JP2014052564A - Zoom lens, camera, and mobile information terminal device - Google Patents
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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。これに加えて、レンズの径方向サイズを縮小することで、カメラの縦横サイズを共に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。この要望に対しては、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。
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 to this, there is a strong demand to reduce both the vertical and horizontal sizes 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.
Also, a large zoom ratio is desired. To meet this demand, it is considered that a zoom lens equivalent to about 28 to 200 mm (about 7.1 times) with a focal length equivalent to a 35 mm silver salt camera can cope with most of general photographing. .
これに加えて、開放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未満程度であることを望むユーザが増加している。
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って順に、正の焦点距離を持つ第１レンズ群と、負の焦点距離を持つ第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レンズ群とからなり、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、物体側から像面側に向って順に、第１負レンズ、第２負レンズ、正レンズの３枚からなるものとしては、特許文献１（特開２０１１−１４５６７４号公報）、特許文献２（特開２０１１−１０７３１１号公報）、特許文献３（特開２０１１−３３８６０号公報）、特許文献４（特開２０１０−２８２２１５号公報）、特許文献５（特開２００８−１４５５０１号公報）、特許文献６（２００５−１８１４９９号公報）等に開示されたものがある。
In addition to this, an open F number is desired to be as small as possible. In particular, there are an increasing number of users who want the F number to be less than about 3 at the wide-angle end where the camera is activated and has a relatively high photographing frequency.
Although there are many types of zoom lenses for digital cameras, as a type suitable for high zooming, a first lens group having a positive focal length in order from the object side to the image plane side, and a negative lens A second lens group having a focal length of 3, a third lens group having a positive focal length, and a fourth lens group having a positive focal length, and the first lens during zooming from the wide-angle end to the telephoto end The distance between the lens group and the second lens group increases, the distance between the second lens group and the third lens group decreases, and the first lens group and the third lens group are closer to the object side at the telephoto end than at the wide angle end. In the zoom lens that moves so as to be positioned, the second lens group is composed of a first negative lens, a second negative lens, and a positive lens in order from the object side to the image plane side. Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-145684), Patent Document 2 (Japanese Patent 2011-107311), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-33860), Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-282215), Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-145501), Patent Document 6 ( No. 2005-181499) and the like.
しかしながら、特許文献３に係る公知例ついては、変倍比は７倍程度を確保しているが、広角端のＦナンバが３．４程度と比較的暗く、特に第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。特許文献４および特許文献６に係る公知例については、広角端のＦナンバは３以下程度を確保しているが、変倍比が７倍程度には達しておらず、また、広角端の画角が３１度程度と比較的狭く、特に第１レンズ群の径方向サイズも十分に小さいとは言いがたい。また、特許文献１および特許文献２に係る公知例については、広角端のＦナンバ、広角端の画角、変倍比についてはともに十分確保しているが、特に第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。
However, in the known example related to
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広角端の半画角が約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にある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object thereof is to provide a zoom ratio of 7 times or more while the half angle of view at the wide angle end is about 38 degrees or more and is sufficiently wide. And a small zoom lens having an F number at the wide-angle end of less than 3 and having a resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels.
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レンズ群とを有し、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って順に、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、以下の条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．８＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．５ （１）
０．４＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．８ （２）
ただし、ｆＦは広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離、Ｌ２ｓは広角端における前記第２レンズ群の最終面から前記開口絞りまでの光軸間距離、Ｌｓ３は広角端における前記開口絞りから前記第３レンズ群の先頭面までの光軸間距離、を表す。
In order to achieve the above object, a zoom lens according to
In order from the object side to the image surface 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 positive refraction. A fourth lens group having power, and when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, an interval between the first lens group and the second lens group is increased, and the second lens group and the third lens group are increased. The distance from the lens group decreases, the first lens group and the third lens group move so that they are positioned 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 in order from the object side to the image plane side in order from the image plane. A biconcave first negative lens with a concave surface having a larger curvature than the object-side surface, and the image surface side It consists of three lenses: a second negative lens with a concave surface and a positive lens with a convex surface on the object side. Between the second lens group and the third lens group, there is an aperture stop that is movable during zooming. And a zoom lens that satisfies the following conditional expressions (1) and (2):
0.8 <| fF | / L2s <1.5 (1)
0.4 <L2s / (L2s + Ls3) <0.8 (2)
Where fF is the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the wide angle end, L2s is the distance between the optical axes from the final surface of the second lens group to the aperture stop at the wide angle end, and Ls3 is the wide angle. This represents the distance between the optical axes from the aperture stop at the end to the top surface of the third lens group.
請求項１に記載の発明によれば、
物体側より像面側に向って順に、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レンズ群とを有し、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とからなり、前記第２レンズ群は、物体側から像面側に向って順に、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レンズ群の合成焦点距離をｆＦとし、広角端における前記第２レンズ群の最終面から前記開口絞りまでの光軸間距離をＬ２ｓとし、広角端における前記開口絞りから前記第３レンズ群の先頭面までの光軸間距離をＬｓ３として、以下の条件式（１）および（２）：
０．８＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．５ （１）
０．４＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．８ （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、かつ、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 surface 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 positive refraction. A fourth lens group having power, and when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, an interval between the first lens group and the second lens group is increased, and the second lens group and the third lens group are increased. The distance from the lens group decreases, the first lens group and the third lens group move so that they are positioned 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 to the image plane side. A biconcave first negative lens having a concave surface with a larger curvature than the object side surface, and an image surface; A second negative lens having a concave surface facing the lens and a positive lens having a convex surface facing the object side, and an aperture stop movable during zooming between the second lens group and the third lens group. Have
The combined focal length of the first lens group and the second lens group at the wide angle end is set to fF, the distance between the optical axes from the final surface of the second lens group to the aperture stop at the wide angle end is set to L2s, and at the wide angle end. Conditional expressions (1) and (2) below, where Ls3 is the distance between the optical axes from the aperture stop to the top surface of the third lens group:
0.8 <| fF | / L2s <1.5 (1)
0.4 <L2s / (L2s + Ls3) <0.8 (2)
By satisfying
An image sensor with 10 to 15 million pixels having a zoom ratio of 7 times or more with a half angle of view of about 38 degrees or more at the wide angle end and a zoom ratio of 7 times or more and an F number at the wide angle end of less than 3. It is possible to provide a small zoom lens having a resolution corresponding to the above.
