JP2014052563A - Zoom lens, camera, and mobile information terminal device - Google Patents
Zoom lens, camera, and mobile information terminal device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014052563A JP2014052563A JP2012197952A JP2012197952A JP2014052563A JP 2014052563 A JP2014052563 A JP 2014052563A JP 2012197952 A JP2012197952 A JP 2012197952A JP 2012197952 A JP2012197952 A JP 2012197952A JP 2014052563 A JP2014052563 A JP 2014052563A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens group
- lens
- zoom
- wide
- object side
- 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、撮影光学系として改良されたズームレンズ、そのズームレンズを撮影光学系として有するカメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。 The present invention relates to a zoom lens improved as a photographing optical system, a camera having the zoom lens as a photographing optical system, and a portable information terminal device.
近年、デジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ユーザのデジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。中でも、高画質化と小型化は、常にユーザの欲するところであり、そのウエイトが大きい。よって、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められる。
ここで、小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長(最も物体側のレンズ面から像面までの距離)を短縮することが必要であり、また、各レンズ群の厚みを短縮して、収納時の全長を抑えることも重要である。加えて、レンズの径方向のサイズを縮小することで、カメラの縦横サイズを抑えることも強く要求されている。さらに、高性能化という面では、少なくとも、1000万〜1500万画素程度の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、少なくとも、35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ版)換算の焦点距離で28mm相当の、半画角38度程度が望まれている。
また、変倍比についても、なるべく大きなものが望まれている。即ち、35mm銀塩カメラ換算の焦点距離で28〜200mm相当程度(約7.1倍)のズームレンズであれば、一般的な撮影のほとんどにおいて対応することが可能と考えられる。加えて、解放Fナンバについてもなるべく小さなものが望まれている。特に、カメラの起動状態であり、比較的撮影頻度の高い広角端において、Fナンバが3未満であることを望むユーザが増加している。
In recent years, the market for digital cameras has become very large, and the demands of users for digital cameras are also diverse. Among them, high image quality and miniaturization are always what users want, and the weight is large. Therefore, a zoom lens used as a photographing lens is also required to have both high performance and downsizing.
Here, in terms of miniaturization, it is first necessary to shorten the total lens length (distance from the lens surface closest to the object side to the image plane) during use, and reduce the thickness of each lens group. It is also important to reduce the overall length during storage. In addition, there is a strong demand to reduce the vertical and horizontal size of the camera by reducing the size of the lens in the radial direction. Furthermore, in terms of high performance, it is necessary to have a resolving power corresponding to an image sensor with about 10 million to 15 million pixels over the entire zoom range.
In addition, there are many users who desire a wider angle of view of the taking lens, and at least a half angle of view of about 38 degrees corresponding to a focal length of 28 mm equivalent to a 35 mm silver salt camera (so-called Leica version) is desired.
In addition, as large a zoom ratio as possible is desired. That is, it is considered that a zoom lens equivalent to about 28 to 200 mm (about 7.1 times) at a focal length equivalent to a 35 mm silver salt camera can cope with most of general photographing. In addition, it is desired that the release F number be as small as possible. In particular, there are an increasing number of users who want the F number to be less than 3 at the wide-angle end where the camera is activated and the imaging frequency is relatively high.
デジタルカメラ用のズームレンズには多くの種類が考えられるが、高変倍化に適したタイプとして、物体側より像面側に向かって順に、正の焦点距離(「正の屈折力」という場合がある)を持つ第1レンズ群と、負の焦点距離(「負の屈折力」という場合がある)を持つ第2レンズ群と、正の焦点距離を持つ第3レンズ群と、正の焦点距離を持つ第4レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が変化するものがある。
このタイプのズームレンズの従来例として、変倍に際して第1レンズ群が固定のタイプがあるが、この場合、変倍作用の多くを負担する第2レンズ群の移動量を大きく確保しようとすると、第3レンズ群近傍に配設される開口絞りが広角端においても第1レンズ群から離れることになり、広角・高変倍化のためには第1レンズ群が非常に大きなものとなってしまう。よって、広角・高変倍かつ小型のズームレンズを実現するためには、第1レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するタイプが望ましい。広角端でのレンズ全長を望遠端に比べて短くすることにより、第1レンズ群の大型化を抑制しつつ、十分な広角化が可能となる。
There are many types of zoom lenses for digital cameras, but as a type suitable for high zoom ratio, the positive focal length (in the case of "positive refractive power") in order from the object side to the image plane side A first lens group having a negative focal length (sometimes referred to as “negative refractive power”), a third lens group having a positive focal length, and a positive focus. A distance between the first lens group and the second lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and the distance between the second lens group and the third lens group. In some cases, the distance decreases and the distance between the third lens group and the fourth lens group changes.
As a conventional example of this type of zoom lens, there is a type in which the first lens group is fixed at the time of zooming. In this case, if a large amount of movement of the second lens group that bears much of the zooming action is to be secured, The aperture stop disposed in the vicinity of the third lens group is separated from the first lens group even at the wide angle end, and the first lens group becomes very large for wide angle and high zooming. . Therefore, in order to realize a wide-angle, high-magnification, and compact zoom lens, it is desirable that the first lens unit be moved so that it is positioned closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end. By making the total lens length at the wide angle end shorter than that at the telephoto end, it is possible to sufficiently widen the angle while suppressing an increase in size of the first lens group.
物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群とから成り、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第1レンズ群および第3レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動し、第1レンズ群が像面側に凸となるような軌跡で移動するズームレンズにおいて、前記第2レンズ群が、物体側から順に、第1負レンズ、第2負レンズ、正レンズの3枚から構成されているものとしては、特許文献1(特開2010−134081号公報)、特許文献2(特開2009−025366号公報)、特許文献3(特開2007−212537号公報)、特許文献4(特許第3977150号公報)、特許文献5(特許第4387505号公報)および特許文献6(2008−145501号公報)に開示のもの等がある。
しかしながら、特許文献1の公知例については、変倍比、最大画角ともにある程度確保できているが、最小FナンバがF3.6と比較的暗く、特許文献2、特許文献4および特許文献5の公知例については、最小Fナンバはある程度確保できているものの、最大画角が33度程度と比較的狭く、特許文献3の公知例については、最小Fナンバ、変倍比、最大画角ともにある程度確保できているが、いずれの公知例においても第1レンズ群の径方向サイズが十分に小さいとは言いがたい。
In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power. When the magnification is changed from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group is increased, the distance between the second lens group and the third lens group is decreased, and the first lens group and In the zoom lens in which the third lens group moves so as to be positioned closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end, and the first lens group moves along a locus convex toward the image plane side, the second lens group includes: In order from the object side, the first negative lens, the second negative lens, and the positive lens are composed of three lenses: Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-134081), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009). No. 0-25366), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-21). 537 JP), Patent Document 4 (Japanese Patent No. 3977150), there like those disclosed in Patent Document 5 (Japanese Patent No. 4387505 Patent publication) and JP 6 (2008-145501 JP).
However, in the known example of
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、請求項1に記載の発明は、広角端の半画角が約38度以上と十分に広画角でありながら、7倍以上の変倍比を有し、広角端のFナンバが3未満で、1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、かつ、小型のズームレンズを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the invention according to
請求項1に記載のズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側より像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配設し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動し、前記第1レンズ群が像面側に凸となるような軌跡で移動するズームレンズにおいて、前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側から像面側に向かって順に、像面側に物体側の面より大きな曲率の凹面を向けた両凹形状の第1負レンズと、像面側に凹面を向けた第2負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの3枚からなり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、変倍に際して可動な開口絞りを有し、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離をL12Wとし、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離をL12Mとし、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離をfFmとし、全長が最短となるズームポジションにおける全系の焦点距離をfmとし、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの第1面から、像面までの長さを全長として、以下の条件式(1)、(2):
0≦(L12M−L12W)/L12W<0.15 (1)
1.00<|fFm|/fm<1.55 (2)
を満足することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a zoom lens according to
In order from the object side to the image plane side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, a third lens group having positive refractive power, and positive refraction And a fourth lens group having power, and when changing the magnification from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the second lens group and the second lens group The distance between the first lens group and the third lens group is decreased, the first lens group and the third lens group are moved closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end, and the first lens group is convex toward the image plane side. In the zoom lens that moves along such a locus, the first lens group is composed of a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and the second lens group is an image in order from the object side toward the image plane side. A biconcave first negative lens having a concave surface with a larger curvature on the surface side than the object side surface; An aperture that is composed of a second negative lens having a concave surface facing the surface side and a positive lens having a convex surface facing the object side, and is movable between the second lens group and the third lens group during zooming. An optical axis of the first lens group and the second lens group at a zoom position having a stop, wherein the distance between the optical axes of the first lens group and the second lens group at the wide-angle end is L12W, and the total length is the shortest. The distance between them is L12M, the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the zoom position where the total length is the shortest is fFm, the focal length of the entire system at the zoom position where the total length is the shortest is fm, Conditional expressions (1) and (2) below, with the length from the first surface of the lens closest to the object side of the first lens group to the image plane as the total length
0 ≦ (L12M−L12W) / L12W <0.15 (1)
1.00 <| fFm | / fm <1.55 (2)
It is characterized by satisfying.
