JP2011197058A - Zoom lens and imaging device using the same - Google Patents
Zoom lens and imaging device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011197058A JP2011197058A JP2010060612A JP2010060612A JP2011197058A JP 2011197058 A JP2011197058 A JP 2011197058A JP 2010060612 A JP2010060612 A JP 2010060612A JP 2010060612 A JP2010060612 A JP 2010060612A JP 2011197058 A JP2011197058 A JP 2011197058A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- lens group
- lenses
- zoom
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
Description
本発明はインナーフォーカス又はリアフォーカス式のズームレンズに関し、特にビデオカメラや放送用カメラに用いられるレンズ全長の短い小型で高変倍のズームレンズに関するものである。 The present invention relates to an inner focus or rear focus type zoom lens, and more particularly to a small and high zoom lens with a short overall lens length used in a video camera or a broadcast camera.
従来のズームレンズの構成は、以下のような構成となっていた。 A conventional zoom lens has the following configuration.
すなわち、光の進入方向に対して配置した正の屈折力を有した第１レンズ群と、負の屈折力を有した第２レンズ群と、正の屈折力を有した第３レンズ群と、正の屈折力を有した第４レンズ群とを備えており、第１レンズ群及び第３レンズ群は光軸方向に固定され、第２レンズ群の位置を像面側へ移動させて広角端から望遠端へのズーム調整を行い、第４レンズ群が第２レンズ群の移動により変動する像面位置を基準面から一定の位置に保つように移動する構成となっていた。この中で、ズーム機能をもつ２群レンズは、レンズ３枚より構成されており、それらのレンズの屈折率は、第１のレンズは、ｎ２１＞１．８３、第２のレンズは、ｎ２２＞１．６５、第３のレンズは、ｎ２３＞１．８５となっていた。 That is, a first lens group having a positive refracting power, a second lens group having a negative refracting power, and a third lens group having a positive refracting power, which are arranged with respect to the light entering direction; And a fourth lens group having a positive refractive power. The first lens group and the third lens group are fixed in the optical axis direction, and the position of the second lens group is moved toward the image plane side to wide-angle end. Zoom adjustment from the first to the telephoto end is performed, and the fourth lens group is moved so as to keep the image plane position fluctuated by the movement of the second lens group from the reference plane at a constant position. Among them, the two-group lens having a zoom function is composed of three lenses. The refractive indexes of these lenses are n21> 1.83 for the first lens and n22> for the second lens. 1.65 and the third lens had n23> 1.85.
近年、ビデオカメラやカメラに用いられるレンズ全長の短い小型で高変倍のズームレンズなどにおいては、第２レンズ群の屈折力を強くして、ズームするための光軸方向への移動量を短くすることで、レンズ全体の小型化を行う方法が提案されている（例えば下記特許文献１）。
In recent years, in small zoom lenses with a short total lens length used in video cameras and cameras, the refractive power of the second lens group is strengthened, and the amount of movement in the optical axis direction for zooming is shortened. Thus, a method for reducing the size of the entire lens has been proposed (for example,
上記従来例における課題は、ズームレンズである２群レンズの焦点距離が長くなり、ズームレンズ自体が大きくなるということであった。 The problem in the above conventional example is that the focal length of the second group lens, which is a zoom lens, becomes long and the zoom lens itself becomes large.
すなわち、従来の２群レンズは、３枚のレンズで構成されており、それらのレンズの屈折率は、第１のレンズは、ｎ２１＞１．８３、第２のレンズは、ｎ２２＞１．６５、第３のレンズは、ｎ２３＞１．８５、となっており、この構成において焦点距離を短くしようとした場合に、２群を構成しているレンズの曲率が大きくなったり、レンズ厚が薄くなったりすることとなり、これらのレンズの設計が困難となり、その結果、焦点距離を短くできなくなるので、ズームレンズ自体が大きくなることであった。 That is, the conventional two-group lens is composed of three lenses, and the refractive indices of these lenses are n21> 1.83 for the first lens and n22> 1.65 for the second lens. The third lens has n23> 1.85, and in this configuration, when the focal length is to be shortened, the curvature of the lenses constituting the second group becomes large or the lens thickness is thin. As a result, it becomes difficult to design these lenses, and as a result, the focal length cannot be shortened, so that the zoom lens itself becomes large.
そこで本発明は、ズームレンズの焦点距離を短くして、ズームレンズを小型化することを目的とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the zoom lens by reducing the focal length of the zoom lens.