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レンズ群とからなり、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、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であって、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。
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a zoom lens, a camera, and a portable information terminal 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. The third lens group having a positive refractive power and the fourth lens group having a positive refractive power, and at the time of zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), The distance between one 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 at the telephoto end. The zoom lens moves so as to be located closer to the object side than at the wide-angle end, and moves along a locus such that the first lens unit is convex toward the image plane side. Have.
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.
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。
加えて、第１レンズ群の移動軌跡に、広角端からある程度の焦点距離域まで第２レンズ群と同様に、物体側へ移動する区間を設けることで、比較的画角が広いズームポジションにおいて、第１レンズ群と第２レンズ群の距離を小さく保つことができ、第１レンズ群を通過する光線高さを低くして、第１レンズ群の大径化を抑制している。
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。
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.
In addition, in the zoom position with a relatively wide angle of view, by providing a section that moves to the object side from the wide-angle end to a certain focal length range in the movement locus of the first lens group, as in the second lens group, The distance between the first lens group and the second lens group can be kept small, and the height of the light beam passing through the first lens group is lowered to suppress the increase in diameter of the first lens group.
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.
さらに、本発明の実施の形態に係るズームレンズにおいては、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って順に、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レンズ群の合成焦点距離をｆＦとし、広角端における前記第２レンズ群の最終面から前記開口絞りまでの光軸間距離をＬ２ｓとし、広角端における前記開口絞りから前記第３レンズ群の先頭面までの光軸間距離をＬｓ３として、以下の条件式（１）および（２）：
０．８＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．５ （１）
０．４＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．８ （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、かつ、小型のズームレンズを提供することができる。
Furthermore, in the zoom lens according to the embodiment of 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 directed from the object side toward the image plane side. In order, a biconcave first negative lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface, a second negative lens having a concave surface facing the image surface, and a positive surface having a convex surface facing the object side. It consists of three lenses, and has an aperture stop movable during zooming between the second lens group and the third lens group,
The combined focal length of the first lens group and the second lens group at the wide angle end is set to fF, the distance between the optical axes from the final surface of the second lens group to the aperture stop at the wide angle end is set to L2s, and at the wide angle end. Conditional expressions (1) and (2) below, where Ls3 is the distance between the optical axes from the aperture stop to the top surface of the third lens group:
0.8 <| fF | / L2s <1.5 (1)
0.4 <L2s / (L2s + Ls3) <0.8 (2)
By satisfying
An image sensor with 10 to 15 million pixels having a zoom ratio of 7 times or more with a half angle of view of about 38 degrees or more at the wide angle end and a zoom ratio of 7 times or more and an F number at the wide angle end of less than 3. It is possible to provide a small zoom lens having a resolution corresponding to the above.
このように前記第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、特に望遠端における光学全長を抑制する効果を得られる。また、前記第２レンズ群の第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レンズ群の空気感覚を小さくして、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レンズ群の第１負レンズの像側面を物体側の面より大きな曲率の凹面を向け、正レンズの物体側面に凸面を向けることで、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、第２負レンズの像面側に凹面を向ける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。 In this way, the first lens group is composed only of a cemented lens of a positive lens and a negative lens, so that the thickness of the first lens group is reduced, and the light ray height at the head surface of the first lens group is reduced. The effect of suppressing the increase in the diameter of the first lens group can be obtained by lowering. 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 an effect of suppressing the total optical length at the telephoto end can be obtained with a small number of lenses of three. Further, by making the object side of the first negative lens of the second lens group concave, the air sensation of the first lens group and the second lens group with respect to a light beam having a peripheral image height is reduced, and the first lens The effect of suppressing the light beam height of one lens unit can be obtained. Directing the image side surface of the first negative lens of the second lens group to a concave surface having a larger curvature than the object side surface and directing the convex surface to the object side surface of the positive lens makes it possible to increase spherical aberration, which tends to increase especially with a large aperture. A good correction effect can be obtained, and a good correction effect of coma aberration can be obtained by directing the concave surface to the image plane side of the second negative lens. 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、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２レンズ群と前記開口絞りの光軸間距離の比を表しており、広角端における前記開口絞り位置の適正範囲を規定している。条件式（１）の下限値を下回ると、前記開口絞りよりも物体側のレンズを通る光線高さが高くなってレンズが径方向に大型化するか、周辺像高の光束の下光線を過剰に取り込み過ぎて収差補正の難易度が上がり、上記開口絞りより物体側のレンズ群が大型化したり構成枚数を増やす必要が生じたりする恐れがある。条件式（１）の上限値を超えると、周辺像高の光束の下光線を過剰に排除して周辺光量が不足する恐れがある。条件式（２）は、前記第２レンズ群から前記第３レンズ群までの光軸間距離に対する前記開口絞り位置の適正範囲を規定している。条件式（２）の下限値を下回ると、前記第３レンズ群を通る光線高さが高くなってレンズが径方向に大型化する恐れがある。条件式（２）の上限値を超えると、広い画角を確保するために前記開口絞りより像面側のレンズ系の屈折力を過剰に強くする必要が生じ、前記開口絞りより像面側のレンズ群が大型化したり、構成枚数を増加したりする必要が生じる恐れがある。 Conditional expression (1) represents the ratio of the distance between the optical axes of the second lens group and the aperture stop to the combined focal length of the system on the object side of the aperture stop at the wide angle end, and the aperture at the wide angle end. The appropriate range of aperture position is specified. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the height of the light beam that passes through the lens on the object side of the aperture stop becomes higher, and the lens becomes larger in the radial direction, or the lower light beam of the peripheral image height is excessive. Therefore, the degree of difficulty in correcting aberrations increases, and there is a possibility that the lens group on the object side becomes larger than the aperture stop or the number of components needs to be increased. If the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, there is a risk that the amount of peripheral light will be insufficient by excessively removing the lower rays of the luminous flux having the peripheral image height. Conditional expression (2) defines an appropriate range of the aperture stop position with respect to the distance between the optical axes from the second lens group to the third lens group. If the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, the height of the light beam passing through the third lens group becomes high and the lens may be enlarged in the radial direction. If the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, it is necessary to excessively increase the refractive power of the lens system on the image plane side from the aperture stop in order to ensure a wide angle of view. There is a possibility that the lens group needs to be enlarged or the number of components to be increased.