請求項1に記載の発明によれば、
物体側より像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配設し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動し、前記第1レンズ群が像面側に凸となるような軌跡で移動するズームレンズにおいて、前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側から像面側に向かって順に、像面側に物体側の面より大きな曲率の凹面を向けた両凹形状の第1負レンズと、像面側に凹面を向けた第2負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの3枚からなり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、変倍に際して可動な開口絞りを有し、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離をL12Wとし、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの第1面から像面までの長さを全長とし、前記全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離をL12Mとし、前記全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離をfFmとし、前記全長が最短となるズームポジションにおける全系の焦点距離をfmとして、以下の条件式(1)、(2):
0≦(L12M−L12W)/L12W<0.15 (1)
1.00<|fFm|/fm<1.55 (2)
を満足することにより、広角端の半画角が約38度以上と十分に広画角でありながら、7倍以上の変倍比を有し、広角端のFナンバが3未満で、1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、且つ小型のズームレンズを提供することができる。
According to the invention of
In order from the object side to the image plane side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, a third lens group having positive refractive power, and positive refraction And a fourth lens group having power, and when changing the magnification from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the second lens group and the second lens group The distance between the first lens group and the third lens group is decreased, the first lens group and the third lens group are moved closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end, and the first lens group is convex toward the image plane side. In the zoom lens that moves along such a locus, the first lens group is composed of a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and the second lens group is an image in order from the object side toward the image plane side. A biconcave first negative lens having a concave surface with a larger curvature on the surface side than the object side surface; An aperture that is composed of a second negative lens having a concave surface facing the surface side and a positive lens having a convex surface facing the object side, and is movable between the second lens group and the third lens group during zooming. The distance between the first lens group and the second lens group at the wide-angle end is L12W, and the length from the first surface of the lens closest to the object side of the first lens group to the image plane is provided. The distance between the optical axes of the first lens group and the second lens group at the zoom position where the total length is the shortest is L12M, and the first lens group and the first lens at the zoom position where the total length is the shortest. Assuming that the combined focal length of the two lens groups is fFm and the focal length of the entire system at the zoom position where the total length is the shortest is fm, the following conditional expressions (1) and (2):
0 ≦ (L12M−L12W) / L12W <0.15 (1)
1.00 <| fFm | / fm <1.55 (2)
By satisfying the above, the half angle of view at the wide-angle end is a sufficiently wide angle of about 38 degrees or more, but has a zoom ratio of 7 times or more and the F number at the wide-angle end is less than 3, It is possible to provide a small zoom lens having a resolving power corresponding to an image pickup element of ˜15 million pixels.
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明の第1の実施の形態に係るズームレンズは、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置してなり、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、そして前記第1レンズ群および前記第3レンズ群が望遠端にて、広角端におけるよりも物体側に位置するように移動し、前記第1レンズ群が像面側に凸となるような軌跡で移動するズームレンズにおいて、さらに、次に述べるような特徴を有している。
本発明のような、正負正正の4レンズ群を有するズームレンズは、一般に、第2レンズ群が主要な変倍作用を負担する、いわゆるバリエータとして構成される。しかしながら、本発明においては、第3レンズ群にも変倍作用を分担させ、第2レンズ群の負担を軽くして、広角化・高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度を確保している。また、広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)への変倍に際して、第1レンズ群を大きく物体側へ移動させることにより、広角端において第1レンズ群を通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第1レンズ群の大型化を抑制するとともに、望遠端では第1レンズ群と第2レンズ群の間隔を大きく確保して、長焦点化を達成している。
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a zoom lens, a camera, and a portable information terminal device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Before describing specific examples, first, a fundamental embodiment of the present invention will be described.
The zoom lens according to the first embodiment of the present invention includes a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power in order from the object side to the image plane side. A third lens group having a positive refractive power and a fourth lens group having a positive refractive power are arranged, and at the time of zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). The distance between the first lens group and the second lens group is increased, the distance between the second lens group and the third lens group is decreased, and the first lens group and the third lens group are In the zoom lens which moves at the telephoto end so as to be positioned closer to the object side than at the wide-angle end, and moves along a locus such that the first lens group is convex toward the image plane side, further, as described below It has characteristics.
The zoom lens having four positive, negative, positive and positive lens groups as in the present invention is generally configured as a so-called variator in which the second lens group bears a main zooming action. However, in the present invention, the third lens group also shares the zooming action, reduces the burden on the second lens group, and provides the degree of freedom of aberration correction that becomes difficult with widening and high zooming. Secured. Further, at the time of zooming from the wide angle end (short focal length end) to the telephoto end (long focal length end), the light beam that passes through the first lens group at the wide angle end is largely moved to the object side. The height is reduced to suppress the enlargement of the first lens group due to the wide angle, and the distance between the first lens group and the second lens group is kept large at the telephoto end to achieve a long focal length. Yes.
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔は大きくなり、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は小さくなって、第2レンズ群・第3レンズ群の倍率(絶対値)はどちらも増加し、変倍作用を互いに分担する。
さらに、本発明においては、前記第1レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側から像面側に向かって順に、像面側に物体側の面より大きな曲率の凹面を向けた両凹形状の第1負レンズと、像面側に凹面を向けた第2負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの3枚からなり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、変倍に際して可動な開口絞りを有し、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離をL12Wとし、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離をL12Mとし、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離をfFmとし、全長が最短となるズームポジションにおける全系の焦点距離をfmとし、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの第1面から、像面までの長さを全長として、以下の条件式(1)、(2):
0≦(L12M−L12W)/L12W<0.15 (1)
1.00<|fFm|/fm<1.55 (2)
を満足する構成とした(請求項1に対応する)。
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group is increased, and the distance between the second lens group and the third lens group is decreased, so that the second lens group and the third lens group are Both magnifications (absolute values) of the lens group increase and share the zooming action.
Further, in the present invention, the first lens group is composed of a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and the second lens group is arranged in order from the object side to the image plane side and toward the image plane side. The first negative lens having a biconcave shape with a concave surface having a curvature larger than the first surface, the second negative lens having the concave surface facing the image surface, and the positive lens having the convex surface facing the object side, An aperture stop movable at the time of zooming is provided between the second lens group and the third lens group. The distance between the optical axes of the first lens group and the second lens group at the wide-angle end is L12W. The distance between the optical axes of the first lens group and the second lens group at the zoom position where the shortest is the shortest is L12M, and the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the zoom position where the total length is the shortest Is the shortest overall length The focal length of the entire system at over home position and fm, the first surface of the most object side lens of the first lens group, the total length of the length to the image plane, the following conditional expressions (1), (2):
0 ≦ (L12M−L12W) / L12W <0.15 (1)
1.00 <| fFm | / fm <1.55 (2)
(Corresponding to claim 1).
前記第1レンズ群を、正レンズと負レンズとの接合レンズのみで構成することで、前記第1レンズ群の厚みを薄くし、前記第1レンズ群の先頭面における光線高さを低くして、前記第1レンズ群の大径化を抑制する効果を得られる。また、前記第2レンズ群を物体側から順に、第1負レンズ、第2負レンズ、正レンズという構成とすることで、色収差補正に最低限必要な、正レンズ・負レンズのペアを有しながら、前記第2レンズ群の主点位置を像面側に寄せることができ、3枚という少ないレンズ枚数で、良好な収差補正能力を保ったまま、特に望遠端における光学全長を抑制する効果が得られる。また、前記第2レンズ群の前記第1負レンズの物体側を凹面とすることで、周辺像高の光線に対する、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の空気間隔を小さくして、前記第1レンズ群の光線高さを低く抑える効果を得られる。前記第2レンズ群の前記第1負レンズの像側面に強い凹面を持ち、正レンズの物体側面に凸面を持つことで、特に大口径化で増大しがちな球面収差の良好な補正効果を得られ、前記第2負レンズの像面側に凹面を持つことでコマ収差の良好な補正効果を得られる。この構成を採った上で条件式(1)および(2)を満たすことで、以下のような効果を期待できる。 By configuring the first lens group only with a cemented lens of a positive lens and a negative lens, the thickness of the first lens group is reduced, and the light ray height at the front surface of the first lens group is reduced. The effect of suppressing the increase in diameter of the first lens group can be obtained. In addition, the second lens group includes, in order from the object side, a first negative lens, a second negative lens, and a positive lens, thereby having a pair of a positive lens and a negative lens that is at least necessary for correcting chromatic aberration. However, the principal point position of the second lens group can be brought closer to the image plane side, and the effect of suppressing the total optical length especially at the telephoto end can be achieved with a small number of lenses of 3 while maintaining good aberration correction capability. can get. Further, by making the object side of the first negative lens of the second lens group a concave surface, the air space between the first lens group and the second lens group with respect to a light beam having a peripheral image height is reduced, and The effect of suppressing the light ray height of the first lens group can be obtained. By having a strong concave surface on the image side surface of the first negative lens of the second lens group and a convex surface on the object side surface of the positive lens, it is possible to obtain a favorable correction effect for spherical aberration, which tends to increase especially with a large aperture. In addition, since the concave surface is provided on the image plane side of the second negative lens, a good coma correction effect can be obtained. The following effects can be expected by satisfying conditional expressions (1) and (2) after adopting this configuration.
条件式(1)は、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離と、全長最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との光軸間距離の比を表しており、前記第1レンズ群が像面方向に移動している時の、前記第2レンズ群との光軸間隔の適正範囲を規定している。また、条件式(2)は、全長最短となるズームポジションにおける開口絞りより物体側の系の合成焦点距離に対する、全系の焦点距離の比を表しており、全長最短となるズームポジションにおける、前記開口絞りより物体側の系の合成焦点距離の適正範囲を規定している。条件式(1)、および条件式(2)を満足することで、比較的撮影画角が広い範囲において、特に前記第1レンズ群の径方向のサイズ抑制に効果がある。条件式(1)の上限値を超えると、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とが離れすぎて、全長最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群を通る光線高さが高くなり、前記第1レンズ群が大径化する恐れがある。条件式(1)の下限値を下回ると、広角端における前記第1レンズ群を通る光線高さが高くなり、前記第1レンズ群が大径化する恐れがある。条件式(2)の上限値を超えると、上記開口絞りより物体側の系の屈折力が弱くなりすぎて高変倍化に不利になり、光学系全体が全長方向に増大する恐れがある。 Conditional expression (1) indicates that the distance between the optical axes of the first lens group and the second lens group at the wide-angle end and the optical axes of the first lens group and the second lens group at the zoom position where the total length is shortest. The ratio of the distance between the two lenses represents the appropriate range of the optical axis distance from the second lens group when the first lens group is moving in the image plane direction. Conditional expression (2) represents the ratio of the focal length of the entire system to the combined focal length of the system closer to the object side than the aperture stop at the zoom position where the total length is the shortest. It defines the appropriate range of the combined focal length of the system on the object side with respect to the aperture stop. Satisfying the conditional expression (1) and the conditional expression (2) is effective in suppressing the size of the first lens group in the radial direction particularly in a relatively wide field angle. When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the first lens group and the second lens group are too far apart, and the height of the light beam passing through the first lens group at the zoom position where the total length is shortest becomes high. There is a possibility that the diameter of the first lens group is increased. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the height of the light beam passing through the first lens group at the wide-angle end becomes high, and the first lens group may become large in diameter. If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the refractive power of the system closer to the object side than the aperture stop becomes too weak, which is disadvantageous for high zooming, and the entire optical system may increase in the entire length direction.
