い。 In each of the above embodiments, the zoom lens has a configuration including four lens groups. However, the present invention is not limited to such a configuration, and a lens group is further arranged on the image side of the fourth lens group. You may make it do.
また、上記各実施例において、反射部材はプリズムにより構成されているが、本発明はそのような構成に限定されず、ミラー等を用いて構成しても良い。 In each of the above embodiments, the reflecting member is configured by a prism. However, the present invention is not limited to such a configuration, and may be configured by using a mirror or the like.
さらに、上記各実施例において、第３レンズ群は、前群と後群のみにより構成されているが、他のレンズコンポーネントを有する構成としても良い。 Further, in each of the above embodiments, the third lens group is configured by only the front group and the rear group, but may be configured to have other lens components.
また、本発明のズームレンズは、以下のように構成しても良い。 The zoom lens of the present invention may be configured as follows.
本発明のズームレンズの場合は、ピント調節を行うためのフォーカシングは最も像側に配置されているレンズ群で行うことが望ましい。そのような位置に配置されているレンズ群はレンズ重量が軽量であるため、フォーカシングの際にモータにかかる負荷が少ない。さらに、フォーカシングの際にズームレンズの全長が変化せず、また、鏡枠内部に駆動モータを配置しやすくなるため、撮像装置全体の小型化がしやすくなる。このように、フォーカシングは最も像側に配置されているレンズ群で行うことが望ましいが、他のレンズ群で行っても良い。また、複数のレンズ群で行っても良い。また、そのフォーカシングは、ズームレンズ全体を移動させて行っても良いし、一つのレンズ群の一部のレンズを移動させて行っても良い。 In the case of the zoom lens according to the present invention, it is desirable that the focusing for performing the focus adjustment be performed by the lens group disposed closest to the image side. Since the lens group arranged at such a position has a light weight, the load applied to the motor during focusing is small. Furthermore, the entire length of the zoom lens does not change during focusing, and the drive motor can be easily placed inside the lens frame, so that the entire imaging apparatus can be easily downsized. As described above, focusing is preferably performed with the lens group disposed closest to the image side, but may be performed with another lens group. Further, a plurality of lens groups may be used. Further, the focusing may be performed by moving the entire zoom lens or by moving some lenses of one lens group.
また、本発明のズームレンズは、画像周辺部の明るさのかげり（シェーディング）を、ＣＣＤのマイクロレンズをシフトすることにより軽減しても良い。例えば、各像高における光線の入射角に合わせてＣＣＤのマイクロレンズの設計を変えても良い。また、画像処理により画像周辺部の明るさの低下量を補正しても良い。 In the zoom lens according to the present invention, the brightness (shading) at the periphery of the image may be reduced by shifting the micro lens of the CCD. For example, the design of the CCD microlens may be changed according to the incident angle of the light beam at each image height. Further, the amount of decrease in brightness at the periphery of the image may be corrected by image processing.
また、本発明のズームレンズは、ゴースト・フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置しても良い。なお、フレア絞りの配置位置は、第１レンズ群の物体側，第１レンズ群と第２レンズ群との間，第２レンズ群と第３レンズ群との間，第３レンズ群と第４レンズ群との間，第４レンズ群と撮像面の間のいずれの位置でも良い。また、フレア絞りは、枠部材を用いて構成しても良いし、別の部材を用いて構成しても良い。さらに、フレア絞りは、光学部材に直接印刷で構成しても良いし、塗料や接着シール等を用いて構成しても良い。また、フレア絞りの形状は、円形，楕円形，矩形，多角形，関数曲線で囲まれる形等、いかなる形状でもかまわない。また、フレア絞りは、有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットするようにしても良い。 In the zoom lens of the present invention, a flare stop other than the brightness stop may be arranged in order to cut unnecessary light such as ghost and flare. The flare stop is disposed at the object side of the first lens group, between the first lens group and the second lens group, between the second lens group and the third lens group, and between the third lens group and the fourth lens group. Any position between the lens group and between the fourth lens group and the imaging surface may be used. Further, the flare stop may be configured using a frame member, or may be configured using another member. Furthermore, the flare stop may be configured by printing directly on the optical member, or may be configured using a paint, an adhesive seal, or the like. Further, the shape of the flare stop may be any shape such as a circle, an ellipse, a rectangle, a polygon, or a shape surrounded by a function curve. Further, the flare stop may cut not only harmful light flux but also light flux such as coma flare around the screen.