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（１）´および（２）´を満足するのが良い。
０．９＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．４ （１）´
０．５＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．７ （２）´
さらに高性能にするには、第３レンズ群は、物体側から順に、第１正レンズ、第２正レンズ、負レンズからなり、前記第３レンズ群内の任意の正レンズの分散をνｄｐとし、前記第３レンズ群内の任意の正レンズの部分分散比をＰｇ，Ｆｐとし、前記第３レンズ群内の前記第１正レンズの焦点距離をｆ３１とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、前記部分分散比Ｐｇ，Ｆは、Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）であり、ｎｇ，ｎＦ，ｎＣはそれぞれ、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率として、第１正レンズか第２正レンズが、以下の条件式（３）、条件式（４）および条件式（５）：
６０．０＜νｄｐ＜８５．０ （３）
０．０１０＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＜０．０４０ （４）
０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００ （５）
を満足することが望ましい（請求項２に対応する）。
More preferably, the following conditional expressions (1) ′ and (2) ′ should be satisfied.
0.9 <| fF | / L2s <1.4 (1) ′
0.5 <L2s / (L2s + Ls3) <0.7 (2) ′
For higher performance, the third lens group is composed of a first positive lens, a second positive lens, and a negative lens in order from the object side, and the dispersion of an arbitrary positive lens in the third lens group is νdp. The partial dispersion ratio of an arbitrary positive lens in the third lens group is P g, F p, the focal length of the first positive lens in the third lens group is f31, and the focal point of the third lens group is distance and f3, the partial dispersion ratio P g, F is, P g, F = a (n g -n F) / ( n F -n C), n g, n F, n C , respectively, g As a refractive index with respect to the line, the F line, and the C line, the first positive lens or the second positive lens has the following conditional expressions (3), (4), and (5):
60.0 <νdp <85.0 (3)
0.010 <P g, F p − (− 0.001802 × νdp + 0.6483) <0.040 (4)
0.50 <f31 / f3 <1.00 (5)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 2).
条件式（３）および条件式（４）は、前記第３レンズ群内の正レンズの光学ガラスを適正にするための条件式である。条件式（３）および（４）を見たす光学ガラスを採用すると、色収差の良好な補正に効果がある。条件式（３）式の下限値を下回ると色収差の補正が不十分となり、条件式（４）の下限値を下回ると色収差の二次スペクトルの補正が不十分となる。条件式（３）および条件式（４）の上限を超えるような光学ガラスは存在しないか、存在したとしても特殊かつ高価であり、現実的な採用候補にはなり難い。
なお、さらに望ましくは、条件式（３）および条件式（４）を満たす正レンズを、第３レンズ群内に２つ以上有すると良い。
条件式（５）は、前記第３レンズ群の焦点距離に対する、前記第３レンズ群内先頭の正レンズの焦点距離の適正範囲を規定している。条件式（５）を満たすように適切に設定することで、球面収差と軸上の色収差の良好な補正に効果がある。しかしながら、条件式（５）の下限値を下回ると、２枚目の正レンズにパワーを持たせにくくなって、その像面側に位置する負レンズとペアで行う軸上色収差の補正が不十分となる恐れがあり、条件式（５）の上限値を超えると、前記第３レンズ群内先頭のレンズにパワーを持たせにくくなって球面収差の補正が不十分となる恐れがある。
Conditional expressions (3) and (4) are conditional expressions for making the optical glass of the positive lens in the third lens group appropriate. Employing an optical glass that satisfies the conditional expressions (3) and (4) is effective in correcting chromatic aberration. If the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, correction of chromatic aberration is insufficient, and if the lower limit value of conditional expression (4) is not reached, correction of the secondary spectrum of chromatic aberration is insufficient. There is no optical glass that exceeds the upper limit of conditional expression (3) and conditional expression (4), or even if it exists, it is special and expensive, and it is difficult to become a realistic candidate for adoption.
More preferably, two or more positive lenses satisfying conditional expressions (3) and (4) may be provided in the third lens group.
Conditional expression (5) defines an appropriate range of the focal length of the first positive lens in the third lens group with respect to the focal length of the third lens group. By appropriately setting so as to satisfy the conditional expression (5), there is an effect for good correction of spherical aberration and axial chromatic aberration. However, if the lower limit of conditional expression (5) is not reached, it becomes difficult to give power to the second positive lens, and correction of axial chromatic aberration performed in a pair with the negative lens located on the image plane side is insufficient. If the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, it is difficult to give power to the first lens in the third lens group, and the correction of spherical aberration may be insufficient.
なお、さらに望ましくは、（３）´、（４）´および（５）´以下の条件式を満足するのが良い。
６５．０＜νｄｐ＜８５．０ （３）´
０．０１５＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＜０．０４０ （４）´
０．６０＜ｆ３１／ｆ３＜０．９０ （５）´
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（６）：
０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．００ （６）
を満足することが望ましい（請求項３に対応する）。
条件式（５）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レンズ群との屈折力の比を定めているもので、条件式（６）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（６）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易くなる。
More preferably, the following conditional expressions (3) ′, (4) ′ and (5) ′ should be satisfied.