そして、この目的を達成するために本発明は、光の進入方向を前方側とし物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とを備える４群構成のズームレンズであって、可動構造であり、３枚のレンズよりなり、前方から順に、両面が凹面であり、負レンズである第４レンズ、第５レンズと、正レンズである第６レンズを有する第２レンズ群と、２枚のレンズからなり、前方側には、両面が凸面であり、これら両面に非球面を有する第７レンズと、後方側には、強い凹面を向けたメニスカス状の負の両面非球面レンズである第８レンズとの２枚の非球面レンズで構成された第３レンズ群と、を備え、前記第２レンズ群を構成する３枚のレンズのうち、少なくとも一枚は非球面レンズを含み、物体側からL２１、L２２、L２３とした場合L２１、L２２、L２３の屈折率をn２１、n２２、ｎ２３とすると
n２１＞１.８、n２２＞１.７５、n２３＞１.９・・・（１）かつ、
０.９＜n２１／n２３＜１.１・・・（２）
なる条件を満足する構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
In order to achieve this object, the present invention provides a first lens group having a positive power and a second lens group having a negative power in order from the object side to the image side with the light entering direction being the front side. A zoom lens having a four-group structure including a third lens group having a positive power and a fourth lens group having a positive power, which is a movable structure, and is composed of three lenses, in order from the front. The second lens group includes a second lens group having a fourth lens and a fifth lens that are negative lenses, a sixth lens that is a positive lens, and two lenses, and both surfaces are convex on the front side. These are composed of two aspherical lenses, a seventh lens having aspheric surfaces on both sides and an eighth lens which is a meniscus negative double-sided aspherical lens with a strong concave surface on the rear side. A third lens group, and the second lens group Among three lenses constituting includes at least one aspheric lens, L21 from the object side, L22, when the L23 L21, L22, the refractive index of L23 n21, n22, n23 to the
n21> 1.8, n22> 1.75, n23> 1.9 (1) and
0.9 <n21 / n23 <1.1 (2)
Thus, the intended purpose is achieved.
以上のように本発明は、光の進入方向を前方側とし物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とを備える４群構成のズームレンズであって、可動構造であり、３枚のレンズよりなり、前方から順に、両面が凹面であり、負レンズである第４レンズ、第５レンズと、正レンズである第６レンズを有する第２レンズ群と、２枚のレンズからなり、前方側には、両面が凸面であり、これら両面に非球面を有する第７レンズと、後方側には、強い凹面を向けたメニスカス状の負の両面非球面レンズである第８レンズとの２枚の非球面レンズで構成された第３レンズ群と、を備え、前記第２レンズ群を構成する３枚のレンズのうち、少なくとも一枚は非球面レンズを含み、物体側からL２１、L２２、L２３とした場合L２１、L２２、L２３の屈折率をn２１、n２２、ｎ２３とすると
n２１＞１.８、n２２＞１.７５、n２３＞１.９・・・（１）かつ、
０.９＜n２１／n２３＜１.１・・・（２）
なる条件を満足する構成としたので、ズームレンズの焦点距離を短くして、ズームレンズを小型化することができる。
As described above, according to the present invention, the first lens group having a positive power, the second lens group having a negative power, and the positive power are sequentially arranged from the object side to the image side with the light entering direction being the front side. A zoom lens having a four-group structure including a third lens group having a positive power and a fourth lens group having a positive power, which is a movable structure, is composed of three lenses, and both surfaces are concave in order from the front. There are a second lens group having a fourth lens and a fifth lens which are negative lenses, a sixth lens which is a positive lens, and two lenses, and both surfaces are convex on the front side. A third lens group composed of two aspherical lenses, a seventh lens having an aspherical surface and an eighth lens which is a meniscus negative double-sided aspherical lens with a strong concave surface on the rear side And three lenses constituting the second lens group. Among includes at least one aspheric lens, L21 when from the object side to L21, L22, L23, L22, the refractive index of L23 n21, n22, n23 to the of
n21> 1.8, n22> 1.75, n23> 1.9 (1) and
0.9 <n21 / n23 <1.1 (2)
Thus, the zoom lens can be miniaturized by shortening the focal length of the zoom lens.
すなわち、前記（１）、（２）を満足するので、ペッツバール和を小さくしながら第２レンズ群のパワーを大きく出来るため、小型化の際に問題となる像面湾曲の発生を抑制することができるため、大きな性能劣化をもたらすことなく、ズーム移動域を短くできることとなり、ズームレンズの焦点距離を短くして、ズームレンズを小型化することができるのである。 That is, since the above (1) and (2) are satisfied, the power of the second lens unit can be increased while reducing the Petzval sum, so that it is possible to suppress the occurrence of field curvature, which is a problem in downsizing. Therefore, the zoom movement range can be shortened without causing significant performance degradation, and the zoom lens can be miniaturized by shortening the focal length of the zoom lens.
（実施の形態１）
以下、実施の形態を用いて、具体的に説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a specific description will be given using the embodiment.
図１、図５、図９は本発明の実施の形態におけるリアフォーカス式のズームレンズの後述する数値実施例１〜３のレンズ断面図、図２，図３，図４は数値実施例１、図６，図７，図８は数値実施例２、図１０，図１１，図１２は数値実施例３の諸収差図である。収差図において図２，図６，図１０は広角端、図３，図７，図１１が標準位置、図４，図８，図１２は望遠端を示している。図１３はこの発明における条件式の数値実施例を示したものである。 1, 5, and 9 are cross-sectional views of numerical examples 1 to 3 described later of the rear focus type zoom lens according to the embodiment of the present invention. FIGS. 6, 7, and 8 are graphs showing various aberrations of Numerical Example 2, and FIGS. 10, 11, and 12 are graphs showing various aberrations of Numerical Example 3. FIG. 2, 6 and 10 show the wide-angle end, FIGS. 3, 7 and 11 show the standard position, and FIGS. 4, 8 and 12 show the telephoto end. FIG. 13 shows a numerical example of the conditional expression in the present invention.