また、本発明のズームレンズの各レンズには、反射防止コートを施し、ゴースト・フレアを軽減するようにしても良い。その場合、さらに、効果的にゴースト・フレアを軽減するためには、施す反射防止コートを、マルチコートとすることが望ましい。また、赤外カットコートを、ローパスフィルターにではなく、各レンズのレンズ面やカバーガラス等に施しても良い。 Further, each lens of the zoom lens of the present invention may be provided with an antireflection coating to reduce ghost and flare. In that case, in order to further effectively reduce ghost and flare, it is desirable that the antireflection coat to be applied is a multi-coat. Further, the infrared cut coat may be applied not to the low-pass filter but to the lens surface of each lens, a cover glass, or the like.
なお、ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことが一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面における接着剤の屈折率は空気の屈折率よりも十分高い。そのため、接合レンズの接合面は、もともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多いので、あえてコートを施すことは少ない。しかし、接合レンズの接合面にも積極的に反射防止コートを施せば、さらにゴースト・フレアを軽減することができ、さらに良好な画像を得ることができるようになる。 In order to prevent the occurrence of ghosts and flares, an antireflection coating is generally applied to the air contact surface of the lens. On the other hand, the refractive index of the adhesive on the cemented surface of the cemented lens is sufficiently higher than the refractive index of air. For this reason, the cemented surface of the cemented lens often has a reflectance equivalent to or less than that of a single-layer coating from the beginning. However, if an anti-reflection coating is positively applied to the cemented surface of the cemented lens, ghosts and flares can be further reduced, and a better image can be obtained.
特に、最近では、収差補正効果の得られる高屈折率硝材が普及し、カメラ用光学系にも多用されるようになってきているが、高屈折率硝材を接合レンズに用いた場合には、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのため、そのような場合には、接合面にも反射防止コートを施しておくと効果的である。 In particular, recently, a high refractive index glass material capable of obtaining an aberration correction effect has become widespread and has been widely used in camera optical systems, but when a high refractive index glass material is used for a cemented lens, Reflection at the joint surface cannot be ignored. Therefore, in such a case, it is effective to apply an antireflection coating to the joint surface.
このような接合面に対する効果的なコーティング方法に関しては、特開平２−２７３０１号公報，特開２００１−３２４６７６号公報，特開２００５−９２１１５号公報，ＵＳＰ第７１１６４８２号明細書等に開示されている。使用するコート材としては、基材となるレンズの屈折率と接着剤の屈折率に応じて、比較的高屈折率の得られるＴａ2Ｏ5，ＴｉＯ2，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＨｆＯ2，ＣｅＯ2，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＺｎＯ，Ｙ2Ｏ3などのコート材、比較的低屈折率の得られるＭｇＦ2，ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3などのコート材等を適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い。 Such effective coating methods for the joint surfaces are disclosed in JP-A-2-27301, JP-A-2001-324676, JP-A-2005-92115, USP 7116482, and the like. . As a coating material to be used, Ta 2 O 5 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , HfO which can obtain a relatively high refractive index according to the refractive index of the lens serving as the base material and the refractive index of the adhesive. 2 , CoO 2 , SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, Y 2 O 3, etc., coating materials such as MgF 2 , SiO 2 , Al 2 O 3, etc. with which a relatively low refractive index can be obtained, etc. The film thickness may be set to satisfy the phase condition.
また、当然のことながら、レンズの空気接触面へのコートと同様、接合面へのコートをマルチコートとしても良い。その場合、各層のコート材や膜厚を適宜組み合わせることにより、さらなる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロール等を行うことが可能となる。 As a matter of course, the coating on the cemented surface may be a multi-coat as in the case of the coating on the air contact surface of the lens. In that case, by further combining the coating materials and film thicknesses of the respective layers, it is possible to further reduce the reflectance and control the spectral characteristics and angular characteristics of the reflectance.