65.0 <νdp <85.0 (3) ′
0.015 <P g, F p − (− 0.001802 × νdp + 0.6483) <0.040 (4) ′
0.60 <f31 / f3 <0.90 (5) ′
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. 6):
0.50 <| f2 | / f3 <1.00 (6)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 3).
Conditional expression (5) represents the refractive power of the second lens group, which is the main zooming group in this zoom type, and the third lens group, which is the main imaging group and also serves as an auxiliary zooming group. If the ratio falls below the lower limit of conditional expression (6), the refractive power of the second lens group becomes too strong, and if the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, The refractive power of the lens group becomes too strong, and in any case, the aberration fluctuation during zooming tends to increase.
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（６）´を満足するのが良い。
０．６０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．９０ （６）´
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として、以下の条件式（７）：
０．５＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．５ （７）
を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
条件式（７）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（７）の下限値を下回って前記第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。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（６）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。
It is more desirable to satisfy the following conditional expression (6) ′.
0.60 <| f 2 | / f 3 <0.90 (6) ′
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. Assuming that the image magnification is β3t and the image formation magnification of the third lens group at the wide-angle end is β3w, the following conditional expression (7):
0.5 <(β2t / β2w) / (β3t / β3w) <1.5 (7)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 4).
Conditional expression (7) 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 zooming action of the third lens group becomes too large below the lower limit value of conditional expression (7), the third lens group becomes larger or the number of components increases in order to compensate for the required aberration correction capability. Therefore, there is a risk that downsizing of the optical system may be hindered. 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 (6) 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.
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。
０．７＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．２ （７）´
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として、以下の条件式（８）：
０．１５＜Ｘ１／ｆｔ＜０．４５ （８）
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５に対応する）。
条件式（８）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（８）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寸法が大型化したり、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。
It is more desirable to satisfy the following conditional expression (7) ′.
0.7 <(β2t / β2w) / (β3t / β3w) <1.2 (7) ′
Further, in relation to the amount of movement of the first lens group, which is important for widening and focusing, the total amount of movement of the first lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is expressed as X 1. Where ft is the focal length of the entire system at the telephoto end, and the following conditional expression (8):
0.15 <X 1 /ft<0.45 (8)
Satisfying this makes it possible to sufficiently correct aberrations (corresponding to claim 5).
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 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 (8) 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 total length direction, but also the radial dimension will increase to secure the peripheral light quantity at the telephoto end, and the lens barrel will collapse. Degradation of image performance due to manufacturing errors is also likely to occur.
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（８）´を満足するのが良い。
０．２０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．４０ （８）´
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、下記の条件式（９）：
０．１０＜Ｘ３／ｆｔ＜０．５０ （９）
を満足することが望ましい（請求項６に対応する）。
条件式（９）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（９）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。
More preferably, the following conditional expression (8) ′ should be satisfied.
0.20 <X 1 / f T < 0.40 (8) '
Wherein for the second lens group and the zooming share the action moving amount of the third lens group, the total moving amount of the third lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end and X 3, telephoto Conditional expression (9) below, where ft is the focal length of the entire system at the end:
0.10 <X 3 /ft<0.50 (9)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 6).
If the lower limit of conditional expression (9) 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 (9) is exceeded, the total lens length at the wide-angle end becomes long, the height of light rays passing through the first lens group increases, and the size of the first lens group may increase. There is.
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（９）´を満足するのが良い。
０．２０＜Ｘ３／ｆｔ＜０．４０ （９）´
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として、前記第２レンズ群の移動量との比として、以下の条件式（１０）：
０．１０＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．７０ （１０）
を満足することが望ましい（請求項７に対応する）。
条件式（１０）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、（１０）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。
More preferably, the following conditional expression (9) ′ should be satisfied.
0.20 <X 3 /ft<0.40 (9) ′
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 X 2. and then, the total moving amount of the third lens group when changing magnification from the wide-angle end to the telephoto end as X 3, as the ratio of the amount of movement of the second lens group, the following conditional expression (10):
0.10 <| X 2 | / X 3 <0.70 (10)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 7).
If the lower limit value of the conditional expression (10) is not reached, the contribution of the second lens group to zooming is 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, if the upper limit value of the expression (10) 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.
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（１０）´を満足するのが良い。
０．１５＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．６５ （１０）´
また、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、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って順に、両凸形状の正レンズ、物体側に凸面を持つ正レンズ、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。
More preferably, the following conditional expression (10) ′ should be satisfied.
0.15 <| X 2 | / X 3 <0.65 (10) ′
In addition, the first lens group includes, 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 facing the object side. Is 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 is composed of, in order from the object side to the image plane 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. 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に寄与する効果がある。
また、本発明に係るズームレンズは、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 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 has the effect of contributing to the speeding up of the focusing operation.
In addition, 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 downsizing 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、前記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。
第１の実施の形態ないし第５の実施の形態に係る実施例１ないし５は、正、負、正、正の４群構成である。
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。
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 light amount is reduced by inserting an ND filter or the like without greatly changing the stop diameter, a diffraction phenomenon is caused. It is preferable to prevent a decrease in resolution due to.
Specific numerical examples of the zoom lens according to the present invention will be shown below.
Examples 1 to 5 according to the first to fifth embodiments have a four-group configuration of positive, negative, positive, and positive.
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.
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、４．６３ｍｍ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４．０５ｍｍと小さく設定してある。
そして、実施例１〜実施例５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５のズームレンズにおいては、図２４に、受光素子における撮像範囲（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。
尚、図２４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。
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 4.63 mm. However, at the wide-angle end, the maximum image height is set to a small value of 4.05 mm in consideration of the amount of distortion aberration in order to apply distortion correction image processing that generates an image by magnifying the generated negative distortion aberration. It is.
In the zoom lenses of Examples 1 to 5, as described above, aberration correction is performed by image processing for distortion. That is, in the zoom lenses of Examples 1 to 5, in FIG. 24, 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.
