JP4671660B2 - Zoom lens with 4 elements in 3 groups - Google Patents
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Description
本発明は、CCDやCMOS等の受光素子を用いた監視用カメラ、車載用カメラ、デジタルカメラ、特に携帯電話機搭載カメラに適したメガオーダの高画質に対応した小型軽量な3群4枚構成のズームレンズに関するものである。 The present invention is a compact and lightweight zoom lens with three groups and four elements corresponding to a mega-order high image quality suitable for a surveillance camera using a light receiving element such as a CCD or CMOS, a vehicle-mounted camera, a digital camera, particularly a camera equipped with a mobile phone. It relates to lenses.
デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、あるいは監視用カメラなどに適したズームレンズとして下記の文献に開示されたものが知られている。特許文献1に開示のズームレンズでは、ズーム比が2倍程度で、その全長が極めて長く、使用レンズ枚数も6枚にて構成されている。また、第2レンズ群は接合レンズとされており、材料費および工数アップの要因となっている。さらに、軽量コンパクトという観点からも改善の余地がある。
As zoom lenses suitable for digital still cameras, video cameras, surveillance cameras, and the like, those disclosed in the following documents are known. In the zoom lens disclosed in
特許文献2に開示のズームレンズは、ズーム比が2.5倍程度で構成枚数の少ない簡易な構成でありながら、広角端におけるレンズ全長が、広角端での焦点距離の3〜4倍程度の小型ズームレンズである。しかし、レンズの全長が十分には短くないという点において改良の余地がある。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、ズーム比を3倍程度とし、メガオーダの高画質に対応可能な4枚構成のズームレンズであって、第2レンズ群を構成する凸レンズと凹レンズによって形成される空気間隔に、アイリス、またはシャッタを配置可能な小型軽量なズームレンズを提供することにある。 In view of these points, an object of the present invention is a four-lens zoom lens that can handle a high image quality of mega order with a zoom ratio of about 3 times, and includes a convex lens and a concave lens that constitute a second lens group. It is an object of the present invention to provide a small and lightweight zoom lens in which an iris or a shutter can be disposed in the air interval formed by the above.
上記の課題を解決するため、本発明のズームレンズは、全光学系が4枚の単レンズからなる3群4枚構成のズームレンズであって、第1レンズ群と第2レンズ群の焦点距離の比率配分によってワイド端のときの光学全長とテレ端のときの光学全長をほぼ同じになるようにしてある。また、ワイド端からテレ端への変倍に際し、第1レンズ群は、物体側に対して凹面状の軌跡をなすように移動し、変倍に伴う像面位置の変動を補正する作用を有し、必要に応じて距離調節機能を持たせている。第2レンズ群は、固定された第3レンズ群に対し空気間隔を増大させることにより、ワイドからテレに倍率を変更可能となっている。さらに、第1レンズ群、第2レンズ群および第3レンズ群のそれぞれのレンズ群のレンズ面のうち、少なくとも一つのレンズ面を非球面とすることにより、光学性能を有利にしている。 In order to solve the above-described problem, the zoom lens of the present invention is a zoom lens having a three-group four-lens configuration in which the entire optical system is composed of four single lenses, and the focal length of the first lens group and the second lens group. Thus, the optical total length at the wide end and the optical total length at the tele end are made substantially the same. Further, when zooming from the wide end to the telephoto end, the first lens unit moves so as to form a concave locus with respect to the object side, and has an action of correcting fluctuations in the image plane position due to zooming. In addition, a distance adjustment function is provided as necessary. In the second lens group, the magnification can be changed from wide to telephoto by increasing the air gap with respect to the fixed third lens group. Furthermore, the optical performance is made advantageous by making at least one lens surface out of the lens surfaces of the first lens group, the second lens group, and the third lens group an aspherical surface.