条件式(2)の下限値を下回ると、特に前記第1レンズ群を通る光線高さが高くなり、前記第1レンズ群が大径化する恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式(1)´、(2)´を満足するのが良い。
0≦(L12M−L12W)/L12W<0.125 (1)´
1.1<|fFm|/fm<1.4 (2)´
さらに高性能にするには、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの第1面から前記開口絞りまでの光軸間距離をLFmとし、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離をfFmとして、下記の条件式(3):
0.9<LFm/|fFm|<1.65 (3)
を満足することが望ましい(請求項2に対応する)。
If the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, the height of the light beam that passes through the first lens group is particularly high, and the diameter of the first lens group may increase.
More preferably, the following conditional expressions (1) ′ and (2) ′ are satisfied.
0 ≦ (L12M−L12W) / L12W <0.125 (1) ′
1.1 <| fFm | / fm <1.4 (2) ′
For higher performance, the distance between the optical axes from the first surface of the lens closest to the object side to the aperture stop at the zoom position where the overall length is the shortest is LFm, and the overall length is the shortest. Conditional expression (3) below, where the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the zoom position is fFm:
0.9 <LFm / | fFm | <1.65 (3)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 2).
条件式(3)は、全長最短となるズームポジションにおける、開口絞りより物体側の系の合成焦点距離に対する前記第1レンズ群の先頭から前記開口絞りまでの距離の比を表しており、前記開口絞りより物体側の系の屈折力に対する開口絞りの位置の適正範囲を規定している。条件式(3)を満たすことで、開口絞りの位置が適正化され、特に前記第1レンズ群の径方向のサイズ抑制に効果がある。条件式(3)の上限値を超えると、開口絞りより物体側の群を通る光線高さが高くなり、特に前記第1レンズ群が大径化する恐れがある。条件式(3)の下限値を下回ると、周辺光束の下光線を切りすぎて、周辺光量比が著しく減少する恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式(3)´を満足するのが良い。
1.0<LFm/|fFm|<1.55 (3)´
さらに高性能にするには、前記第2レンズ群の前記第2負レンズに、少なくとも1面の非球面を有することが望ましい(請求項3に対応する)。
本ズームレンズタイプにおいて、主たる変倍群としての役割を担う前記第2レンズ群の中で、比較的径が小さく、且つ、広角端と望遠端とで光束の通る幅がある程度変化し、各像高の光束の重複幅が小さい前記第2負レンズに少なくとも1面の非球面を持たせることで、広角化に伴って増大しがちな非点収差や歪曲収差等の良好な補正を保ちながらより小型化を進めることが可能となる。前記第2レンズ群内の前記第1負レンズよりも小径であるため、非球面精度の確保が比較的容易で、形状誤差による像性能劣化を抑制する効果がある。
Conditional expression (3) represents the ratio of the distance from the head of the first lens group to the aperture stop with respect to the combined focal length of the system closer to the object side than the aperture stop at the zoom position where the total length is the shortest. An appropriate range of the position of the aperture stop with respect to the refractive power of the system closer to the object side than the stop is defined. Satisfying conditional expression (3) optimizes the position of the aperture stop, and is particularly effective in suppressing the size of the first lens group in the radial direction. If the upper limit value of conditional expression (3) is exceeded, the height of the light beam passing through the group on the object side from the aperture stop becomes high, and in particular, the diameter of the first lens group may increase. If the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, there is a risk that the lower ray of the peripheral light beam will be cut too much and the peripheral light amount ratio will be significantly reduced.
More preferably, the following conditional expression (3) ′ should be satisfied.
1.0 <LFm / | fFm | <1.55 (3) ′
For higher performance, it is desirable that the second negative lens of the second lens group has at least one aspheric surface (corresponding to claim 3).
In this zoom lens type, among the second lens group serving as the main zooming group, the diameter is relatively small, and the width of the light beam passing through the wide-angle end and the telephoto end changes to some extent. By providing at least one aspherical surface in the second negative lens with a small overlapping width of high luminous flux, it is possible to maintain good correction of astigmatism and distortion that tend to increase with widening of the angle. Miniaturization can be promoted. Since it has a smaller diameter than the first negative lens in the second lens group, it is relatively easy to ensure aspheric accuracy, and there is an effect of suppressing image performance deterioration due to a shape error.
さらに高性能にするには、収差補正上の観点から、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、前記第3レンズ群の焦点距離をf3として、各群の屈折力に関する以下の条件式(4)を満足することが望ましい(請求項4に対応する)。
0.50<|f2|/f3<1.00 (4)
条件式(4)は、本ズームタイプにおける主たる変倍群である前記第2レンズ群と、主たる結像群であり、補佐的に変倍群の役割も担う前記第3レンズ群の屈折力の比を定めているもので、条件式(4)式の下限値を下回ると、前記第2レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、条件式(4)の上限値を超えると、前記第3レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、いずれにしろ変倍に際する収差変動が大きくなりやすくなる。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するのが良い。
0.60<|f2|/f3<0.90 (4)´
より高性能にするには、望遠端における前記第2レンズ群の結像倍率をβ2tとし、広角端における前記第2レンズ群の結像倍率をβ2wとし、望遠端における前記第3レンズ群の結像倍率をβ3tとし、広角端における前記第3レンズ群の結像倍率をβ3wとし、以下の条件式(5)を満足することが望ましい(請求項5に対応する)。
In order to achieve higher performance, from the viewpoint of correcting aberrations, the focal length of the second lens group is f2, and the focal length of the third lens group is f3. It is desirable to satisfy 4) (corresponding to claim 4).
0.50 <| f2 | / f3 <1.00 (4)
Conditional expression (4) represents the refractive power of the second lens group, which is the main zooming group in this zoom type, and the main image forming group, and the third lens group that also plays the role of the zooming group in an auxiliary manner. When the ratio falls below the lower limit of the conditional expression (4), the refractive power of the second lens group becomes too strong, and when the upper limit of the conditional expression (4) is exceeded, the third lens The refractive power of the group becomes too strong, and in any case, the aberration fluctuation during zooming tends to increase.
More preferably, the following conditional expression should be satisfied.
0.60 <| f2 | / f3 <0.90 (4) ′
For higher performance, the imaging magnification of the second lens group at the telephoto end is set to β2t, the imaging magnification of the second lens group at the wide-angle end is set to β2w, and the connection of the third lens group at the telephoto end is set. It is desirable that the image magnification is β3t, the image formation magnification of the third lens group at the wide angle end is β3w, and the following conditional expression (5) is satisfied (corresponding to claim 5).
0.5<(β2t/β2w)/(β3t/β3w)<1.5 (5)
条件式(5)は、変倍機能を持つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の変倍作用の分担を適切に設定するための条件式である。条件式(5)の下限値を下回ると前記第3レンズ群の変倍作用が大きくなりすぎると、必要となる収差補正能力を補うために前記第3レンズ群を大型化したり構成枚数を増やしたりせざるを得なくなり、光学系の小型化を阻害する恐れがある。
また、前記第2レンズ群との相対偏心による性能劣化が増大する恐れがある。条件式(5)の上限値を超えて前記第3レンズ群の変倍作用が小さくなりすぎると、前記第2レンズ群が担う変倍作用が大きくなりすぎて、前記第2レンズ群が大型化したり構成枚数を増やしたりする必要が生じて、光学系の小型化を阻害する恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するのが良い。
0.5 <(β2t / β2w) / (β3t / β3w) <1.5 (5)
Conditional expression (5) is a conditional expression for appropriately setting the sharing of the zooming action of the second lens group having the zooming function and the third lens group. If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, if the zooming action of the third lens group becomes too large, the third lens group may be enlarged or the number of components may be increased to compensate for the required aberration correction capability. Therefore, there is a risk of hindering the downsizing of the optical system.
Further, there is a risk that performance deterioration due to relative decentration with the second lens group increases. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded and the zooming action of the third lens group becomes too small, the zooming action of the second lens group becomes too large and the second lens group becomes large. In other words, it may be necessary to increase the number of components, which may hinder downsizing of the optical system.
More preferably, the following conditional expression should be satisfied.
0.7<(β2t/β2w)/(β3t/β3w)<1.2 (5)´
さらに、広角化・長焦点化のために重要な前記第1レンズ群の移動量に関連して、広角端から望遠端への変倍に際する前記第1レンズ群の総移動量をX1とし、望遠端における全系の焦点距離をftとし、以下の条件式(6)を満足することにより、十分な収差補正が可能となる(請求項6に対応する)。
0.15<X1/ft<0.45 (6)
条件式(6)の下限値を下回ると、前記第2レンズ群の変倍への寄与が小さくなって前記第3レンズ群の負担が増加するか、前記第1レンズ群・前記第2レンズ群の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。また、広角端におけるレンズ全長が長くなって、前記第1レンズ群を通過する光線高さが増加し、前記第1レンズ群の大型化を招く。
一方、条件式(6)の上限値を超えると、広角端での全長が短くなりすぎるか、望遠端での全長が長くなりすぎることになる。広角端での全長が短くなりすぎると、前記第3レンズ群の移動スペースが限定され、前記第3レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、全体の収差補正が困難となる。望遠端での全長が長くなりすぎると、全長方向の小型化の妨げになるだけでなく、望遠端での周辺光量確保のために径方向が大型化したり、また、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も招きやすくなったりする。
0.7 <(β2t / β2w) / (β3t / β3w) <1.2 (5) ′
Further, in relation to the amount of movement of the first lens group, which is important for widening and increasing the focal length, the total amount of movement of the first lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is X1. When the focal length of the entire system at the telephoto end is ft and the following conditional expression (6) is satisfied, sufficient aberration correction can be performed (corresponding to claim 6).