さて、以上のような本発明のズームレンズを用いた撮像装置は、デジタルカメラやパソコン、携帯電話等に好適に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。 Now, the imaging apparatus using the zoom lens of the present invention as described above can be suitably used for a digital camera, a personal computer, a mobile phone, and the like. The embodiment is illustrated below.
まず、本発明の撮像装置を組み込んだデジタルカメラの一例を示す。図１５は、本発明の撮像装置を組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図であり、図１６は、同後方斜視図である。図１７は、図１５及び図１６に示すデジタルカメラの内部構成を示す模式図である。図１８は、デジタルカメラ１の内部回路の主要部の構成ブロック図である。
First, an example of a digital camera incorporating the imaging apparatus of the present invention is shown. FIG. 15 is a front perspective view showing the appearance of a digital camera incorporating the imaging apparatus of the present invention, and FIG. 16 is a rear perspective view of the same. FIG. 17 is a schematic diagram showing an internal configuration of the digital camera shown in FIGS. 15 and 16. FIG. 18 is a configuration block diagram of the main part of the internal circuit of the
まず、図１５乃至図１７を用いて、デジタルカメラ１の構成を説明する。デジタルカメラ１は、前面に、撮影用開口部１０１，ファインダー用開口部１０２，フラッシュ発光部１０３が設けられている。また、上部に、シャッターボタン１０４が設けられている。また、背面に、液晶表示モニター１０５、情報入力部１０６が設けられている。また、デジタルカメラ１の内部には、撮像装置１０７，処理手段１０８，記録手段１０９，ファインダー光学系１１０を備えている。また、撮影用開口部１０１や、ファインダー用開口部１０２や、ファインダー光学系１１０の射出側であってデジタルカメラ１の背面に設けられている開口部１１１には、カバー部材１１２が配置されている。
First, the configuration of the
デジタルカメラ１に内蔵されている撮像装置１０７は、上記実施例において説明した本発明の撮像装置であり、物体側から順に、プリズムＰを有するズームレンズ１０７ａと，ローパスフィルターＬＦと，ＣＣＤカバーガラスＣＧと，ＣＣＤ１０７ｂとにより構成されている。そのため、撮影用開口部１０１から入射する被写体からの光の光路は、デジタルカメラ１の内部において、ズームレンズ１０７ａの有するプリズムＰにより、デジタルカメラ１の前面に対し垂直な方向から、平行な方向に変更される。
The
また、ファインダー光学系１１０は、ファインダー用対物光学系１１０aと、正立プリズム１１０ｂと、接眼光学系１１０ｃとにより構成されている。ファインダー用開口部１０２から入射する被写体からの光は、ファインダー用対物光学系１１０aにより、像正立部材である正立プリズム１１０ｂに導かれ、物体像を視野枠１１０ｂ1内に正立正像として結像し、その後、その物体像が接眼光学系１１０ｃにより観察者の眼Ｅに導かれる。
The finder
このデジタルカメラ１は、その上部に設けられているシャッターボタン１０４を押圧すると、それに連動して撮像装置１０７を介して画像情報の取得がなされるようになっている。撮像装置１０７により取得された画像情報は、処理手段１０８を介して記録手段１０９に記録される。また、記録された画像情報は、処理手段１０８によって取り出され、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター１０５に表示することもできる。
In the
このように構成されたデジタルカメラ１は、画像情報の取得のために用いる光路をデジタルカメラ１の内部において変更しているため、光路を変更しないタイプのデジタルカメラと比較して、小型、特に、カメラの奥行き方向の寸法の小型化を実現することができる。また、画像の取得のために用いられる撮像装置１０７が、広画角、かつ、高変倍比を有しており、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズ１０７ａを備えているため、高性能・低コスト化も実現することができる。
Since the
なお、本例においては、画像情報の取得のために用いる光路を、デジタルカメラ１の横方向に変更しているが、縦方向に変更するように構成してもよい。
In this example, the optical path used for acquiring the image information is changed in the horizontal direction of the