図１は、本発明の実施の形態１のズームレンズの構成図を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a zoom lens according to
本発明の実施形態１のズームレンズは、４つのレンズ群より構成されており、図１において、光の進入方向を前方側とし物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４とを備える４群構成のズームレンズであって、可動構造であり、３枚のレンズよりなり、前方から順に、両面が凹面であり、負レンズである第４レンズ４、第５レンズ５と、正レンズである第６レンズ６を有する第２レンズ群Ｇ２と、２枚のレンズからなり、前方側には、両面が凸面であり、これら両面に非球面を有する第７レンズと、後方側には、強い凹面を向けたメニスカス状の負の両面非球面レンズである第８レンズ８との２枚の非球面レンズで構成された第３レンズ群Ｇ３と、を備え、前記第２レンズ群Ｇ２を構成する３枚のレンズのうち、少なくとも一枚は非球面レンズを含み、物体側からL２１、L２２、L２３とした場合L２１、L２２、L２３の屈折率をn２１、n２２、ｎ２３とすると
n２１＞１.８、n２２＞１.７５、n２３＞１.９・・・（１）かつ、
０.９＜n２１／n２３＜１.１・・・（２）
なる条件を満足するズームレンズである。
The zoom lens according to the first embodiment of the present invention includes four lens groups. In FIG. 1, a first lens having positive power in order from the object side to the image side with the light entering direction as the front side. A zoom lens having a four-group configuration including a group G1, a second lens group G2 having negative power, a third lens group G3 having positive power, and a fourth lens group G4 having positive power. The second structure has a movable structure, is composed of three lenses, and in order from the front, both surfaces are concave, and includes a
n21> 1.8, n22> 1.75, n23> 1.9 (1) and
0.9 <n21 / n23 <1.1 (2)
The zoom lens satisfies the following conditions.
第１レンズ群Ｇ１は、被写体を撮像する際の、集光をする機能を有しており、図１においては、前方側より、光を広角に取り込むための、負レンズである第１レンズ１と、集光するための第２レンズ２と、第３レンズ３の２枚以上の正レンズを有している。
The first lens group G1 has a function of collecting light when capturing an image of a subject. In FIG. 1, the
第２レンズ群Ｇ２は、前方から後方に、光の光軸に対して可動な構造になっており、レンズ構成としては３枚のレンズよりなり、前方から順に、像面側に強い凹面を向けたメニスカス状の負レンズである第４レンズ４と、第５レンズ５と、正レンズである第６レンズを有しており、被写体の像を変倍する機能を有している。
The second lens group G2 has a structure that is movable from the front to the rear with respect to the optical axis of the light. The lens configuration includes three lenses, and a strong concave surface is directed toward the image plane in order from the front. The
第３レンズ群Ｇ３は、２枚のレンズからなり、前方側には、両面が凸面で両面に非球面を有する第７レンズ７と、後方側には、像面側に強い凹面を向けたメニスカス状の負のレンズである第８レンズ８とを有しており、第２レンズ群Ｇ２より広角端から望遠端までの変倍時に受け取った像の収差を補正することで、像をアフォーカルにする、すなわち、光をできるだけ略平行光に変えることで、後述する第４レンズ群Ｇ４が、ファーカスを合わせるための可動範囲をできるだけ小さくすることができるようにする機能を有する。前述した非球面とは、面における曲率が一定ではなく、例えば、面の中心付近の曲率が小さく、外縁にいくに従って曲率が大きくなる、すなわち、中心付近がなだらかで、外縁にいくに従って急斜面になるようなものである。
The third lens group G3 is composed of two lenses. The
第４レンズ群Ｇ４は、前方から後方に、光の光軸に対して可動な構造になっており、レンズの構成としては、両面が凸面であり、これら両面の少なくとも１面に非球面を有する第９レンズ９を有し、像のフォーカスを合わせる機能を有している。
The fourth lens group G4 has a structure that is movable from the front to the rear with respect to the optical axis of the light. As a lens configuration, both surfaces are convex, and at least one of the both surfaces has an aspheric surface. It has a
尚、図１の中で、開口絞り１０は、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３の間に位置しており、図示してはいないが、一般的には、羽状の開口自在の機構系を有しており、この開口量を調節して光の量を調節することで、第３レンズ群Ｇ３の光の収差を補正しやすいようにする機能を有する。
In FIG. 1, the
また、第４レンズ群Ｇ４と、図示していないが、第４レンズ群Ｇ４の後方に位置する撮像素子の間にはフィルター１１があり、一般的には水晶とガラス部材を張り合わせた構造を持ち、撮像素子に対して、ノイズとなる赤外線等をカットするフィルターとしての機能を有している。
Further, although not shown, there is a