0.15 <X1 / ft <0.45 (6)
If the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the contribution of the second lens group to zooming will be reduced, increasing the burden on the third lens group, or the first lens group / second lens group. In any case, it causes deterioration of various aberrations. In addition, the total lens length at the wide-angle end is increased, and the height of light passing through the first lens group is increased, leading to an increase in size of the first lens group.
On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (6) is exceeded, the total length at the wide-angle end becomes too short, or the total length at the telephoto end becomes too long. If the total length at the wide-angle end is too short, the moving space of the third lens group is limited, and the contribution to zooming of the third lens group is reduced, making it difficult to correct the entire aberration. If the total length at the telephoto end becomes too long, it will not only hinder downsizing in the full-length direction, but the radial direction will be enlarged to secure the amount of peripheral light at the telephoto end, and the lens barrel will be tilted. Degradation of image performance due to errors is also likely to occur.
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するのが良い。
0.20<X1/fT<0.40 (6)´
前記第2レンズ群と変倍作用を分担する前記第3レンズ群の移動量に関しては、広角端から望遠端への変倍に際する前記第3レンズ群の総移動量をX3とし、望遠端における全系の焦点距離をftとして、以下の条件式(7)を満足することが望ましい(請求項7に対応する)。
0.10<X3/ft<0.50 (7)
条件式(7)の下限値を下回ると、前記第3レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、前記第2レンズ群の負担が増加するか、前記第3レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。一方、条件式(7)の上限値を超えると、広角端におけるレンズ全長が長くなって、前記第1レンズ群を通過する光線高さが増加し、前記第1レンズ群の大型化を招く恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式(7)´を満足するのが良い。
0.20<X3/ft<0.40 (7)´
More preferably, the following conditional expression should be satisfied.
0.20 <X1 / fT <0.40 (6) ′
Regarding the movement amount of the third lens group that shares the zooming action with the second lens group, the total movement amount of the third lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is X3, and the telephoto end It is desirable to satisfy the following conditional expression (7), where ft is the focal length of the entire system at (corresponding to claim 7).
0.10 <X3 / ft <0.50 (7)
If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, the contribution of the third lens group to zooming will be reduced, increasing the burden on the second lens group, or increasing the refractive power of the third lens group itself. In any case, it causes deterioration of various aberrations. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (7) is exceeded, the total lens length at the wide-angle end becomes long, the height of light passing through the first lens group increases, and the size of the first lens group may increase. There is.
It is more desirable to satisfy the following conditional expression (7) ′.
0.20 <X3 / ft <0.40 (7) ′
加えて、前記第2レンズ群と変倍作用を分担する前記第3レンズ群の移動量に関しては、広角端から望遠端への変倍に際する前記第2レンズ群の総移動量をX2とし、広角端から望遠端への変倍に際する前記第3レンズ群の総移動量をX3とし、前記第2レンズ群の移動量との比として、以下の条件式(8)を満足することが望ましい(請求項8に対応する)。
0.05<|X2|/X3<0.50 (8)
条件式(8)式の下限値を下回ると、前記第2レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、前記第3レンズ群の負担が増加するか、前記第2レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化や、偏心感度の悪化を招く恐れがある。 一方、(8)式の上限値を超えると、前記第3レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、前記第2レンズ群の負担が増加するか、前記第3レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化や偏心感度の悪化を招く恐れがある。もしくは、前記第2レンズ群の移動量が大きくなって広角端時の光学全長が伸び、カメラ全体の小型化や、カメラの起動時間の短縮化を阻害する恐れがある。
In addition, regarding the amount of movement of the third lens group that shares the zooming action with the second lens group, the total amount of movement of the second lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is X2. The total movement amount of the third lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is X3, and the following conditional expression (8) is satisfied as a ratio to the movement amount of the second lens group. Is desirable (corresponding to claim 8).
0.05 <| X2 | / X3 <0.50 (8)
If the lower limit of conditional expression (8) is not reached, the contribution of the second lens group to zooming will be reduced, increasing the burden on the third lens group, or the refractive power of the second lens group itself. In any case, there is a risk of deteriorating various aberrations and decentration sensitivity. On the other hand, when the upper limit value of the expression (8) is exceeded, the contribution of the third lens group to the zooming is reduced, and the burden on the second lens group is increased, or the refractive power of the third lens group itself is increased. In any case, there is a risk of deteriorating various aberrations and decentration sensitivity. Alternatively, the amount of movement of the second lens group becomes large and the optical total length at the wide-angle end increases, which may hinder downsizing the entire camera and shortening the start-up time of the camera.
前記第1レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に像面側の面より大きな曲率の凸面を向けた正レンズの2枚で構成することが望ましい。
高変倍化、特に望遠端の焦点距離を長くするためには、望遠端における前記第2レンズ群・前記第3レンズ群・前記第4レンズ群の合成倍率を大きくしなければならず、それだけ、前記第1レンズ群で発生した収差が像面上で拡大されることになる。このため、高変倍化を進めるためには、前記第1レンズ群で発生する収差量を十分に小さく抑える必要があり、そのためには前記第1レンズ群を上述の構成とすることが望ましい。
前記第3レンズ群は、物体側から像面側に向かって順に、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を持つ正レンズと、像面側に凹面を持つ負レンズの3枚からなることが望ましい。物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズという配置にすることで、前記第3レンズ群の主点を物体側に上げることが可能となり、望遠端時の光学系全長の短縮に寄与できる。また、前記第3レンズ群の最終面を像面側に凹の面とすることで、コマ収差、サジタル像面湾曲の良好な補正に効果がある。
The first lens group may be composed of, in order from the object side, a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a positive lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface on the object side. desirable.
In order to increase the zoom ratio, in particular, to increase the focal length at the telephoto end, it is necessary to increase the combined magnification of the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group at the telephoto end. The aberration generated in the first lens group is magnified on the image plane. For this reason, in order to advance the zooming ratio, it is necessary to sufficiently reduce the amount of aberration generated in the first lens group. For this purpose, the first lens group is preferably configured as described above.
The third lens group includes, in order from the object side to the image surface side, a biconvex positive lens, a positive lens having a convex surface on the object side, and a negative lens having a concave surface on the image side. It is desirable. By arranging the positive lens, the positive lens, and the negative lens in order from the object side, the principal point of the third lens group can be raised to the object side, which can contribute to shortening the total length of the optical system at the telephoto end. . Further, by making the final surface of the third lens group a concave surface on the image side, it is effective for good correction of coma and sagittal field curvature.
本発明の実施の形態に係るズームレンズにおいて、前記第4レンズ群は、主として射出瞳距離(テレセントリック性)の確保、および、その移動によるフォーカシングのために設けている。レンズ系の小型化のためには、前記第4レンズ群は、なるべく簡単な構成である必要があり、正レンズ1枚で構成することが望ましい。また、比較的軽量な樹脂材料を用いることで、フォーカシング動作の高速化や作動音量の抑制に効果がある。
また、本発明のズームレンズは4群の構成に限ったものではない。変倍に際する収差の変動を抑えるなど、性能確保のために自由度を増加させる必要から、前記第4レンズ群の像面側に第5レンズ群を有する構成とすることもできる。
良好な収差補正を保ちながらより小型化を進めるためには非球面が不可欠であり、少なくとも前記第2レンズ群および前記第3レンズ群には、それぞれ1面以上の非球面を有することが望ましい。
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスや光学プラスチックを成型したもの(ガラスモールド非球面、プラスチックモールド非球面)や、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの(ハイブリッド非球面、レプリカ非球面等と称される)等が使用できる。
In the zoom lens according to the embodiment of the present invention, the fourth lens group is provided mainly for securing an exit pupil distance (telecentricity) and focusing by movement thereof. In order to reduce the size of the lens system, the fourth lens group needs to be as simple as possible, and is preferably composed of one positive lens. In addition, the use of a relatively lightweight resin material is effective in speeding up the focusing operation and suppressing the operating volume.
The zoom lens according to the present invention is not limited to the four-group configuration. Since it is necessary to increase the degree of freedom in order to ensure performance, such as suppressing fluctuations in aberrations during zooming, the fifth lens group may be configured on the image plane side of the fourth lens group.
An aspheric surface is indispensable for further miniaturization while maintaining good aberration correction, and it is desirable that at least the second lens group and the third lens group each have one or more aspheric surfaces.
In addition, as an aspherical lens, optical glass or optical plastic molded (glass molded aspherical surface, plastic molded aspherical surface), or a thin resin layer is molded on the surface of the glass lens, and the surface is aspherical. A thing (it is called a hybrid aspherical surface, a replica aspherical surface, etc.) etc. can be used.
前記開口絞りの開放径は、変倍に係わらず一定とするのが機構上簡略となって良い。ただし、望遠端付近から、前記開口絞りの開放径を広角端に比べて大きくすることにより、変倍に伴うFナンバの変化を小さくすることもできる。また、焦点距離域に応じて、複数種類の開放絞りを用意することで、より良好な光学性能を得ることも可能である。像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、開口絞り径を小径化しても良いが、絞り径を大きく変えることなく、NDフィルタ等の挿入により光量を減少させた方が、回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。
以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は4.78mmである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を4.14と小さく設定してある。
第1の実施の形態ないし第3の実施の形態に係る実施例1ないし3は、正、負、正、正の4群構成である。
It may be simplified in terms of mechanism that the aperture diameter of the aperture stop is constant regardless of zooming. However, by changing the aperture diameter of the aperture stop from the vicinity of the telephoto end as compared with the wide-angle end, it is possible to reduce the change in the F number accompanying zooming. In addition, it is possible to obtain better optical performance by preparing a plurality of types of open apertures according to the focal length range. When it is necessary to reduce the amount of light reaching the image plane, the aperture stop diameter may be reduced. However, if the amount of light is reduced by inserting an ND filter or the like without greatly changing the stop diameter, it is caused by the diffraction phenomenon. It is preferable because a decrease in resolution can be prevented.