また、本例においては、カバー部材１１２として平行平面板を配置しているが、開口部にカバー部材１１２を配置せずに、撮像装置１０７のズームレンズ１０７ａの最も物体側のレンズや、ファインダー用対物光学系１１０ａの最も物体側のレンズや、接眼光学系１１０ｃの最も像側のレンズを直接開口部に嵌め込むように配置してもよい。
In this example, a plane parallel plate is disposed as the
次に、図１８を用いてデジタルカメラ１内において行われる画像情報の処理について説明する。図１８に示すように、デジタルカメラ１は、その内部に、撮像装置１０７，処理手段１０８，記録手段１０９に加え、撮像駆動回路１１３を備えている。また、処理手段１０８は、制御部１０８ａと，ＣＤＳ／ＡＤＣ部１０８ｂと，一時記憶メモリ部１０８ｃと，設定情報記憶メモリ部１０８ｄと，画像処理部１０８ｅと，表示処理部１０８ｆと，記憶処理部１０８ｇとを有しており、それらは相互にデータの入力又は出力が可能なように接続されている。なお、処理手段が有している信号入出力ポートに接続されているパス１１４を介し、処理手段１０８と、液晶表示モニター１０５，情報入力部１０６，撮像装置１０７，記録手段１０９，撮像駆動回路１１３とは接続されている。
Next, image information processing performed in the
撮像駆動回路１１３は、処理手段１０８の制御部１０８ａからの信号に基いて、撮像装置１０７のズームレンズ１０７ａやＣＣＤ１０７ｂを駆動制御する回路である。
The
制御手段１０８の有する制御部１０８ａは、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置からなり、不図示のプログラムメモリを内蔵している。制御部１０８ａは、そのプログラムメモリに格納されているプログラムと、入力ボタンやスイッチからなる情報入力部１０６を介してカメラ使用者等から入力される指示命令とに従って、デジタルカメラ１全体を制御する回路である。
The
制御手段１０８の有するＣＤＳ／ＡＤＣ部１０８ｂは、撮像装置１０７のＣＣＤ１０７ｂから入力された電気信号を増幅するとともにアナログ／デジタル変換を行い、その増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという）を一時記憶メモリ部１０８ｃに出力する回路である。
The CDS /
制御手段１０８の有する一時記憶メモリ部１０８ｃは、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１０８ｂから出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。
The temporary
制御手段１０８の有する設定情報記憶メモリ部１０８ｄは、不図示のＲＯＭ部とＲＡＭ部を有しており、ＲＯＭ部に予め格納されている各種の画質パラメータを読み出しを行うと共に、情報入力部１０６をカメラ使用者等が入力操作することによって、読み出された画質パラメータの中から選択された画質パラメータのＲＡＭ部に記憶させる回路である。
The setting information
制御手段１０８の有する画像処理部１０８ｅは、一時記憶メモリ部１０８ｃ又は記憶媒体部１０８ｈに記憶されているＲＡＷデータを読み出して、カメラ使用者等により指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
The
表示処理部１０８ｆは、液晶表示モニター１０５と接続されており、その液晶表示モニター１０５に画像や操作メニューなどを表示する回路である。
The
記録媒体部１０８ｇは、一時記憶メモリ部１０６ｃから転送されるＲＡＷデータや画像処理部１０８ｅで画像処理された画像データを記録・保持を行う装置の制御回路である。なお、本例では、記録・保持を行う装置は、デジタルカメラ１に内蔵されている記録手段１０９であるが、例えば、デジタルカメラ１の外部に取り付けることのできるフラッシュメモリ等の着脱自在な記録媒体でも良い。
The
次に、本発明の撮像装置を組み込んだ情報処理装置であるパソコンの一例を示す。図１９は、本発明の撮像装置を組み込んだパソコンのカバーを開いた状態における前方斜視図であり、図２０は、同側面図である。図２１は、パソコンに内蔵されている本発明の撮像装置とその周辺の断面図である。 Next, an example of a personal computer that is an information processing apparatus incorporating the imaging apparatus of the present invention is shown. FIG. 19 is a front perspective view in a state where a cover of a personal computer incorporating the imaging apparatus of the present invention is opened, and FIG. 20 is a side view thereof. FIG. 21 is a cross-sectional view of the imaging apparatus of the present invention built in a personal computer and its periphery.