さて、その第２レンズ群を構成する３枚のレンズのうち、少なくとも一枚は非球面レンズを含み、物体側からL２１、L２２、L２３とした場合L２１、L２２、L２３の屈折率をn２１、n２２、ｎ２３とすると
n２１＞１.８、n２２＞１.７５、n２３＞１.９・・・（１）
０.９＜n２１／n２３＜１.１・・・（２）
広角端の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とすると
１.３＜ｆ２/ｆｗ／１.９・・・（３）
広角端の焦点距離をfw、第１レンズ群の焦点距離をf1とすると、
７.０＜ｆ１/ｆｗ＜８.０・・・（４）
の上記４つの式を満足するように第４レンズ４と、第５レンズ５、第６レンズ６の屈折率を決定し、第１レンズ群のパワーを決定する。
Now, at least one of the three lenses constituting the second lens group includes an aspherical lens. When L21, L22, and L23 are taken from the object side, the refractive indexes of L21, L22, and L23 are n21 and n22. , N23
n21> 1.8, n22> 1.75, n23> 1.9 (1)
0.9 <n21 / n23 <1.1 (2)
When the focal length at the wide angle end is fw and the focal length of the second lens group is f2, 1.3 <f2 / fw / 1.9 (3)
If the focal length at the wide-angle end is fw and the focal length of the first lens group is f1,
7.0 <f1 / fw <8.0 (4)
The refractive indexes of the
まず（１）と（２）が成り立つことで、ペッツバール和を小さくしながら第２レンズ群のパワーを大きく出来るため、小型化の際に問題となる像面湾曲の発生を抑制することができ、このことにより大きな性能劣化をもたらすことなく、ズーム移動域を短くすることができる。その上で（３）が成り立つことで、大口径比で明るく、第３レンズ群が２枚の非球面レンズで構成されていても十分に軸上収差と軸外収差が補正出来、かつ略平行光で第４レンズ群に引渡しが可能なので、第４レンズ群Ｇ４が、ファーカスを合わせるための可動範囲をできるだけ小さくすることができる。 First, by satisfying (1) and (2), it is possible to increase the power of the second lens group while reducing the Petzval sum, so that it is possible to suppress the occurrence of field curvature, which is a problem when downsizing, As a result, the zoom movement range can be shortened without causing significant performance degradation. In addition, since (3) holds, the lens is bright with a large aperture ratio, and even when the third lens group is composed of two aspheric lenses, it can sufficiently correct on-axis aberrations and off-axis aberrations, and is substantially parallel. Since the light can be delivered to the fourth lens group, the fourth lens group G4 can make the movable range for adjusting the focus as small as possible.
そして（４）で定義された範囲を外れてしまうと、１０倍以上の高倍率かつ高性能の両立が達成できなくなる。もしこの数値より上限値を超えて１０倍を確保しようとすると、ズーム移動域が増大する。またこの数値の下限値を超えると、広角端での広い画角を確保出来ない。 If it is outside the range defined in (4), it is impossible to achieve both high magnification of 10 times or more and high performance. If an attempt is made to secure 10 times exceeding this upper limit value, the zoom movement range increases. If the lower limit of this value is exceeded, a wide angle of view at the wide angle end cannot be secured.
各実施形態においては、第３レンズ群一部または全部を光軸と垂直方向の成分を
持つように移動（ 変移） させて光学系全体が振動したときの像ぶれを補正するようにしている。これにより、光学系全体が大型化するのを防止している。
In each embodiment, part or all of the third lens group is moved (shifted) so as to have a component perpendicular to the optical axis so as to correct image blur when the entire optical system vibrates. This prevents the entire optical system from becoming large.
図中、Ｇ１は第１レンズ群、Ｇ２は第２レンズ群、Ｇ３は第３レンズ群、Ｇ４は第４レンズ群である。１０は開口絞りであり、第３レンズ群Ｇ３の前方に配置している。１１はフェースプレートやフィルター等のガラスブロックである。本実施例では広角端から望遠端への変倍に際して１２の矢印のように第２レンズ群を像面側へ移動させると共に変倍に伴う像面変動を物体側に第４レンズ群を凸状の軌跡を有しつつ移動させて補正している。又、第４レンズ群を光軸上移動させてフォーカスを行うリアフォーカス式を採用している。
In the figure, G1 is a first lens group, G2 is a second lens group, G3 is a third lens group, and G4 is a fourth lens group.