Specific numerical examples of the zoom lens of the present invention are shown below. In all the examples, the maximum image height is 4.78 mm. However, at the wide-angle end, in order to apply distortion-corrected image processing for enlarging and generating an image corresponding to the generated negative distortion, the maximum image height is set to a small 4.14 in consideration of the amount of distortion. It is.
Examples 1 to 3 according to the first to third embodiments have a four-group configuration of positive, negative, positive, and positive.
各実施例において、第4レンズ群の像面側に配設される平行平板FGは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、CMOS、CCDセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものである。
レンズの材質は、全ての実施例において第4レンズ群の正レンズが光学プラスチックである場合を除き、他は全て光学ガラスとなっている。
以下に本発明のズームレンズの実施の形態および具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は、4.78mmである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を4.14と小さく設定してある。
そして、実施例1〜実施例3のズームレンズにおいては、上述したように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行う。すなわち、実施例1〜実施例3のズームレンズにおいては、図16に、受光素子の撮像範囲(中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における撮像範囲)をTFとし、短焦点端(広角端)における撮像範囲をWFとして、それぞれ示すように、矩形の受光素子受光面TF上に、短焦点端においては、撮像範囲WFのような樽型の歪曲収差が発生する。
In each embodiment, the parallel plate FG disposed on the image plane side of the fourth lens group is a cover glass (seal) of various filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and a light receiving element such as a CMOS or CCD sensor. Glass).
The lens material is optical glass except for the case where the positive lens of the fourth lens group is optical plastic in all the embodiments.
Embodiments and specific numerical examples of the zoom lens according to the present invention will be described below. In all the examples, the maximum image height is 4.78 mm. However, at the wide-angle end, the maximum image height is set to a small 4.14 in consideration of the distortion aberration amount in order to apply distortion correction image processing for generating an image by magnifying the generated negative distortion aberration. It is.
In the zoom lenses of Examples 1 to 3, aberration correction is performed by image processing for distortion as described above. That is, in the zoom lenses of Examples 1 to 3, FIG. 16 shows that the imaging range (imaging range at the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end)) of the light receiving element is TF, and the short focal end (wide angle end). ), The barrel-shaped distortion like the imaging range WF is generated at the short focal point on the light receiving surface TF of the rectangular light receiving element.
尚、図16におけるTFCは、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における撮像範囲をカバーするイメージサークルを表し、WFCは、短焦点端(広角端)付近における撮像範囲をカバーするイメージサークルを表す。
一方、中間焦点距離およびその近傍の状態や長焦点端においては、歪曲収差の発生が抑えられている。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像範囲を、短焦点端では樽型形状(WF)とし、中間焦点距離や長焦点端では矩形状(TF)となるようにしている。そして、短焦点端における有効撮像範囲(WF)を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。そのため、実施例1〜実施例3においては、短焦点端での像高を、中間焦点距離での像高や長焦点端での像高よりも小さくなるようにしている。その結果、各実施例の収差は、十分に補正されており、1000万〜1500万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜3より明らかである。
16 represents an image circle that covers the imaging range at the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end), and WFC represents an image circle that covers the imaging range near the short focal end (wide angle end). Represent.
On the other hand, the occurrence of distortion is suppressed in the intermediate focal length, the vicinity thereof, and the long focal end. In order to electrically correct distortion, the effective imaging range is a barrel shape (WF) at the short focal end and a rectangular shape (TF) at the intermediate focal length or the long focal end. Then, the effective imaging range (WF) at the short focal end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion. Therefore, in
なお、実施例1〜実施例3における記号の意味は、以下の通りである。
f:全系の焦点距離
F:F値(Fナンバ)
ω:半画角
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:d線における屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
A4:4次の非球面係数
A6:6次の非球面係数
A8:8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをHとするとき、面頂点から光軸方向の変位量をA2iとして、非球面は、次式で定義される。
In addition, the meaning of the symbol in Example 1- Example 3 is as follows.
f: Focal length of the entire system F: F value (F number)
omega: half field angle R: curvature radius D: surface interval Nd: refractive index at d-line [nu] d: Abbe number K: aspherical conic constant A 4: 4-order aspherical coefficients A 6: 6-order aspheric coefficients A 8 : 8th-order aspheric coefficient A 10 : 10th-order aspheric coefficient However, for the aspheric surface used here, the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curvature) is C, and the height from the optical axis is H In this case, the amount of displacement in the optical axis direction from the surface vertex is A 2i , and the aspherical surface is defined by the following equation.
図1は、本発明の第1の実施の形態で且つ実施例1に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端(広角端)から所定の中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、(a)は広角端(Wide)における光軸に沿った断面図、(b)は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離(W−M)における光軸に沿った断面図、(c)は中間焦点距離(Mean)における光軸に沿った断面図、(d)は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離(M−T)における光軸に沿った断面図および(e)は望遠端(Tele)における光軸に沿った断面図である。なお、実施例1のレンズ群配置を示す図1において、図示左側が物体(被写体)側である。
図1に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。第1レンズ群G1は、第1レンズL1、第2レンズL2を有してなり、第2レンズ群G2は、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5を有してなり、第3レンズ群G3は、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8を有してなり、そして第4レンズ群G4は、単一の第9レンズL9を有してなる。
FIG. 1 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention and the long focal end (telephoto end) through a predetermined intermediate focal length from the short focal end (wide angle end). FIG. 5A shows a stage of movement of the optical system during zooming, wherein (a) is a sectional view along the optical axis at the wide angle end (Wide), and (b) is an intermediate focal length between the wide angle end and the intermediate focal length ( (C) is a cross-sectional view along the optical axis at the intermediate focal length (Mean), and (d) is an intermediate focal length between the intermediate focal length and the telephoto end (M). (T) is a cross-sectional view along the optical axis and (e) is a cross-sectional view along the optical axis at the telephoto end (Tele). In FIG. 1 showing the lens group arrangement of Example 1, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 1 includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power in order from the object side to the image plane side along the optical axis. A third lens group G3 having a positive refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and an aperture stop AD between the second lens group G2 and the third lens group G3. Is arranged. The first lens group G1 includes a first lens L1 and a second lens L2, and the second lens group G2 includes a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5. The third lens group G3 includes a sixth lens L6, a seventh lens L7, and an eighth lens L8, and the fourth lens group G4 includes a single ninth lens L9.
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図1には、各光学面の面番号も示している。なお、図1における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、そして第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、それぞれの長焦点端(望遠端)における位置が、短焦点端(広角端)における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ(負レンズ)L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズ(正レンズ)L2とを配設している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during zooming or the like. Works independently. FIG. 1 also shows the surface numbers of the optical surfaces. Note that each reference symbol in FIG. 1 is used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference symbol. Therefore, a reference symbol common to the drawings according to the other embodiments. Even if attached, they are not necessarily a common configuration with other embodiments.
When zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 to the fourth lens group G4 are moved, and the first lens group G1 and the second lens group are moved. The distance between the group G2 increases, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, and the first lens group G1 and the third lens group G3 have their long focal ends (telephoto ends). Is moved so that the position at is closer to the object side than the position at the short focal end (wide angle end).
The first lens group G1 includes, in order from the object side to the image surface side, a first lens (negative lens) L1 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a positive meniscus having a convex surface directed toward the object side. A second lens (positive lens) L2 made of a lens is disposed. The two lenses of the first lens L1 and the second lens L2 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向け両凹レンズからなる第3レンズL3と、像面側に物体側の面よりも曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第4レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第5レンズL5とを配している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第6レンズL6と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第7レンズL7と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第8レンズL8と、物体側に第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第9レンズL9を配している。
この実施例1における各光学要素の光学特性は、次表1の通りである。
The second lens group G2 includes, from the object side to the image side, a third lens L3 composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the object side surface toward the image surface side, and an object side surface on the image surface side. A biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the surface, and comprising a fourth lens L4 made of an aspherical lens forming an aspheric surface on both sides thereof, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side A fifth lens L5 is arranged.
The aperture stop AD is interposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
The third lens group G3 is a biconvex lens in which a convex surface having a larger curvature than the image side surface is directed to the object side sequentially from the object side, and a sixth lens L6 composed of an aspheric lens having both surfaces formed with aspheric surfaces. A seventh lens L7 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface on the object side, and an eighth lens L8 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image side The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 on the object side are closely bonded to each other and integrally joined to form a cemented lens composed of two lenses.
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a convex surface with a larger curvature on the object side than the image-side surface, and is composed of a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. Nine lenses L9 are arranged.
The optical characteristics of each optical element in Example 1 are as shown in Table 1 below.
表1において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)およびOHARA(株式会社オハラ)として略記した。
すなわち、表1においては、「*」が付された第6面、第7面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、式(9)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第6面
K=0.0, A4= 1.73151E-04, A6= 1.50341E-05, A8= -6.43287E-07, A10=5.37742E-09
In Table 1, the lens surface with the surface number indicated by “* (asterisk)” attached to the surface number is an aspheric surface, and after the glass name, the manufacturer name of the glass material is HOYA (HOYA Corporation). ) And OHARA (Ohara Inc.).
That is, in Table 1, the optical surfaces of the sixth surface, the seventh surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface marked with “*” are aspheric surfaces, and The spherical parameters are as follows.