図１９乃至図２１に示すように、パソコン２は、外部から操作者が情報を入力するためのキーボード２０１、情報を操作者に表示する液晶表示モニター２０２を備えている。なお、液晶表示モニター２０２の側方には、撮影用開口部２０３が形成されている。また、内部には操作者自身やその周辺の像を撮影するための撮像装置２０４、不図示の情報処理手段や記録手段を備えている。
As shown in FIGS. 19 to 21, the
パソコン２に内蔵されている撮像装置２０４は、上記実施例において説明した本発明の撮像装置であり、物体側から順に、プリズムＰを有するズームレンズ２０４ａと，ローパスフィルターＬＦと，ＣＣＤカバーガラスＣＧと，撮像素子チップであるＣＣＤ２０４ｂとにより構成されており、撮影用開口部２０３から入射する操作者自身やその周辺からの光の光路は、パソコン２の内部において、ズームレンズ２０１ａの有するプリズムＰにより、パソコン２の液晶表示モニター２０２に対し垂直な方向から、平行な方向に変更される。
The
このように構成されたパソコン２は、画像情報の取得のために用いる光路をその内部において変更する撮像装置２０４を用いているため、光路を変更しない撮像装置を用いた場合と比較して、小型化を容易に実現することができる。また、画像の取得のために用いられる撮像装置２０４が、広画角、かつ、高変倍比を有しており、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズ２０４ａを備えているため、高性能・低コスト化も容易に実現することができる。
Since the
また、撮像素子チップであるＣＣＤ２０４ｂ上にはカバーガラスＣＧが付加的に貼り付けられて撮像ユニットとして一体に形成され、ズームレンズ２０４ａを保持する鏡枠２０５の後端にワンタッチで嵌め込むことにより取り付けることができるようになっている。そのため、ズームレンズ２０４ａとＣＣＤ２０４ｂとの中心合わせや面間隔の調整は不要であり、容易に組み立てられるようになっている。また、鏡枠２０５の先端（不図示）には、ズームレンズ２０４ａを保護するためのカバー部材２０６が配置されている。なお、鏡枠２０５に備えられているズームレンズ２０４ａの駆動機構等は図示を省略している。
Further, a cover glass CG is additionally attached on the
なお、ＣＣＤ２０４ｂで受像された物体像は、端子２０７を介して、パソコン２の処理手段に入力され、電子画像として液晶表示モニター２０２に表示される。また、その画像は、処理手段から、インターネットや電話回線を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示させることも可能である。
The object image received by the
また、本例においては、撮像装置２０４は、液晶表示モニター２０２の側方に配置されているが、その場所に限らず、液晶表示モニター２０２の側方以外の位置や、キーボード２０１の周囲等どこに配置してもかまわない。
In this example, the
また、本例においては、液晶表示モニター２０２は、不図示のバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子を用いたものであるが、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子を用いたものでも良い。また、液晶表示モニター２０２に代えて、ＣＲＴディスプレイ等を用いた表示装置にしても構わない。
In this example, the liquid crystal display monitor 202 uses a transmissive liquid crystal display element that illuminates from the back by a backlight (not shown), but a reflective liquid crystal display that reflects and displays light from the front. An element may be used. Further, instead of the liquid
次に、本発明の撮像装置を組み込んだ情報処理装置である携帯電話の一例を示す。図２２（ａ）は、本発明の撮像装置を組み込んだ携帯電話の正面図であり、図２２（ｂ）は、同側面図である。図２２（ｃ）は、携帯電話に内蔵されている本発明の撮像装置とその周辺の断面図である。 Next, an example of a mobile phone which is an information processing apparatus incorporating the imaging device of the present invention is shown. FIG. 22A is a front view of a mobile phone incorporating the imaging device of the present invention, and FIG. 22B is a side view thereof. FIG. 22C is a cross-sectional view of the imaging device of the present invention built in a mobile phone and its periphery.