同図に示す第４レンズ群の実線の曲線１３と点線の曲線１４は各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移動軌跡を示している。尚、第１レンズ群と第３レンズ群は変倍及びフォーカスの際、固定であるが変倍や収差補正の為に移動させても良い。本実施例においては、第４レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４レンズ群を移動させてフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線１３，１４に示すように広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ凸状の軌跡を有するように移動させている。これにより第３レンズ群と第４レンズ群との空間の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。次にレンズ構成上の特長について順次説明する。
The
条件式（１）、（２）は第２レンズ群の屈折力を高め全系の小型化を図る為のものである。このことにより、短いズーム変動で高変倍比を実現する。この条件を満たすことなく、曲率半径を小さくして屈折力を高めた場合、負のペッツバール和が増大し、良好な結像が得られない場合のみならず、研磨加工にて製造可能な曲率半径から逸脱し、高性能な光学系が実現できない場合がある。この条件式の数値範囲内では第４レンズＲ２の曲率半径にて量産化効率を追及でき、変倍時の軸上、軸外各収差の状態も良好で、広画角、高変倍の光学系が実現できる。 Conditional expressions (1) and (2) are for increasing the refractive power of the second lens unit and reducing the size of the entire system. This achieves a high zoom ratio with short zoom fluctuations. Without satisfying this condition, if the refractive power is increased by reducing the radius of curvature, the negative Petzval sum will increase and not only good imaging will not be obtained, but also the radius of curvature that can be produced by polishing. In some cases, a high-performance optical system cannot be realized. Within the numerical range of this conditional expression, mass production efficiency can be pursued by the radius of curvature of the fourth lens R2, the on-axis and off-axis aberrations at the time of zooming are good, wide field angle, high zooming optics A system can be realized.
条件式（３）が成り立つと像面上における相対照度が高くなり、第３レンズ群が２枚の非球面レンズで構成されていても十分に軸上収差と軸外収差が補正出来、かつ略平行光で第４レンズ群に光線が移動するため、第４レンズ群Ｇ４が、ファーカスを合わせるための可動範囲をできるだけ小さくすることができる。さらに光学系を大きくすることなく手ぶれ補正に対応するレンズとなっている。この条件式により第２レンズ群の屈折力と所望のズーム比を得る為の変倍に伴う第２レンズ群の移動量を最適な関係にでき、条件式（３）及び（４）の上限値を越えると所望の変倍比が得られず、下限値を越えるとズーミングによる収差変動が大きくなり適当ではない。そのため像面がオーバー（補正過剰）となるばかりでなく、敏感度が高くなりピントズレや像揺れが起こりやすくなる為、機構構成が複雑になり適当ではない。 When the conditional expression (3) is satisfied, the relative illuminance on the image plane increases, and even if the third lens group is composed of two aspheric lenses, the on-axis aberration and the off-axis aberration can be sufficiently corrected, and substantially Since the light beam moves to the fourth lens group by the parallel light, the movable range for adjusting the focus of the fourth lens group G4 can be made as small as possible. Furthermore, the lens is compatible with camera shake correction without enlarging the optical system. By this conditional expression, the refractive power of the second lens group and the amount of movement of the second lens group accompanying zooming to obtain a desired zoom ratio can be made into an optimal relationship, and the upper limit values of conditional expressions (3) and (4) If it exceeds, a desired zoom ratio cannot be obtained. If the lower limit is exceeded, aberration fluctuations due to zooming increase, which is not appropriate. Therefore, not only the image surface is over (overcorrected), but also the sensitivity is increased, and the focus and the image are liable to occur.
第３レンズ群を物体側に強い屈折力の両レンズ面が凸面の正のＬ７レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス状の負のＬ８レンズの２枚の非球面レンズより構成し、又第４レンズ群は両レンズ面が凸面の正のＬ９レンズより配置して、レンズ系全体の小型化を図りつつ、諸収差を良好に補正している。
特に第３レンズ群を所謂望遠タイプとして第３レンズ群の主点位置を物体側に移動させて第３レンズ群と第４レンズ群の実際の間隔を短くして小型化を図っている。
The third lens unit is composed of two aspherical lenses, a positive L7 lens having a convex surface facing the object side and a meniscus negative L8 lens having a convex surface facing the object side. The four lens groups are arranged from positive L9 lenses having convex surfaces on both lens surfaces, and various aberrations are favorably corrected while downsizing the entire lens system.
In particular, the third lens group is a so-called telephoto type, the principal point position of the third lens group is moved to the object side, and the actual distance between the third lens group and the fourth lens group is shortened to reduce the size.
前記第７レンズ、第８レンズの物体側、像面側のレンズ面、及び前記第９レンズの物体側のレンズ面はレンズ中心から周辺部にいくに従い正の屈折力が弱くなる形状の非球面より成っていることである。このように構成して第３レンズ群及び第４レンズ群の色収差を良好に抑えて球面収差，コマ収差を良好に補正している。尚、これらの非球面はプラスチックレンズでも良い。またその他のレンズにおいてもプラスチックで構成しても良い。 The object surface, the image surface side lens surface of the seventh lens, the eighth lens, and the lens surface on the object side of the ninth lens are aspherical surfaces whose positive refractive power decreases from the lens center to the periphery. Is made up of. With this configuration, the chromatic aberration of the third lens group and the fourth lens group is suppressed satisfactorily, and spherical aberration and coma aberration are corrected well. These aspheric surfaces may be plastic lenses. Also, other lenses may be made of plastic.