Note that TFC in FIG. 24 represents an image circle covering the imaging range at the intermediate focal length and the long focal end (telephoto end), and WFC represents an image circle covering the imaging range near the short focal end (wide angle end). Represent.
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５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１〜５より明らかである。
なお、実施例１〜実施例５における記号の意味は、以下の通りである。
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 Examples 1 to 5, the image height at the short focal end is made smaller than the image height at the intermediate focal length and the image height at the long focal end. As a result, the aberrations of the respective examples are sufficiently corrected, and it is possible to deal with light receiving elements with 10 to 15 million pixels. It is clear from Examples 1 to 5 that by configuring the zoom lens as in the present invention, a very good image performance can be secured while achieving a sufficiently small size.
In addition, the meaning of the symbol in Example 1- Example 5 is as follows.
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：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（１１）で定義される。
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 [nu] d: Abbe number K: aspherical conic constant A 4: 4-order aspherical coefficients A 6: 6-order aspherical coefficients A 8: 8 The following aspheric coefficient A 10 : 10th-order aspheric coefficient where the aspherical surface used here is C when the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curvature) is H and the height from the optical axis is H, The aspherical surface is defined by the following equation (11), where A 2i is the amount of displacement in the optical axis direction from the surface vertex.
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（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）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 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side from the object side toward the image surface side (a lens having a concave surface having a larger curvature than the object-side surface toward the image surface side). A first lens (negative lens) L1 and a second lens (positive lens) L2 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged. 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大きな曲率の凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第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負メニスカスレンズであって、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２負レンズとしての第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って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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絶対値が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。
The second lens group G2 includes a third lens L3 as a first negative lens that is a biconcave lens having a concave surface having a curvature larger than that of the object side surface in order from the object side to the image surface side. A negative meniscus lens having a concave surface having a larger curvature than the object-side surface on the image surface side, and a fourth lens serving as a second negative lens comprising an aspheric lens forming an aspheric surface on both surfaces thereof L4 and a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side are disposed.
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 absolute value of curvature than the surface on the image side is sequentially directed from the object side to the image surface side, and aspheric surfaces are formed on both surfaces. A sixth lens L6 made of an aspheric lens, a seventh lens L7 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature value than the image side surface toward the object side, and a curvature from the object side surface toward the image side. And an eighth lens L8 made of a biconcave lens having a concave surface with a large absolute value. 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 directed toward the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. .
この場合、図１に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３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。
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。
In this case, as shown in FIG. 1, the first lens group G <b> 1 has a locus that becomes convex toward the image plane side with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). , The third lens group G3 moves from the image plane side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side, and the first lens group G1 and the third lens group G3 Moves so that it is located closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end.
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（１１）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= -8.61070E-04, A6= 4.41705E-05, A8= -7.32935E-07
第７面
K=0.0, A4= -1.00410E-03, A6= 4.83804E-05, A8= -9.86560E-07
第１１面
K= -3.36181, A4= 7.78865E-04, A6= -1.40390E-05, A8= 4.54263E-07, A10= -8.27618E-10
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 = -8.61070E-04, A6 = 4.41705E-05, A8 = -7.32935E-07
7th page
K = 0.0, A4 = -1.00410E-03, A6 = 4.83804E-05, A8 = -9.86560E-07
11th page
K = -3.36181, A4 = 7.78865E-04, A6 = -1.40390E-05, A8 = 4.54263E-07, A10 = -8.27618E-10
第１２面
K= -5.84613, A4= -2.59365E-04, A6= 1.41551E-05, A8= -2.52615E-07, A10= 9.70887E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -6.29603E-05, A6= 4.88588E-06, A8= -1.59461E-07, A10= 1.98027E-09
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。
12th page
K = -5.84613, A4 = -2.59365E-04, A6 = 1.41551E-05, A8 = -2.52615E-07, A10 = 9.70887E-09
16th page
K = 0.0, A4 = -6.29603E-05, A6 = 4.88588E-06, A8 = -1.59461E-07, A10 = 1.98027E-09
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２４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（１０）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（１０）を満足している。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 24, 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, and 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 (10) in the first embodiment are as shown in the following Table 3, and satisfy the conditional expressions (1) to (10), 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（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）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 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side from the object side toward the image surface side (a lens having a concave surface having a larger curvature than the object-side surface toward the image surface side). A first lens (negative lens) L1 and a second lens (positive lens) L2 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged. 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大きな曲率の凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第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負メニスカスレンズであって、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２負レンズとしての第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って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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絶対値が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。
The second lens group G2 includes a third lens L3 as a first negative lens that is a biconcave lens having a concave surface having a curvature larger than that of the object side surface in order from the object side to the image surface side. A negative meniscus lens having a concave surface having a larger curvature than the object-side surface on the image surface side, and a fourth lens serving as a second negative lens comprising an aspheric lens forming an aspheric surface on both surfaces thereof L4 and a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side are disposed.
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 absolute value of curvature than the surface on the image side is sequentially directed from the object side to the image surface side, and aspheric surfaces are formed on both surfaces. A sixth lens L6 made of an aspheric lens, a seventh lens L7 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature value than the image side surface toward the object side, and a curvature from the object side surface toward the image side. And an eighth lens L8 made of a biconcave lens having a concave surface with a large absolute value. 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 directed toward the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. .
この場合、図５に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３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。
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。
In this case, as shown in FIG. 5, the first lens group G <b> 1 has a locus that becomes convex toward the image plane side with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). , The third lens group G3 moves from the image plane side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side, and the first lens group G1 and the third lens group G3 Moves so that it is located closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end.