図２２（ａ）乃至（ｃ）に示すように、携帯電話３は、操作者の声を情報として入力するマイク部３０１，通話相手の声を出力するスピーカ部３０２，操作者が情報を入力する入力キー３０３，操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示する液晶表示モニター３０４，通信電波の送信と受信を行うアンテナ３０５を備えている。なお、スピーカ部３０２の側方には、撮影用開口部３０６が形成されている。また、内部には操作者自身やその周辺の像を撮影するための撮像装置３０７，不図示の情報処理手段や記録手段を備えている。なお、液晶表示モニター３０４は液晶表示素子を用いたものである。また、図中、各構成の配置位置は、このような配置位置に限られるものではなく、適宜変更してもかまわない。
As shown in FIGS. 22A to 22C, the
携帯電話３に内蔵されている撮像装置３０７は、上記実施例において説明した本発明の撮像装置であり、物体側から順に、プリズムＰを有するズームレンズ３０７ａと，ローパスフィルターＬＦと，ＣＣＤカバーガラスＣＧと，撮像素子チップであるＣＣＤ３０７ｂとにより構成されており、撮影用開口部３０６から入射する操作者自身やその周辺からの光の光路上に配置されている。そのため、撮影用開口部３０６から入射する操作者自身やその周辺からの光の光路は、携帯電話３の内部において、ズームレンズ３０７ａの有するプリズムＰにより、携帯電話の液晶表示モニター３０４に対し垂直な方向から、平行な方向に変更される。
The
このように構成された携帯電話３は、画像情報の取得のために用いる光路をその内部において変更する撮像装置３０７を用いているため、光路を変更しない撮像装置を用いた場合と比較して、小型化を容易に実現することができる。また、画像の取得のために用いられる撮像装置３０７が、広画角、かつ、高変倍比を有しており、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズ３０７ａを備えているため、高性能・低コスト化も容易に実現することができる。
Since the
また、撮像素子チップであるＣＣＤ３０７ｂ上にはカバーガラスＣＧが付加的に貼り付けられて撮像ユニットとして一体に形成され、ズームレンズ３０７ａを保持する鏡枠３０８の後端にワンタッチで嵌め込むことにより取り付けることができるようになっている。そのため、ズームレンズ３０７ａとＣＣＤ３０７ｂとの中心合わせや面間隔の調整は不要であり、容易に組み立てられるようになっている。また、鏡枠３０８の先端（不図示）には、ズームレンズ３０７ａを保護するためのカバー部材３０９が配置されている。なお、鏡枠３０８に備えられているズームレンズ３０７ａの駆動機構等は図示を省略している。
Further, a cover glass CG is additionally attached on the
なお、ＣＣＤ３０７ｂで受像された物体像は、端子３１０を介して、携帯電話３の処理手段に入力され、電子画像として液晶表示モニター３０４に表示される。なお、処理手段は、通信相手に画像を送信する場合、その画像情報を送信可能な信号へと変換する信号処理機能を備えている。
The object image received by the
Ｇ1 第１レンズ群
Ｇ2 第２レンズ群
Ｇ3 第３レンズ群
Ｇ4 第４レンズ群
Ｌ11，Ｌ12，Ｌ13，Ｌ14，Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23，Ｌ31，Ｌ32，Ｌ33，Ｌ34，Ｌ35，Ｌ4 レンズ
Ｌｃ 光軸
Ｐ プリズム
Ｓ 明るさ絞り
ＬＦ ローパスフィルター
ＣＧ カバーガラス
ＩＭ 撮像面
Ｅ 観察者の眼球
１ デジタルカメラ
１０１，２０３，３０６ 撮影用開口部
１０２ ファインダー用開口部
１０３ フラッシュ発光部
１０４ シャッターボタン
１０５，２０２，３０４ 液晶表示モニター
１０６ 情報入力部
１０７，２０４，３０７ 撮像装置
１０７ａ，２０４ａ，３０７ａ ズームレンズ
１０７ｂ，２０４ｂ，３０７ｂ ＣＣＤ
１０８ 処理手段
１０８ａ 制御部
１０８ｂ ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１０８ｃ 一時記憶メモリ部
１０８ｄ 設定情報記憶メモリ部
１０８ｅ 画像処理部
１０８ｆ 表示処理部
１０８ｇ 記憶処理部
１０９ 記録手段
１１０ ファインダー光学系
１１０ａ ファインダー用対物光学系
１１０ｂ 正立プリズム
１１０ｂ1 視野枠
１１０ｃ 接眼光学系
１１１ 開口部
１１２，２０６，３０９ カバー部材
１１３ 撮像駆動回路
１１４ パス
２ パソコン
２０１ キーボード
２０５，３０８ 鏡枠
２０７，３１０ 端子
３ 携帯電話
３０１ マイク部
３０２ スピーカ部
３０３ 入力キー
３０５ アンテナ
G 1 first lens group G 2 the second lens group G 3 third lens group G 4 fourth lens group L 11, L 12, L 13 ,
108 processing means
2
Claims (20)