第１レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１レンズ、両レンズ面が凸面の正の第２レンズ、そして物体側に凸面を向けた正の第３レンズの３つのレンズより成り、該第２レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第４レンズ、両レンズ面が凹面の負の第５レンズ、そして正の第６レンズの３つのレンズより成り、このうち第５レンズと第６レンズとは接合していることである。これにより変倍に伴う収差変動を良好に補正している。 The first lens group includes three meniscus negative first lenses having convex surfaces facing the object side, positive second lenses having convex surfaces facing both lens surfaces, and positive third lenses having convex surfaces facing the object side. The second lens group is composed of three lenses: a meniscus negative fourth lens with a convex surface facing the object side, a negative fifth lens with both lens surfaces concave, and a positive sixth lens; Among these, the fifth lens and the sixth lens are cemented. As a result, aberration fluctuations accompanying zooming are corrected satisfactorily.
第４レンズ群はズーミング中の第２レンズ群の移動に伴う像面変動を補正すると共にフォーカシングを行うように移動している。このときフォーカシングに伴う収差変動、特に色収差変動を抑える為に両レンズ面が凸面の正の第９レンズ、１枚の最小単位で構成している。 The fourth lens group is moved so as to correct the image plane variation accompanying the movement of the second lens group during zooming and perform focusing. At this time, in order to suppress aberration fluctuations due to focusing, particularly chromatic aberration fluctuations, both lens surfaces are composed of a convex positive ninth lens and one minimum unit.
本発明の実施の形態のレンズ系では第２レンズ群が負レンズ群である為、条件式（１）（２）（３）（４）を満足させることにより１０倍以上のズームレンズを構成している。 In the lens system according to the embodiment of the present invention, since the second lens group is a negative lens group, a zoom lens of 10 times or more is configured by satisfying conditional expressions (1), (2), (3), and (4). ing.
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。数値実施例において最終の２つのレンズ面はフェースプレートやフィルター等のガラスブロックである。又前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを各々非球面係数としたとき Next, numerical examples of the present invention will be shown. In the numerical examples, Ri is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the object side, Di is the i-th lens thickness and air spacing from the object side, and Ni and νi are respectively the i-th lens in order from the object side. Refractive index and Abbe number of glass. In the numerical examples, the last two lens surfaces are glass blocks such as face plates and filters. Table 1 shows the relationship between the above-described conditional expressions and numerical values in the numerical examples. The aspherical shape is the X axis in the optical axis direction, the H axis in the direction perpendicular to the optical axis, the light traveling direction is positive, R is the paraxial radius of curvature, and K, A, B, C and D are the aspheric coefficients. When
図２，図３，図４は数値実施例１の広角端，標準位置，望遠端のズーム位置における収差図である。なお数値実施例１のズームレンズは表1のデータに基づいて構成されている。
2, 3 and 4 are aberration diagrams of the numerical example 1 at the zoom position at the wide angle end, the standard position, and the telephoto end. The zoom lens of Numerical Example 1 is configured based on the data in Table 1.
なおこの図は軸上色収差も表している。また非点収差図におけるΔＳはサジタル像面を表し、ΔＴはタンジェンシャル像面を表す。また歪曲収差図及びｅ線を基準としｇ線，Ｃ線との違いを表した倍率色収差図も合わせて、これらの収差図からわかるように収差の小さい良好な光学性能を実現することができる。
This figure also shows axial chromatic aberration. In the astigmatism diagram, ΔS represents a sagittal image plane, and ΔT represents a tangential image plane. In addition, a distortion aberration diagram and a magnification chromatic aberration diagram representing the difference from the g-line and C-line with reference to the e-line can be combined to realize a good optical performance with small aberration as can be seen from these aberration-diagrams.
図５は本発明のリアフォーカス式ズームレンズの数値実施例２の要部断面図、図６，図７，図８は数値実施例２の広角端，標準位置，望遠端のズーム位置における収差図である。
なお数値実施例２のズームレンズは表４のデータに基づいて構成されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of Numerical Example 2 of the rear focus zoom lens according to the present invention, and FIGS. 6, 7, and 8 are aberration diagrams of the Numerical Example 2 at the zoom position at the wide-angle end, standard position, and telephoto end. It is.
The zoom lens of Numerical Example 2 is configured based on the data in Table 4.
なおこの図は軸上色収差も表している。また非点収差図におけるΔＳはサジタル像面を表し、ΔＴはタンジェンシャル像面を表す。また歪曲収差図及びｅ線を基準としｇ線，Ｃ線との違いを表した倍率色収差図も合わせて、これらの収差図からわかるように収差の小さい良好な光学性能を実現することができる。
This figure also shows axial chromatic aberration. In the astigmatism diagram, ΔS represents a sagittal image plane, and ΔT represents a tangential image plane. In addition, a distortion aberration diagram and a magnification chromatic aberration diagram representing the difference from the g-line and C-line with reference to the e-line can be combined to realize a good optical performance with small aberration as can be seen from these aberration-diagrams.
図９は本発明のリアフォーカス式ズームレンズの数値実施例３の要部断面図、図１０，図１１，図１２は数値実施３の広角端，標準位置，望遠端のズーム位置における収差図である。なお数値実施例３のズームレンズは表７のデータに基づいて構成されている。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part of Numerical Example 3 of the rear focus type zoom lens of the present invention, and FIGS. 10, 11 and 12 are aberration diagrams at the zoom position at the wide angle end, the standard position, and the telephoto end of Numerical Example 3. is there. The zoom lens of Numerical Example 3 is configured based on the data in Table 7.