6th page
K = 0.0, A4 = 1.73151E-04, A6 = 1.50341E-05, A8 = -6.43287E-07, A10 = 5.37742E-09
第7面
K=0.0, A6= 1.24471E-05, A8= -6.56585E-07
第11面
K= -3.96583, A4= 8.13536E-04, A6= -1.39829E-05, A8= -1.68224E-08, A10= 1.37134E-08
第12面
K= -5.01861, A4= -2.08540E-04, A6= 1.71516E-05, A8= -9.14917E-07, A10= 2.89450E-08
第16面
K= 0.0, A4= -2.17184E-05, A6= 1.96470E-07, A8= 4.52101E-08, A10= -8.69735E-10
この実施例1においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4と平行平板FG等との間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表2のように変化させられる。
7th page
K = 0.0, A6 = 1.24471E-05, A8 = -6.56585E-07
11th page
K = -3.96583, A4 = 8.13536E-04, A6 = -1.39829E-05, A8 = -1.68224E-08, A10 = 1.37134E-08
12th page
K = -5.01861, A4 = -2.08540E-04, A6 = 1.71516E-05, A8 = -9.14917E-07, A10 = 2.89450E-08
16th page
K = 0.0, A4 = -2.17184E-05, A6 = 1.96470E-07, A8 = 4.52101E-08, A10 = -8.69735E-10
In Example 1, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture stop AD. , The variable distance DC between the aperture stop AD and the third lens group G3, the variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and the fourth lens group G4 and the parallel plate FG, etc. The variable interval DE is changed as shown in Table 2 along with zooming.
また、広角端(Tele)における像高Y′は、上記した通りである。図16を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端(および中間焦点距離)における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角(Wide)端では、Y′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例1における条件式(1)〜条件式(8)に対応する値は、次表3のようになり、それぞれ条件式(1)〜条件式(8)を満足している。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 16, as described above, in order to perform aberration correction by image processing of distortion aberration, the imaging range at the telephoto end (and the intermediate focal length) is substantially matched with the imaging range of the light receiving element, so that the rectangular shape is obtained. At the wide-angle (Wide) end, Y ′ generates a distortion aberration such that the image-capturing range at the wide-angle end has a barrel shape. Then, the barrel-shaped effective imaging range at the wide-angle end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
The values corresponding to the conditional expressions (1) to (8) in Example 1 described above are as shown in Table 3 below, and satisfy the conditional expressions (1) to (8), respectively.
また、図2、図3および図4に、それぞれ、実施例1の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差(横収差)の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差(横収差)の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。 2, FIG. 3 and FIG. 4 show respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length and telephoto end of Example 1. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
図5は、本発明の第2の実施の形態で且つ実施例2に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端(広角端)から所定の中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、(a)は広角端(Wide)における光軸に沿った断面図、(b)は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離(W−M)における光軸に沿った断面図、(c)は中間焦点距離(Mean)における光軸に沿った断面図、(d)は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離(M−T)における光軸に沿った断面図および(e)は望遠端(Tele)における光軸に沿った断面図である。なお、実施例2のレンズ群配置を示す図5において、図示左側が物体(被写体)側である。
図5に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。第1レンズ群G1は、第1レンズL1、第2レンズL2を有してなり、第2レンズ群G2は、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5を有してなり、第3レンズ群G3は、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8を有してなり、そして第4レンズ群G4は、単一の第9レンズL9を有してなる。
FIG. 5 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention and Example 2, and the long focal end (telephoto end) through a predetermined intermediate focal length from the short focal end (wide angle end). FIG. 5A shows a stage of movement of the optical system during zooming, wherein (a) is a sectional view along the optical axis at the wide angle end (Wide), and (b) is an intermediate focal length between the wide angle end and the intermediate focal length ( (C) is a cross-sectional view along the optical axis at the intermediate focal length (Mean), and (d) is an intermediate focal length between the intermediate focal length and the telephoto end (M). (T) is a cross-sectional view along the optical axis and (e) is a cross-sectional view along the optical axis at the telephoto end (Tele). In FIG. 5 showing the lens group arrangement of Example 2, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 5 has a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power sequentially from the object side to the image plane side along the optical axis. A third lens group G3 having a positive refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and an aperture stop AD between the second lens group G2 and the third lens group G3. Is arranged. The first lens group G1 includes a first lens L1 and a second lens L2, and the second lens group G2 includes a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5. The third lens group G3 includes a sixth lens L6, a seventh lens L7, and an eighth lens L8, and the fourth lens group G4 includes a single ninth lens L9.
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図5には、各光学面の面番号も示している。なお、図5における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、そして第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、それぞれの長焦点端(望遠端)における位置が、短焦点端(広角端)における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ(負レンズ)L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズ(正レンズ)L2とを配設している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during zooming or the like. Works independently. FIG. 5 also shows the surface numbers of the optical surfaces. In addition, in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code, each reference code in FIG. 5 is used independently for each embodiment. Therefore, the same reference numerals as those in the drawings according to the other embodiments are used. Even if attached, they are not necessarily a common configuration with other embodiments.
When zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 to the fourth lens group G4 are moved, and the first lens group G1 and the second lens group are moved. The distance between the group G2 increases, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, and the first lens group G1 and the third lens group G3 have their long focal ends (telephoto ends). Is moved so that the position at is closer to the object side than the position at the short focal end (wide angle end).
The first lens group G1 includes, in order from the object side to the image surface side, a first lens (negative lens) L1 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a positive meniscus having a convex surface directed toward the object side. A second lens (positive lens) L2 made of a lens is disposed. The two lenses of the first lens L1 and the second lens L2 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第3レンズL3と、像面側に物体側の面よりも曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第4レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第5レンズL5とを配している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第6レンズL6と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第7レンズL7と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第8レンズL8とを配設している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第9レンズL9を配している。
この実施例2における各光学要素の光学特性は、次表4の通りである。
The second lens group G2 includes, in order from the object side to the image side, a third lens L3 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image surface side, and the object side on the image surface side. A biconcave lens having a concave surface with a larger curvature than that of the first lens L4, a fourth lens L4 made of an aspheric lens having an aspheric surface on both sides thereof, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side The fifth lens L5 is arranged.
The aperture stop AD is interposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
The third lens group G3 is a biconvex lens in which a convex surface having a larger curvature than the image side surface is directed to the object side from the object side to the image surface side, and an aspheric lens having aspheric surfaces on both surfaces. A sixth lens L6, a seventh lens L7 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface on the object side, and a biconcave lens having a concave surface having a curvature larger than the object side surface on the image side An eighth lens L8 made of The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a convex surface with a larger curvature on the object side than the image-side surface, and is composed of a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. Nine lenses L9 are arranged.
The optical characteristics of the optical elements in Example 2 are as shown in Table 4 below.
表4において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)およびOHARA(株式会社オハラ)として略記した。
すなわち、表4においては、「*」が付された第6面、第7面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、式(9)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第6面
K=0.0, A4=1.93747E-04, A6= 1.10916E-05, A8= -4.22903E-07, A10=3.51388E-09
第7面
K=0.0, A6= 9.64823E-06, A8= -4.62147E-07
第11面
K= -3.93078, A4= 8.38196E-04, A6= -1.43109E-05, A8= -1.02115E-08, A10=1.60177E-08
In Table 4, the lens surface with the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspheric surface, and after the glass name, the manufacturer name of the glass material is HOYA (HOYA Corporation). ) And OHARA (Ohara Inc.).
That is, in Table 4, the optical surfaces of the sixth surface, the seventh surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface marked with “*” are aspheric surfaces, and The spherical parameters are as follows.
6th page
K = 0.0, A4 = 1.93747E-04, A6 = 1.10916E-05, A8 = -4.22903E-07, A10 = 3.51388E-09
7th page
K = 0.0, A6 = 9.64823E-06, A8 = -4.62147E-07
11th page
K = -3.93078, A4 = 8.38196E-04, A6 = -1.43109E-05, A8 = -1.02115E-08, A10 = 1.60177E-08
第12面
K= -5.32878, A4= -1.91560E-04, A6= 1.82242E-05, A8= -9.73696E-07, A10= 3.29795E-08
第16面
K= 0.0, A4= -2.73951E-05, A6= 1.36005E-06, A8= 2.69391E-08, A10= -6.00656E-10
この実施例2においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4と平行平板FG等との間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表5のように変化させられる。
12th page
K = -5.32878, A4 = -1.91560E-04, A6 = 1.82242E-05, A8 = -9.73696E-07, A10 = 3.29795E-08
16th page
K = 0.0, A4 = -2.73951E-05, A6 = 1.36005E-06, A8 = 2.69391E-08, A10 = -6.00656E-10
In the second embodiment, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture stop AD. , The variable distance DC between the aperture stop AD and the third lens group G3, the variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and the fourth lens group G4 and the parallel plate FG, etc. The variable interval DE is changed as shown in Table 5 along with zooming.
また、広角端(Tele)における像高Y′は、上記した通りである。図16を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端(および中間焦点距離)における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角(Wide)端では、Y′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例2における条件式(1)〜条件式(8)に対応する値は、次表6のようになり、それぞれ条件式(1)〜条件式(8)を満足している。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 16, as described above, in order to perform aberration correction by image processing of distortion aberration, the imaging range at the telephoto end (and the intermediate focal length) is substantially matched with the imaging range of the light receiving element, so that the rectangular shape is obtained. At the wide-angle (Wide) end, Y ′ generates a distortion aberration such that the image-capturing range at the wide-angle end has a barrel shape. Then, the barrel-shaped effective imaging range at the wide-angle end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
The values corresponding to the conditional expressions (1) to (8) in Example 2 described above are as shown in Table 6 below, and satisfy the conditional expressions (1) to (8), respectively.