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を持ち物体側から順に正レンズと負の屈折力を持つレンズコンポーネントとからなる前群と、負の屈折力を持ち物体側から順に正レンズと負レンズとからなる接合レンズである後群とにより構成されていることを特徴とするズームレンズ。 A first lens group including a reflective optical element that has a positive refractive power and changes an optical path in order from the object side, and a negative refractive power, by performing zooming by appropriately changing the interval between the plurality of lens groups. In a zoom lens having a second lens group, an aperture stop, and a third lens group having a positive refractive power,
The third lens group includes, in order from the object side, a front group including a positive lens having a positive refractive power and a lens component having a negative refractive power in order from the object side, and a positive lens having a negative refractive power in order from the object side. And a rear group which is a cemented lens made up of a negative lens and a negative lens.
０．５ ＜ ｜ｆ3r／ｆ3f｜ ＜ ４ ・・・（１）
ただし、ｆ3fは前記第３レンズ群の前群の焦点距離、ｆ3rは前記第３レンズ群の後群の焦点距離である。 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.5 <| f3r / f3f | <4 (1)
Here, f 3f is the focal length of the front group of the third lens group, and f 3r is the focal length of the rear group of the third lens group.
０．６５ ＜ ｆ3f／ｆ3 ＜ １．５ ・・・（２）
ただし、ｆ3fは前記第３レンズ群の前群の焦点距離、ｆ3は前記第３レンズ群の焦点距離である。 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.65 <f 3f / f 3 <1.5 (2)
Here, f 3f is the focal length of the front group of the third lens group, and f 3 is the focal length of the third lens group.
１．５ ＜ ＨＨ3fr／ｉｈw ＜ ５ ・・・（３）
ただし、ＨＨ3frは前記第３レンズ群の前群の後側主点と前記第３レンズ群の後群の前側主点との主点間隔、ｉｈwは広角端における最大像高である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.5 <HH 3fr / ih w <5 (3)
Here, HH 3fr is the principal point interval between the rear principal point of the front group of the third lens group and the front principal point of the rear group of the third lens group, and ih w is the maximum image height at the wide angle end.
０．０６ ＜ ｎd3rn−ｎd3rp ＜ ０．６ ・・・（４）
ただし、ｎd3rnは前記第３レンズ群の後群の負レンズのｄ−ｌｉｎｅにおける屈折力、ｎd3rpは前記第３レンズ群の後群の正レンズのｄ−ｌｉｎｅにおける屈折力である。 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.06 < nd3rn- nd3rp <0.6 (4)
Here, n d3rn is the refractive power at the d-line of the negative lens in the rear group of the third lens group, and n d3rp is the refractive power at the d-line of the positive lens in the rear group of the third lens group.