以上のように本発明は、光の進入方向を前方側とし物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群とを備える４群構成のズームレンズであって、可動構造であり、３枚のレンズよりなり、前方から順に、両面が凹面であり、負レンズである第４レンズ、第５レンズと、正レンズである第６レンズを有する第２レンズ群と、２枚のレンズからなり、前方側には、両面が凸面であり、これら両面に非球面を有する第７レンズと、後方側には、強い凹面を向けたメニスカス状の負の両面非球面レンズである第８レンズとの２枚の非球面レンズで構成された第３レンズ群と、を備え、前記第２レンズ群を構成する３枚のレンズのうち、少なくとも一枚は非球面レンズを含み、物体側からL２１、L２２、L２３とした場合L２１、L２２、L２３の屈折率をn２１、n２２、ｎ２３とすると
n２１＞１.８、n２２＞１.７５、n２３＞１.９・・・（１）かつ、
０.９＜n２１／n２３＜１.１・・・（２）
なる条件を満足する構成としたので、ズームレンズの焦点距離を短くして、ズームレンズを小型化することができる。
As described above, according to the present invention, the first lens group having a positive power, the second lens group having a negative power, and the positive power are sequentially arranged from the object side to the image side with the light entering direction being the front side. A zoom lens having a four-group structure including a third lens group having a positive power and a fourth lens group having a positive power, which is a movable structure, is composed of three lenses, and both surfaces are concave in order from the front. There are a second lens group having a fourth lens and a fifth lens which are negative lenses, a sixth lens which is a positive lens, and two lenses, and both surfaces are convex on the front side. A third lens group composed of two aspherical lenses, a seventh lens having an aspherical surface and an eighth lens which is a meniscus negative double-sided aspherical lens with a strong concave surface on the rear side And three lenses constituting the second lens group. Among includes at least one aspheric lens, L21 when from the object side to L21, L22, L23, L22, the refractive index of L23 n21, n22, n23 to the of
n21> 1.8, n22> 1.75, n23> 1.9 (1) and
0.9 <n21 / n23 <1.1 (2)
Thus, the zoom lens can be miniaturized by shortening the focal length of the zoom lens.
すなわち、前記（１）、（２）を満足するので、ペッツバール和を小さくしながら第２レンズ群のパワーを大きく出来るため、小型化の際に問題となる像面湾曲の発生を抑制することができるため、大きな性能劣化をもたらすことなく、ズーム移動域を短くできることとなり、ズームレンズの焦点距離を短くして、ズームレンズを小型化することができるのである。 That is, since the above (1) and (2) are satisfied, the power of the second lens unit can be increased while reducing the Petzval sum, so that it is possible to suppress the occurrence of field curvature, which is a problem in downsizing. Therefore, the zoom movement range can be shortened without causing significant performance degradation, and the zoom lens can be miniaturized by shortening the focal length of the zoom lens.
したがって、ズームレンズを備えた撮像装置として、広く活用が期待されるものである。 Therefore, it is expected to be widely used as an imaging apparatus equipped with a zoom lens.
１ 第１レンズ
２ 第２レンズ
３ 第３レンズ
４ 第４レンズ
５ 第５レンズ
６ 第６レンズ
７ 第７レンズ
８ 第８レンズ
９ 第９レンズ
１０ 絞り
１１ 撮像素子のカバー硝子、ローパスフィルター等の等価硝子
１２ 変倍時の第２レンズ群の移動軌跡
１３ 無限遠撮影変倍時の際の第４レンズ群の移動軌跡
１４ 近距離撮影変倍時の際の第４レンズ群の移動軌跡
DESCRIPTION OF
Claims (8)
可動構造であり、３枚のレンズよりなり、前方から順に、両面が凹面であり、負レンズである第４レンズ、第５レンズと、正レンズである第６レンズを有する第２レンズ群と、
２枚のレンズからなり、前方側には、両面が凸面であり、これら両面に非球面を有する第７レンズと、後方側には、強い凹面を向けたメニスカス状の負の両面非球面レンズである第８レンズとの２枚の非球面レンズで構成された第３レンズ群と、を備え、
前記第２レンズ群を構成する３枚のレンズのうち、少なくとも一枚は非球面レンズを含み、物体側からL２１、L２２、L２３とした場合L２１、L２２、L２３の屈折率をn２１、n２２、ｎ２３とすると
n２１＞１.８、n２２＞１.７５、n２３＞１.９・・・（１）かつ、
０.９＜n２１／n２３＜１.１・・・（２）
なる条件を満足するズームレンズ。 A first lens group having a positive power, a second lens group having a negative power, and a third lens group having a positive power, in order from the object side to the image side with the light entering direction being the front side, A zoom lens having a four-group configuration including a fourth lens group having a positive power,
A second lens group having a movable structure, including three lenses, and in order from the front, both surfaces are concave surfaces, a fourth lens and a fifth lens that are negative lenses, and a sixth lens that is a positive lens;
Consists of two lenses, the front side is convex with both surfaces convex, a seventh lens having aspheric surfaces on both sides, and the rear side is a meniscus negative double-sided aspheric lens with a strong concave surface A third lens group composed of two aspheric lenses with an eighth lens,
Of the three lenses constituting the second lens group, at least one lens includes an aspherical lens, and when L21, L22, and L23 are taken from the object side, the refractive indexes of L21, L22, and L23 are n21, n22, and n23. If
n21> 1.8, n22> 1.75, n23> 1.9 (1) and
0.9 <n21 / n23 <1.1 (2)
A zoom lens that satisfies these conditions.