また、図6、図7および図8に、それぞれ、実施例2の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差(横収差)の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差(横収差)の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。 FIGS. 6, 7, and 8 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length, and telephoto end, respectively, in Example 2. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
図9は、本発明の第3の実施の形態で且つ実施例3に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端(広角端)から所定の中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、(a)は広角端(Wide)における光軸に沿った断面図、(b)は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離(W−M)における光軸に沿った断面図、(c)は中間焦点距離(Mean)における光軸に沿った断面図、(d)は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離(M−T)における光軸に沿った断面図および(e)は望遠端(Tele)における光軸に沿った断面図である。なお、実施例3のレンズ群配置を示す図9において、図示左側が物体(被写体)側である。
図9に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。第1レンズ群G1は、第1レンズL1、第2レンズL2を有してなり、第2レンズ群G2は、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5を有してなり、第3レンズ群G3は、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8を有してなり、そして第4レンズ群G4は、単一の第9レンズL9を有してなる。
FIG. 9 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention and Example 3, and the long focal point (telephoto end) through a predetermined intermediate focal length from the short focal point (wide angle end). FIG. 5A shows a stage of movement of the optical system during zooming, wherein (a) is a sectional view along the optical axis at the wide angle end (Wide), and (b) is an intermediate focal length between the wide angle end and the intermediate focal length ( (C) is a cross-sectional view along the optical axis at the intermediate focal length (Mean), and (d) is an intermediate focal length between the intermediate focal length and the telephoto end (M). (T) is a cross-sectional view along the optical axis and (e) is a cross-sectional view along the optical axis at the telephoto end (Tele). In FIG. 9 showing the lens group arrangement of the third embodiment, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 9 includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens group G2 having a negative refractive power sequentially from the object side to the image plane side along the optical axis. A third lens group G3 having a positive refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and an aperture stop AD between the second lens group G2 and the third lens group G3. Is arranged. The first lens group G1 includes a first lens L1 and a second lens L2, and the second lens group G2 includes a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5. The third lens group G3 includes a sixth lens L6, a seventh lens L7, and an eighth lens L8, and the fourth lens group G4 includes a single ninth lens L9.
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図9には、各光学面の面番号も示している。なお、図9における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、そして第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、それぞれの長焦点端(望遠端)における位置が、短焦点端(広角端)における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ(負レンズ)L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズ(正レンズ)L2とを配設している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during zooming or the like. Works independently. FIG. 9 also shows the surface numbers of the optical surfaces. In addition, in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code, each reference code in FIG. 9 is used independently for each embodiment. Therefore, the same reference numerals as those in the drawings according to other embodiments. Even if attached, they are not necessarily a common configuration with other embodiments.
When zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 to the fourth lens group G4 are moved, and the first lens group G1 and the second lens group are moved. The distance between the group G2 increases, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases, and the first lens group G1 and the third lens group G3 have their long focal ends (telephoto ends). Is moved so that the position at is closer to the object side than the position at the short focal end (wide angle end).
The first lens group G1 includes, in order from the object side to the image surface side, a first lens (negative lens) L1 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a positive meniscus having a convex surface directed toward the object side. A second lens (positive lens) L2 made of a lens is disposed. The two lenses of the first lens L1 and the second lens L2 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
第2レンズ群G2は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第3レンズL3と、像面側に物体側の面よりも曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第4レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第5レンズL5とを配している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第6レンズL6と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第7レンズL7と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第8レンズL8を配設している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第9レンズL9を配している。
この実施例3における各光学要素の光学特性は、次表7の通りである。
The second lens group G2 includes, in order from the object side to the image surface side, a third lens L3 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image surface side, and an object on the image surface side. A biconcave lens having a concave surface with a larger curvature than the side surface, a fourth lens L4 made of an aspherical lens forming an aspheric surface on both sides thereof, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side And a fifth lens L5.
The aperture stop AD is interposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
The third lens group G3 is a biconvex lens in which a convex surface having a larger curvature than the image side surface is directed to the object side sequentially from the object side, and a sixth lens L6 composed of an aspheric lens having both surfaces formed with aspheric surfaces. A seventh lens L7 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the image side surface on the object side, and an eighth lens L8 made of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image side. It is arranged. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a convex surface with a larger curvature on the object side than the image-side surface, and is composed of a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. Nine lenses L9 are arranged.
The optical characteristics of the optical elements in Example 3 are as shown in Table 7 below.
表7において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)およびOHARA(株式会社オハラ)として略記した。
すなわち、表7においては、「*」が付された第6面、第7面、第11面、第12面および第16面の各光学面が非球面であり、式(9)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第6面
K=0.0, A4=8.03455E-05, A6= 1.26234E-05, A8= -4.98977E-07, A10= 3.22726E-09
第7面
K=0.0, A6= 1.26328E-05, A8= -5.55414E-07
第11面
K= -3.92324, A4= 8.19635E-04, A6= -1.29178E-05, A8= -2.11428E-07, A10=1.76794E-08
In Table 7, the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspherical surface. The glass name is followed by the name of the glass manufacturer, HOYA (HOYA Corporation). ) And OHARA (Ohara Inc.).
That is, in Table 7, the optical surfaces of the sixth surface, the seventh surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and the sixteenth surface marked with “*” are aspheric surfaces, and The spherical parameters are as follows.
6th page
K = 0.0, A4 = 8.03455E-05, A6 = 1.26234E-05, A8 = -4.98977E-07, A10 = 3.22726E-09
7th page
K = 0.0, A6 = 1.26328E-05, A8 = -5.55414E-07
11th page
K = -3.92324, A4 = 8.19635E-04, A6 = -1.29178E-05, A8 = -2.11428E-07, A10 = 1.76794E-08
第12面
K= -4.28532, A4= -1.99201E-04, A6=2.04979E-05, A8= -1.22552E-06, A10= 3.47302E-08
第16面
K= 0.0, A4= -3.16993E-05, A6= 8.67083E-07, A8= 1.32703E-08, A10= -4.25625E-10
この実施例3においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DD、そして第4レンズ群G4と平行平板FG等との間の可変間隔DEは、ズーミングに伴って次表8のように変化させられる。
12th page
K = -4.28532, A4 = -1.99201E-04, A6 = 2.04979E-05, A8 = -1.22552E-06, A10 = 3.47302E-08
16th page
K = 0.0, A4 = -3.16993E-05, A6 = 8.67083E-07, A8 = 1.32703E-08, A10 = -4.25625E-10
In Example 3, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the variable distance DB between the second lens group G2 and the aperture stop AD. , The variable distance DC between the aperture stop AD and the third lens group G3, the variable distance DD between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and the fourth lens group G4 and the parallel plate FG, etc. The variable interval DE is changed as shown in Table 8 along with zooming.
また、広角端(Tele)における像高Y′は、上記した通りである。図16を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端(および中間焦点距離)における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角(Wide)端では、Y′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例3における条件式(1)〜条件式(8)に対応する値は、次表9のようになり、それぞれ条件式(1)〜条件式(8)を満足している。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 16, as described above, in order to perform aberration correction by image processing of distortion aberration, the imaging range at the telephoto end (and the intermediate focal length) is substantially matched with the imaging range of the light receiving element, so that the rectangular shape is obtained. At the wide-angle (Wide) end, Y ′ generates a distortion aberration such that the image-capturing range at the wide-angle end has a barrel shape. Then, the barrel-shaped effective imaging range at the wide-angle end is image-converted by image processing and converted into rectangular image information with reduced distortion.
Values corresponding to the conditional expressions (1) to (8) in Example 3 described above are as shown in Table 9 below, and satisfy the conditional expressions (1) to (8), respectively.
また、図10、図11および図12に、それぞれ、実施例3の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差(横収差)の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差(横収差)の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
次に、上述した本発明の第1の実施の形態〜第3の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第4の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラについて図13〜図15を参照して説明する。図13は、物体側、すなわち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図14は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図15は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとって撮像装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
10, FIG. 11, and FIG. 12 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length, and telephoto end, respectively, in Example 3. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
Next, as an imaging apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, which is configured by adopting the zoom lens according to the first to third embodiments of the present invention described above as an imaging optical system. The digital camera will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a perspective view schematically showing the external appearance of the digital camera viewed from the front side that is the object side, that is, the subject side, and FIG. 14 is a schematic external view of the digital camera viewed from the back side that is the photographer side. FIG. 15 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a digital camera. Here, the image pickup apparatus is described taking a digital camera as an example, but the zoom lens according to the present invention may be employed in a silver salt film camera using a silver salt film as a conventional image recording medium.
また、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置における撮像用光学系として、本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
図13および図14に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ101、光学ファインダ102、ストロボ(フラッシュライト)103、シャッタボタン104、カメラボディ105、電源スイッチ106、液晶モニタ107、操作ボタン108、メモリカードスロット109およびズームスイッチ110等を具備している。さらに、図15に示すように、デジタルカメラは、中央演算装置(CPU)111、画像処理装置112、受光素子113、信号処理装置114、半導体メモリ115および通信カード等116を備えている。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮影レンズ101と、CMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子またはCCD(電荷結合素子)撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子113とを有しており、撮影レンズ101によって結像される被写体(物体)光学像を受光素子113によって読み取る。
In addition, an information device such as a so-called PDA (personal data assistant) or a portable information terminal device such as a cellular phone in which a camera function is incorporated is widely used. Although such an information device also has a slightly different appearance, it includes substantially the same functions and configuration as a digital camera, and the zoom lens according to the present invention is adopted as an imaging optical system in such an information device. May be.
As shown in FIGS. 13 and 14, the digital camera includes a photographing
The digital camera includes a photographing
この撮影レンズ101として、上述した第1〜第3の実施の形態において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる(請求項9または請求項10に対応する)。
受光素子113の出力は、中央演算装置111によって制御される信号処理装置114によって処理され、デジタル画像情報に変換される。すなわち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像(被写体画像)をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子113、信号処理装置114およびこれらを制御する中央演算装置(CPU)111等により構成される。
信号処理装置114によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置111によって制御される画像処理装置112において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ115に記録される。この場合、半導体メモリ115は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に(オンボードで)内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ107には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ115に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ115に記録した画像は、通信カードスロット(図示していない)に装填した通信カード等116を介して外部へ送信することも可能である。
As the photographing
The output of the light receiving element 113 is processed by a signal processing device 114 controlled by the central processing unit 111 and converted into digital image information. That is, such a digital camera includes means for converting a captured image (subject image) into digital image information. This means substantially controls the light receiving element 113, the signal processing device 114, and these. Central processing unit (CPU) 111 and the like.