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（１１）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=-6.42831E-04, A6=3.26191E-05, A8= -6.11567E-07
第７面
K= 0.0, A4=-8.07982E-04, A6= 3.50021E-05, A8= -8.19390E-07
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 = -6.42831E-04, A6 = 3.26191E-05, A8 = -6.11567E-07
7th page
K = 0.0, A4 = -8.07982E-04, A6 = 3.50021E-05, A8 = -8.19390E-07
第１１面
K= -3.54270, A4= 7.74618E-04, A6= -1.64083E-05, A8= 3.03311E-07, A10= -5.20657E-09
第１２面
K= -5.87843, A4= -3.05193E-04, A6= 1.33777E-05, A8= -4.46274E-07, A10= 4.97278E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -5.73827E-05, A6= 1.83280E-06, A8= -1.77443E-08, A10= -8.53884E-11
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。
11th page
K = -3.54270, A4 = 7.74618E-04, A6 = -1.64083E-05, A8 = 3.03311E-07, A10 = -5.20657E-09
12th page
K = -5.87843, A4 = -3.05193E-04, A6 = 1.33777E-05, A8 = -4.46274E-07, A10 = 4.97278E-09
16th page
K = 0.0, A4 = -5.73827E-05, A6 = 1.83280E-06, A8 = -1.77443E-08, A10 = -8.53884E-11
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２４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（１０）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（１０）を満足している。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 24, 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, and 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 (10) in Example 2 described above are as shown in Table 6 below, and satisfy the conditional expressions (1) to (10), 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（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）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 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side from the object side toward the image surface side (a lens having a concave surface having a larger curvature than the object-side surface toward the image surface side). A first lens (negative lens) L1 and a second lens (positive lens) L2 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged. 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絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第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負メニスカスレンズであって、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２負レンズとしての第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って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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絶対値が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。
The second lens group G2 is a third negative lens as a first negative lens composed of a biconcave lens having a concave surface with a larger absolute value of curvature than the object side surface in order from the object side to the image surface side. A negative meniscus lens having a lens L3 and a concave surface having a larger curvature than the object-side surface on the image surface side, and a second negative lens composed of an aspheric lens forming an aspheric surface on both surfaces thereof A fourth lens L4 and a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are 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 absolute value of curvature than the surface on the image side is sequentially directed from the object side to the image surface side, and aspheric surfaces are formed on both surfaces. A sixth lens L6 made of an aspheric lens, a seventh lens L7 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature value than the image side surface toward the object side, and a curvature from the object side surface toward the image side. And an eighth lens L8 made of a biconcave lens having a concave surface with a large absolute value. 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 directed toward the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. .
この場合、図９に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３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。
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。
In this case, as shown in FIG. 9, the first lens group G1 has a locus that becomes convex toward the image plane side with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). , The third lens group G3 moves from the image plane side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side, and the first lens group G1 and the third lens group G3 Moves so that it is located closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end.
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（１１）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= -8.78905E-04, A6=3.49723E-05, A8= -6.05363E-07
第７面
K=0.0, A4=-1.08049E-03, A6=3.80381E-05, A8= -8.16895E-07
第１１面
K= -3.57201, A4= 7.69576E-04, A6= -1.58655E-05, A8= 3.34611E-07, A10=-1.97951E-09
第１２面
K= -6.12881, A4= -2.85372E-04, A6= 1.34647E-05, A8= -4.18623E-07, A10=8.86493E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -1.17197E-05, A6= 1.51294E-06, A8= -1.98597E-08, A10= 1.28237E-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。
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 = -8.78905E-04, A6 = 3.49723E-05, A8 = -6.05363E-07
7th page
K = 0.0, A4 = -1.08049E-03, A6 = 3.80381E-05, A8 = -8.16895E-07
11th page
K = -3.57201, A4 = 7.69576E-04, A6 = -1.58655E-05, A8 = 3.34611E-07, A10 = -1.97951E-09
12th page
K = -6.12881, A4 = -2.85372E-04, A6 = 1.34647E-05, A8 = -4.18623E-07, A10 = 8.86493E-09
16th page
K = 0.0, A4 = -1.17197E-05, A6 = 1.51294E-06, A8 = -1.98597E-08, A10 = 1.28237E-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２４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（１０）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（１０）を満足している。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 24, 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, and 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 Conditional Expression (1) to Conditional Expression (10) in Example 3 described above are as shown in Table 9 below, and satisfy Conditional Expression (1) to Conditional Expression (10), 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。 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.
図１３は、本発明の第４の実施の形態で且つ実施例４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４のレンズ群配置を示す図１３において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１３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. 13 shows the configuration of the zoom lens optical system according to the fourth 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. 13 showing the lens group arrangement of Example 4, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 13 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１３には、各光学面の面番号も示している。なお、図１３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（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）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. 13 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. 13 is used independently for each embodiment. Therefore, the same reference numerals as those in the drawings according to 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 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side from the object side toward the image surface side (a lens having a concave surface having a larger curvature than the object-side surface toward the image surface side). A first lens (negative lens) L1 and a second lens (positive lens) L2 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged. 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絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであって、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２負レンズとしての第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って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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絶対値が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。
The second lens group G2 is a third negative lens as a first negative lens composed of a biconcave lens having a concave surface with a larger absolute value of curvature than the object side surface in order from the object side to the image surface side. A lens L3, a negative meniscus lens having a concave surface directed toward the object side, a fourth lens L4 as a second negative lens formed of an aspherical lens forming an aspheric surface on both sides thereof, and a convex surface toward the object side And a fifth lens L5 made of a positive meniscus lens facing the lens.
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 absolute value of curvature than the surface on the image side is sequentially directed from the object side to the image surface side, and aspheric surfaces are formed on both surfaces. A sixth lens L6 made of an aspheric lens, a seventh lens L7 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature value than the image side surface toward the object side, and a curvature from the object side surface toward the image side. And an eighth lens L8 made of a biconcave lens having a concave surface with a large absolute value. 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.
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に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。
この場合、図１３に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３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。
この実施例４における各光学要素の光学特性は、次表１０の通りである。
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. .