１.３＜ｆ２/ｆｗ／１.９・・・（３）
なる条件を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 When the focal length at the wide angle end is fw and the focal length of the second lens group is f2, 1.3 <f2 / fw / 1.9 (3)
The zoom lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
７.０＜ｆ１/ｆｗ＜８.０・・・（４）
なる条件を満足する請求項１に記載のズームレンズ。 7.0 <f1 / fw <8.0 (4) where fw is the focal length of the wide angle end and f1 is the focal length of the first lens unit.
The zoom lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010060612A JP2011197058A (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Zoom lens and imaging device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010060612A JP2011197058A (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Zoom lens and imaging device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011197058A true JP2011197058A (en) | 2011-10-06 |
Family
ID=44875428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010060612A Pending JP2011197058A (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Zoom lens and imaging device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011197058A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013205535A (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Canon Inc | Optical system and imaging apparatus including the same |
| JP2014085497A (en) * | 2012-10-23 | 2014-05-12 | Nikon Corp | Variation magnification optical system, optical device, and manufacturing method for variable magnification optical system |
| KR20140088735A (en) * | 2013-01-03 | 2014-07-11 | 삼성테크윈 주식회사 | Zoom lens system |
| US8994842B2 (en) | 2012-11-08 | 2015-03-31 | Olympus Imaging Corp. | Zoom lens and image pickup apparatus equipped with same |
| US9709779B2 (en) | 2012-10-23 | 2017-07-18 | Nikon Corporation | Variable magnification optical system, optical device, and method for producing variable magnification |
| CN107632370A (en) * | 2014-08-01 | 2018-01-26 | 大立光电股份有限公司 | Image capturing optical lens assembly and image capturing device |
-
2010
- 2010-03-17 JP JP2010060612A patent/JP2011197058A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013205535A (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Canon Inc | Optical system and imaging apparatus including the same |
| US9625688B2 (en) | 2012-03-28 | 2017-04-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and imaging apparatus including the same |
| JP2014085497A (en) * | 2012-10-23 | 2014-05-12 | Nikon Corp | Variation magnification optical system, optical device, and manufacturing method for variable magnification optical system |
| US9709779B2 (en) | 2012-10-23 | 2017-07-18 | Nikon Corporation | Variable magnification optical system, optical device, and method for producing variable magnification |
| US10948700B2 (en) | 2012-10-23 | 2021-03-16 | Nikon Corporation | Variable magnification optical system, optical device, and method for producing variable magnification optical system |
| US8994842B2 (en) | 2012-11-08 | 2015-03-31 | Olympus Imaging Corp. | Zoom lens and image pickup apparatus equipped with same |
| KR20140088735A (en) * | 2013-01-03 | 2014-07-11 | 삼성테크윈 주식회사 | Zoom lens system |
| CN107632370A (en) * | 2014-08-01 | 2018-01-26 | 大立光电股份有限公司 | Image capturing optical lens assembly and image capturing device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4776948B2 (en) | Variable magnification optical system | |
| US20140055659A1 (en) | Zoom lens and image pickup apparatus | |
| US8085478B2 (en) | Zoom lens system and image pickup apparatus including the same | |
| JP2008170720A (en) | Wide angle lens, imaging apparatus, and focusing method for wide angle lens | |
| JP2014202841A (en) | Zoom lens and image capturing device having the same | |
| JP2013228450A (en) | Zoom lens and imaging apparatus including the same | |
| JP2009169414A (en) | Zoom lens and image pickup apparatus having the same | |
| JP2006343552A (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
| JP5403315B2 (en) | Zoom lens system and optical apparatus provided with the zoom lens system | |
| JP2007212537A (en) | Zoom lens and imaging apparatus having same | |
| JP2007033555A (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
| JPWO2013031188A1 (en) | Zoom lens and imaging device | |
| JP5038028B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
| JP2011197058A (en) | Zoom lens and imaging device using the same | |
| JP5303310B2 (en) | Zoom lens | |
| JP5522988B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus using the same | |
| JP6164894B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
| JP2011085654A (en) | Zoom lens system, imaging apparatus and camera | |
| JP4411010B2 (en) | Zoom lens and imaging device using the same | |
| JP4817551B2 (en) | Zoom lens | |
| JPWO2013031110A1 (en) | Zoom lens and imaging device | |
| JP2007271752A (en) | Macro lens, optical device and focusing method for macro lens | |
| JP2013156407A (en) | Zoom lens and imaging apparatus including the same | |
| JP5578412B2 (en) | Photographic lens, optical apparatus having the photographic lens, and method of manufacturing the photographic lens | |
| JP6436653B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same |