｜（Ｒ3rnf＋Ｒ3rnr）／（Ｒ3rnf−Ｒ3rnr）｜ ＜ ０．６ ・・・（５）
ただし、Ｒ3rnfは前記第３レンズ群の後群である接合レンズの接合面の曲率半径、Ｒ3rnrは前記第３レンズ群の後群である接合レンズの最も像側の面の曲率半径である。 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
| (R 3rnf + R 3rnr ) / (R 3rnf −R 3rnr ) | <0.6 (5)
Where R 3rnf is the radius of curvature of the cemented surface of the cemented lens that is the rear group of the third lens group, and R 3rnr is the radius of curvature of the most image-side surface of the cemented lens that is the rear group of the third lens group. .
３．０ ＜ ｆt／ｆw ＜ １０．０ ・・・（６）
ただし、ｆwはズームレンズの広角端における焦点距離、ｆtはズームレンズの望遠端における焦点距離である。 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
3.0 < ft / fw <10.0 (6)
However, f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens, the f t is the focal length at the telephoto end of the zoom lens.
１．９５ ＜ ｎd1 ＜ ２．１２ ・・・（７）
１５ ＜ νd1 ＜ ３０ ・・・（８）
ただし、ｎd1は前記第１レンズ群の負レンズの屈折力、νd1は前記第１レンズ群の負レンズのアッベ数である。 The zoom lens according to claim 10, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.95 < nd1 <2.12 (7)
15 <ν d1 <30 (8)
Here, n d1 is the refractive power of the negative lens of the first lens group, and ν d1 is the Abbe number of the negative lens of the first lens group.
１ ＜ ｆw／ｉｈw ＜ １．８ ・・・（９）
ただし、ｆwはズームレンズの広角端における焦点距離、ｉｈwは広角端における像高である。 The zoom lens according to claim 10, wherein the following conditional expression is satisfied.
1 <f w / ih w <1.8 (9)
Here, f w is the focal length at the wide-angle end of the zoom lens, and ih w is the image height at the wide-angle end.
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
１ ＜ Ｄp／ｉｈw ＜ ５ ・・・（１０）
ただし、Ｄpは前記プリズムの光軸上の長さ、ｉｈwは広角端における像高である。 The reflective optical element that changes the optical path of the first lens group is a prism,
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
1 <D p / ih w < 5 ··· (10)
However, D p is the length on the optical axis of the prism, ih w is an image height at the wide-angle end.
１０ ＜ Ｃj／ｉｈw ＜ ２０ ・・・（１１）
ただし、Ｃjは、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離にバックフォーカスの空気換算長を加えた長さの最大値、ｉｈwは広角端における像高である。 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
10 <C j / ih w < 20 ··· (11)
Where C j is the maximum length obtained by adding the air-converted length of the back focus to the distance from the lens surface closest to the object side to the lens surface closest to the image side of the zoom lens, and ih w is the image height at the wide-angle end. is there.
前記ズームレンズによって前記撮像素子の撮像面上に結像された像に基づいて取得した電気情報を、前記ズームレンズの変倍による焦点距離情報を電気的に取得する手段によって得られた焦点距離情報及び前記ズームレンズの各焦点距離における歪曲収差データ又は歪曲収差を補正するための補正データを記憶したメモリ領域に記憶されている情報を用いて、前記歪曲収差を補正するための電気回路によって、歪曲収差を電気的に補正する手段を有することを特徴とする撮像装置。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 18, an image pickup device, means for electrically acquiring focal length information by zooming of the zoom lens, and distortion aberration at each focal length of the zoom lens. A memory area storing correction data for correcting data or distortion, and an electric circuit for correcting distortion,
Focal length information obtained by means for electrically acquiring electrical information acquired based on an image formed on the imaging surface of the imaging element by the zoom lens, and focal length information by zooming of the zoom lens And distortion data by the electric circuit for correcting the distortion using the information stored in the memory area storing the distortion data or the correction data for correcting the distortion at each focal length of the zoom lens. An imaging apparatus comprising means for electrically correcting aberration.
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