In this case, as shown in FIG. 13, the first lens group G <b> 1 has a locus that becomes convex toward the image plane side with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). , The third lens group G3 moves from the image plane side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side, and the first lens group G1 and the third lens group G3 Moves so that it is located closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end.
The optical characteristics of the optical elements in Example 4 are as shown in Table 10 below.
表１０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１０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（１１）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= -7.34542E-04, A6= 2.91580E-05, A8= -4.83429E-07
第７面
K= 0.0, A4= -9.00725E-04, A6= 3.14893E-05, A8= -6.49242E-07
第１１面
K= -3.56840, A4= 7.85624E-04, A6= -1.46583E-05, A8= 2.73613E-07, A10= -5.91641E-09
第１２面
K= -6.13814, A4= -2.79073E-04, A6= 1.42188E-05, A8= -4.66499E-07, A10= 4.17520E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -4.26151E-05, A6= 2.94660E-06, A8= -8.08751E-08, A10= 9.89052E-10
この実施例４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１１のように変化させられる。
In Table 10, the surface number indicated by “* (asterisk)” in the surface number is an aspherical surface, and the glass manufacturer is followed by the name of the glass manufacturer, HOYA (HOYA Corporation). ) And OHARA (Ohara Inc.).
That is, in Table 10, 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 = -7.34542E-04, A6 = 2.91580E-05, A8 = -4.83429E-07
7th page
K = 0.0, A4 = -9.00725E-04, A6 = 3.14893E-05, A8 = -6.49242E-07
11th page
K = -3.56840, A4 = 7.85624E-04, A6 = -1.46583E-05, A8 = 2.73613E-07, A10 = -5.91641E-09
12th page
K = -6.13814, A4 = -2.79073E-04, A6 = 1.42188E-05, A8 = -4.66499E-07, A10 = 4.17520E-09
16th page
K = 0.0, A4 = -4.26151E-05, A6 = 2.94660E-06, A8 = -8.08751E-08, A10 = 9.89052E-10
In the fourth 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 11 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２４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４における条件式（１）〜条件式（１０）に対応する値は、次表１２のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（１０）を満足している。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 24, 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, and 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 Conditional Expression (1) to Conditional Expression (10) in Example 4 described above are as shown in the following Table 12, which respectively satisfy Conditional Expression (1) to Conditional Expression (10).
また、図１４、図１５および図１６に、それぞれ、実施例４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. 14, 15, and 16 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, the intermediate focal length, and the telephoto end, respectively, in Example 4. 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１７は、本発明の第５の実施の形態で且つ実施例５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５のレンズ群配置を示す図１７において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１７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. 17 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to
The zoom lens shown in FIG. 17 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１７には、各光学面の面番号も示している。なお、図１７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（像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けたレンズ）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. 17 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. 17 is used independently for each example. Therefore, the same reference numerals as those in the drawings of other examples 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 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side from the object side toward the image surface side (a lens having a concave surface having a larger curvature than the object-side surface toward the image surface side). A first lens (negative lens) L1 and a second lens (positive lens) L2 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged. 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絶対値が大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズであって、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２負レンズとしての第４レンズＬ４と、物体側に像面側より曲率の絶対値が大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第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って、順次、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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、物体側に像面側の面より曲率の絶対値が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絶対値が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。
The second lens group G2 is a third negative lens as a first negative lens composed of a biconcave lens having a concave surface with a larger absolute value of curvature than the object side surface in order from the object side to the image surface side. A lens L3, a negative meniscus lens having a concave surface facing the image surface side, a fourth lens L4 as a second negative lens formed of an aspheric lens forming an aspheric surface on both surfaces thereof, and an object side A fifth lens L5 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger absolute value of curvature than the image surface side is disposed.
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 absolute value of curvature than the surface on the image side is sequentially directed from the object side to the image surface side, and aspheric surfaces are formed on both surfaces. A sixth lens L6 made of an aspheric lens, a seventh lens L7 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature value than the image side surface toward the object side, and a curvature from the object side surface toward the image side. And an eighth lens L8 made of a biconcave lens having a concave surface with a large absolute value. 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.
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に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。
この場合、図１７に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３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。
この実施例５における各光学要素の光学特性は、次表１３の通りである。
The fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a ninth lens L9 including only a single positive lens including an aspheric lens having an aspheric surface on the object side. .
In this case, as shown in FIG. 17, the first lens group G1 has a locus that becomes convex toward the image plane side with zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end). , The third lens group G3 moves from the image plane side to the object side, and the fourth lens group G4 moves along a locus convex toward the object side, and the first lens group G1 and the third lens group G3 Moves so that it is located closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end.
The optical characteristics of the optical elements in Example 5 are as shown in Table 13 below.
表１３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１３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（１１）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= -9.56089E-04, A6= 3.20063E-05, A8= -4.68187E-07
第７面
K= 0.0, A4= -1.19051E-03, A6= 3.66529E-05, A8= -7.14657E-07
第１１面
K= -3.40951, A4=7.61835E-04, A6= -1.64186E-05, A8= 4.72593E-07, A10= -1.46676E-08
第１２面
K= -6.31402, A4= -3.15743E-04, A6= 1.26212E-05, A8=-1.97273E-07, A10=-7.82922E-09
第１６面
K= 0.0, A4= -3.62476E-05, A6= 2.71987E-06, A8= -7.50662E-08, A10= 7.76155E-10
この実施例５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１４のように変化させられる。
In Table 13, 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 13, 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 = -9.56089E-04, A6 = 3.20063E-05, A8 = -4.68187E-07
7th page
K = 0.0, A4 = -1.19051E-03, A6 = 3.66529E-05, A8 = -7.14657E-07
11th page
K = -3.40951, A4 = 7.61835E-04, A6 = -1.64186E-05, A8 = 4.72593E-07, A10 = -1.46676E-08
12th page
K = -6.31402, A4 = -3.15743E-04, A6 = 1.26212E-05, A8 = -1.97273E-07, A10 = -7.82922E-09
16th page
K = 0.0, A4 = -3.62476E-05, A6 = 2.71987E-06, A8 = -7.50662E-08, A10 = 7.76155E-10
In Example 5, 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 14 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２４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５における条件式（１）〜条件式（１０）に対応する値は、次表１５のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（１０）を満足している。
The image height Y ′ at the wide angle end (Tele) is as described above. Referring to FIG. 24, 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, and 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 Conditional Expression (1) to Conditional Expression (10) in Example 5 described above are as shown in Table 15 below, and satisfy Conditional Expression (1) to Conditional Expression (10), respectively.