The image information digitized by the signal processing device 114 is recorded in a semiconductor memory 115 such as a nonvolatile memory after being subjected to predetermined image processing in the image processing device 112 which is also controlled by the central processing unit 111. In this case, the semiconductor memory 115 may be a memory card loaded in the
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア(図示していない)により覆われており、ユーザが電源スイッチ106を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。このとき、撮影レンズ101の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点端(広角端)の配置となっており、ズームスイッチ110を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)への変倍動作を行うことができる。なお、光学ファインダ102の光学系も撮影レンズ101の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン104の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズ(請求項1〜請求項8で定義され、あるいは前述した実施例1〜実施例3に示されるズームレンズ)におけるフォーカシングは、ズームレンズを構成する複数群の光学系の一部の群の移動、または受光素子の移動などによって行うことができる。シャッタボタン104をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
When the camera is carried, the objective surface of the
In many cases, focusing is performed by half-pressing the
半導体メモリ115に記録した画像を液晶モニタ107に表示させたり、通信カード等116を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン108を所定のごとく操作する。半導体メモリ115および通信カード等116は、メモリカードスロット109および通信カードスロット等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のようなデジタルカメラ(撮像装置)または携帯情報端末装置には、既に述べた通り、第1〜第3の実施の形態に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ101を撮像用光学系として使用することができる。したがって、1、000万画素〜1,500万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ(撮像装置)または携帯情報端末装置を実現することができる。
また、銀塩カメラのズーム撮影レンズや投影機の投射レンズとしても応用が可能である。
When the image recorded in the semiconductor memory 115 is displayed on the liquid crystal monitor 107 or transmitted to the outside via the
As described above, the above-described digital camera (imaging device) or portable information terminal device captures the
Also, it can be applied as a zoom photographing lens of a silver salt camera and a projection lens of a projector.
G1 第1レンズ群(正)
G2 第2レンズ群(負)
G3 第3レンズ群(正)
G4 第4レンズ群(正)
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9 第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、第7レンズ、第8レンズ、第9レンズ
AD 開口絞り
FG 平行平板
101 撮影レンズ
102 光学ファインダ
103 ストロボ(フラッシュライト)
104 シャッタボタン
105 カメラボディ
106 電源スイッチ
107 液晶モニタ
108 操作ボタン
109 メモリカードスロット
110 ズームスイッチ
111 中央演算装置(CPU)
112 画像処理装置
113 受光素子
114 信号処理装置
115 半導体メモリ
116 通信カード等
G1 first lens group (positive)
G2 Second lens group (negative)
G3 Third lens group (positive)
G4 4th lens group (positive)
L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9 1st lens, 2nd lens, 3rd lens, 4th lens, 5th lens, 6th lens, 7th lens, 8th lens, 1st lens 9 lenses AD aperture stop FG
104 Shutter button 105
112 Image processing device 113 Light receiving element 114 Signal processing device 115
Claims (11)
0≦(L12M−L12W)/L12W<0.15 (1)
1.00<|fFm|/fm<1.55 (2)
ただし、L12Wは、広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離、L12Mは、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸間距離、fFmは、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離、fmは、全長が最短となるズームポジションにおける全系の焦点距離、を表す。なお、全長とは、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの第1面から、像面までの長さを表す。 In order from the object side to the image plane side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, a third lens group having positive refractive power, and positive refraction And a fourth lens group having power, and when changing the magnification from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the second lens group and the second lens group The distance between the first lens group and the third lens group is decreased, the first lens group and the third lens group are moved closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end, and the first lens group is convex toward the image plane side. In the zoom lens that moves along such a locus, the first lens group is composed of a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and the second lens group is an image in order from the object side toward the image plane side. A biconcave first negative lens having a concave surface with a larger curvature on the surface side than the object side surface; An aperture that is composed of a second negative lens having a concave surface facing the surface side and a positive lens having a convex surface facing the object side, and is movable between the second lens group and the third lens group during zooming. A zoom lens having an aperture and satisfying the following conditional expression:
0 ≦ (L12M−L12W) / L12W <0.15 (1)
1.00 <| fFm | / fm <1.55 (2)
Where L12W is the distance between the optical axes of the first lens group and the second lens group at the wide-angle end, and L12M is the optical axis of the first lens group and the second lens group at the zoom position where the total length is the shortest. The distance between the first lens group and the second lens group at the zoom position where the total length is the shortest, and fm represents the focal length of the entire system at the zoom position where the total length is the shortest. The total length represents the length from the first surface of the lens closest to the object side of the first lens group to the image plane.
0.90<LFm/|fFm|<1.65 (3)
ただし、LFmは、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの第1面から前記開口絞りまでの光軸間距離、fFmは、全長が最短となるズームポジションにおける前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離、を表す。 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.90 <LFm / | fFm | <1.65 (3)
However, LFm is the distance between the optical axes from the first surface of the lens closest to the object side to the aperture stop in the zoom position where the total length is the shortest, and fFm is the zoom position where the total length is the shortest. It represents the combined focal length of the first lens group and the second lens group.
0.50<|f2|/f3<1.00 (4)
ただし、f2は前記第2レンズ群の焦点距離、f3は前記第3レンズ群の焦点距離、を表す。 4. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens satisfies the following conditional expression. 5.
0.50 <| f2 | / f3 <1.00 (4)
However, f2 represents the focal length of the second lens group, and f3 represents the focal length of the third lens group.
0.5<(β2t/β2w)/(β3t/β3w)<1.5 (5)
ただし、β2tは望遠端における前記第2レンズ群の結像倍率、β2wは広角端における前記第2レンズ群の結像倍率、β3tは望遠端における前記第3レンズ群の結像倍率、β3wは広角端における前記第3レンズ群の結像倍率、を表す。 5. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied: 5.
0.5 <(β2t / β2w) / (β3t / β3w) <1.5 (5)
Where β2t is the imaging magnification of the second lens group at the telephoto end, β2w is the imaging magnification of the second lens group at the wide-angle end, β3t is the imaging magnification of the third lens group at the telephoto end, and β3w is the wide-angle The imaging magnification of the third lens group at the end is represented.
0.15<X1/ft<0.45 (6)
ただし、X1は広角端から望遠端への変倍に際する前記第1レンズ群の総移動量、ftは望遠端における全系の焦点距離、を表す。 6. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.15 <X1 / ft <0.45 (6)
Here, X1 represents the total amount of movement of the first lens group upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and ft represents the focal length of the entire system at the telephoto end.
0.10<X3/ft<0.50 (7)
ただし、X3は広角端から望遠端への変倍に際する前記第3レンズ群の総移動量、ftは望遠端における全系の焦点距離、を表す。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 6, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.10 <X3 / ft <0.50 (7)
X3 represents the total amount of movement of the third lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and ft represents the focal length of the entire system at the telephoto end.
0.05<|X2|/X3<0.50 (8)
ただし、X2は広角端から望遠端への変倍に際する前記第2レンズ群の総移動量、X3は広角端から望遠端への変倍に際する前記第3レンズ群の総移動量、を表す。 8. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.05 <| X2 | / X3 <0.50 (8)
Where X2 is the total amount of movement of the second lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and X3 is the total amount of movement of the third lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. Represents.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012197952A JP2014052563A (en) | 2012-09-07 | 2012-09-07 | Zoom lens, camera, and mobile information terminal device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012197952A JP2014052563A (en) | 2012-09-07 | 2012-09-07 | Zoom lens, camera, and mobile information terminal device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014052563A true JP2014052563A (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=50611077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012197952A Pending JP2014052563A (en) | 2012-09-07 | 2012-09-07 | Zoom lens, camera, and mobile information terminal device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014052563A (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006098432A (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Olympus Corp | Electronic imaging apparatus |
JP2006133631A (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Olympus Corp | Zoom lens |
JP2008102165A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Olympus Imaging Corp | Zoom lens and imaging apparatus having the same |
JP2009163102A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Olympus Imaging Corp | Zoom lens and imaging apparatus incorporating the same |
JP2009186983A (en) * | 2008-01-08 | 2009-08-20 | Olympus Imaging Corp | Zoom lens and imaging apparatus with the same |
JP2010139705A (en) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Canon Inc | Zoom lens and imaging apparatus with the same |
JP2011164290A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Fujifilm Corp | Zoom lens and imaging apparatus |
-
2012
- 2012-09-07 JP JP2012197952A patent/JP2014052563A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006098432A (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Olympus Corp | Electronic imaging apparatus |
JP2006133631A (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Olympus Corp | Zoom lens |
JP2008102165A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Olympus Imaging Corp | Zoom lens and imaging apparatus having the same |
JP2009186983A (en) * | 2008-01-08 | 2009-08-20 | Olympus Imaging Corp | Zoom lens and imaging apparatus with the same |
JP2009163102A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Olympus Imaging Corp | Zoom lens and imaging apparatus incorporating the same |
JP2010139705A (en) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Canon Inc | Zoom lens and imaging apparatus with the same |
JP2011164290A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Fujifilm Corp | Zoom lens and imaging apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5590444B2 (en) | Zoom lens, imaging device, and information device | |
JP4916198B2 (en) | Zoom lens, imaging device having zoom lens, camera device, and portable information terminal device | |
JP5574225B2 (en) | Zoom lens, imaging device, and information device | |
JP5101262B2 (en) | Zoom lens, imaging device, and portable information terminal device | |
JP5376276B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6238103B2 (en) | Imaging optical system, camera device, and portable information terminal device | |
JP2014102358A (en) | Imaging lens, imaging device, and information device | |
JP2004348082A (en) | Optical path bending optical system | |
JP5761606B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6108215B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP2012128294A (en) | Wide-angle lens, imaging lens unit, camera and information device | |
JP4321850B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5664969B2 (en) | Zoom lens, information device, and portable information terminal device | |
JP5532405B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6160058B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5679303B2 (en) | Zoom lens, information device having photographing function, and portable information terminal device | |
JP5483183B2 (en) | Zoom lens, information device having photographing function, and portable information terminal device | |
JP5626647B2 (en) | Zoom lens and imaging device | |
JP6016081B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP2005266181A (en) | Zoom lens, lens unit, camera, and personal digital assistant | |
JP2012163678A (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5950195B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5928875B2 (en) | Zoom lens, information device, and portable information terminal device | |
JP6032537B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5987651B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150804 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160420 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160422 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160617 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160708 |