また、図１８、図１９および図２０に、それぞれ、実施例５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５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６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２１〜図２３を参照して説明する。図２１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２２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２３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。
18, 19 and 20 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 5. 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 sixth embodiment of the present invention, which is configured by adopting the zoom lens according to the first to fifth embodiments of the present invention described above as an imaging optical system. The digital camera will be described with reference to FIGS. FIG. 21 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. 22 is a schematic external view of the digital camera viewed from the back side that is the photographer side. FIG. 23 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２１および図２２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２３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。
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. 21 and 22, the digital camera includes a photographing
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。この撮影レンズ１０１として、上述した第１〜第５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）。
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。
The digital camera includes a 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５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５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、広角端における半画角が３８度以上と十分に広角でありながら、７倍以上の変位比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、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 photographing
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 (10)
０．８＜｜ｆＦ｜／Ｌ２ｓ＜１．５ （１）
０．４＜Ｌ２ｓ／（Ｌ２ｓ＋Ｌｓ３）＜０．８ （２）
ただし、ｆＦは広角端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離、Ｌ２ｓは広角端における前記第２レンズ群の最終面から前記開口絞りまでの光軸間距離、Ｌｓ３は広角端における前記開口絞りから前記第３レンズ群の先頭面までの光軸間距離、を表す。 In order from the object side to the image surface 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 positive refraction. A fourth lens group having power, and when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, an interval between the first lens group and the second lens group is increased, and the second lens group and the third lens group are increased. The distance from the lens group decreases, the first lens group and the third lens group move so that they are positioned 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 in order from the object side to the image plane side in order from the image plane. A biconcave first negative lens with a concave surface having a larger curvature than the object-side surface, and the image surface side It consists of three lenses: a second negative lens with a concave surface and a positive lens with a convex surface on the object side. Between the second lens group and the third lens group, there is an aperture stop that is movable during zooming. And a zoom lens that satisfies the following conditional expressions (1) and (2):
0.8 <| fF | / L2s <1.5 (1)
0.4 <L2s / (L2s + Ls3) <0.8 (2)
Where fF is the combined focal length of the first lens group and the second lens group at the wide angle end, L2s is the distance between the optical axes from the final surface of the second lens group to the aperture stop at the wide angle end, and Ls3 is the wide angle. This represents the distance between the optical axes from the aperture stop at the end to the top surface of the third lens group.
６０．０＜νｄｐ＜８５．０ （３）
０．０１０＜Ｐｇ，Ｆｐ−（−０．００１８０２×νｄｐ＋０．６４８３）＜０．０４０ （４）
０．５０＜ｆ３１／ｆ３＜１．００ （５） ただし、νｄｐは前記第３レンズ群内の任意の正レンズの分散、Ｐｇ，Ｆｐは前記第３レンズ群内の任意の正レンズの部分分散比、ｆ３１は前記第３レンズ群内の前記第１正レンズの焦点距離、ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離、を表す。ここで、前記部分分散比Ｐｇ，Ｆは、Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）であり、ｎｇ，ｎＦ，ｎＣはそれぞれ、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率である。 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the third lens group includes a first positive lens, a second positive lens, and a negative lens in order from the object side to the image plane side. The zoom lens characterized in that one positive lens or the second positive lens satisfies the following conditional expressions (3) and (4), and further satisfies the conditional expression (5).
60.0 <νdp <85.0 (3)
0.010 <P g, F p − (− 0.001802 × νdp + 0.6483) <0.040 (4)
0.50 <f31 / f3 <1.00 (5) where νdp is the dispersion of an arbitrary positive lens in the third lens group, and P g and F p are the arbitrary positive lenses in the third lens group. Partial dispersion ratio, f31 represents the focal length of the first positive lens in the third lens group, and f3 represents the focal length of the third lens group. Here, the partial dispersion ratio P g, F is, P g, F = (n g -n F) a / (n F -n C), n g, n F, n C , respectively, g line, It is the refractive index for F-line and C-line.
０．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．００ （６）
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、をそれぞれ表す。 The zoom lens according to claim 1 or 2, wherein the following conditional expression (6) is satisfied.
0.50 <| f2 | / f3 <1.00 (6)
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 （７）
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は広角端における第３レンズ群の結像倍率、を表す。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the following conditional expression (7) is satisfied.
0.5 <(β2t / β2w) / (β3t / β3w) <1.5 (7)
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 3rd lens group in an end is represented.
０．１５＜Ｘ１／ｆｔ＜０．４５ （８）
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。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the zoom lens satisfies the following conditional expression (8).
0.15 <X 1 /ft<0.45 (8)
However, X 1 is the total amount of movement of the first lens group when changing magnification to the telephoto end from the wide angle end, ft denotes the focal length of the entire system at the telephoto end.
０．１０＜Ｘ３／ｆｔ＜０．５０ （９）
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。 6. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (9) is satisfied.
0.10 <X 3 /ft<0.50 (9)
However, X 3 is the total amount of movement of the third lens group when changing magnification to the telephoto end from the wide angle end, ft denotes the focal length of the entire system at the telephoto end.
０．１０＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．７０ （１０）
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。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 6, wherein the zoom lens satisfies the following conditional expression (10).
0.10 <| X 2 | / X 3 <0.70 (10)
Where X 2 is the total amount of movement of the second lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and X 3 is the total movement of the third lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. Represents the quantity.
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