すなわち、本発明は、物体側より、負のパワーを有する第1レンズ群と、正のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群とがこの順序に配列されており、
ワイド端からテレ端への変倍に際し、前記第3レンズ群が固定され、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増大するように移動するズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は凸面を物体側に向けた1枚のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズ群は、1枚の凸レンズからなる前側レンズと、凸面を物体側に向けた1枚の負のメニスカスレンズからなる後側レンズとが一定の間隔を保持した状態で配列された2枚の構成であり、
前記第3レンズ群は1枚の凸レンズであり、
前記第1レンズ群の第1面を非球面とし、この非球面の接平面からのズレ量(サグ量)が光軸から外径に向かって、一旦(+)方向に向かった後(−)方向となるように設定されており、
前記第2レンズ群および前記第3レンズ群の各々は、少なくとも1面が非球面であり、
前記第2レンズ群の前側レンズと後側レンズの空気間隔には、絞りが配置されており、
以下の条件式を満たしていることを特徴とする。
0.5<f2/FII<1.5 (1)
1.5<|FI/FII|<2.5 (2)
0.15<d4/ΣdII<0.65 (3)
0.1<IH/ΣdW<0.30 (4)
νd1>50 (5)
但し、
νd1:前記第1レンズ群のアッベ数
FI:前記第1レンズ群の焦点距離
FII:前記第2レンズ群の焦点距離
f2:前記前側レンズの焦点距離
d4:前記前側レンズと前記後側レンズの空気間隔
ΣdII:前記前側レンズの物体側の面から前記後側レンズの像面側の面までの軸上の距離
ΣdW:ワイド端における第1レンズの物体側の第1面から結像面までの距離
IH:結像面の最大像高
That is, in the present invention, the first lens group having negative power, the second lens group having positive power, and the third lens group having positive power are arranged in this order from the object side. ,
Upon zooming from the wide end to the tele end, the third lens group is fixed, the distance between the first lens group and the second lens group is reduced, and the second lens group and the third lens group are In a zoom lens that moves so that the interval of
The first lens group is a single meniscus lens having a convex surface facing the object side,
The second lens group, arranged a front lens made of one convex lens, in a state where the side lens is held a predetermined distance after composed of one negative meniscus lens having a convex surface directed toward the
The third lens group is a single convex lens,
After the first surface of the first lens group is an aspherical surface, the amount of deviation (sag amount) from the tangential plane of the aspherical surface is once directed to the (+) direction from the optical axis toward the outer diameter (−). Is set to be direction,
Each of the second lens group and the third lens group, at least one surface aspherical,
A diaphragm is disposed in the air space between the front lens and the rear lens of the second lens group,
The following conditional expression is satisfied .
0.5 <f2 / FII <1.5 (1)
1.5 <| FI / FII | <2.5 (2)
0.15 <d4 / ΣdII <0.65 (3)
0.1 <IH / ΣdW <0.30 (4)
νd1> 50 (5)
However,
νd1: Abbe number FI of the first lens group FI: Focal length FII of the first lens group F2: Focal length f2 of the second lens group d2 Focal length of the front lens d4 Air of the front lens and the rear lens Distance ΣdII: Distance on the axis from the object side surface of the front lens to the image side surface of the rear lens ΣdW: Distance from the first surface on the object side of the first lens to the imaging surface at the wide end IH: Maximum image height of the image plane
ここで、条件式(1)は、色収差および像面湾曲とワイド端における光学系の光軸上の全長に関するものである。下限0.5を下回ると軸上および軸外の色収差が基準波長に対して短波長は(+)方向、すなわち、補正過剰の状態となるばかりでなく、像面湾曲も増大して良好な結像特性を得ることができない。さらに、後側焦点距離が短くなり、受光素子などのカバーガラスやIRカットフィルタなどの挿入物に対するスペース確保が難しくなる。次に、上限1.5を超えると、軸上および軸外での色収差が短波長側で(−)方向となり、補正不足の状態となる。加えて光学系の全長も長くなってしまい、本発明の狙いとする小型化・コンパクト化に合致しなくなる。 Here, the conditional expression (1) relates to chromatic aberration, field curvature, and the total length on the optical axis of the optical system at the wide end. Below the lower limit of 0.5, the on-axis and off-axis chromatic aberrations are shorter than the reference wavelength in the (+) direction, that is, overcorrected, and the field curvature also increases, resulting in good imaging characteristics. Can't get. Furthermore, the rear focal length is shortened, and it is difficult to secure a space for an insert such as a cover glass such as a light receiving element or an IR cut filter. Next, when the upper limit of 1.5 is exceeded, the on-axis and off-axis chromatic aberrations are in the (−) direction on the short wavelength side, resulting in an undercorrected state. In addition, the overall length of the optical system becomes long, and it does not meet the miniaturization and compactness targeted by the present invention.
条件式(2)は、ズームのワイドとテレの両端で全長を揃えるための条件である。上限2.5を超えるとΣdW>ΣdT)ΣdT:テレ端における第1レンズの物体側の第1面から結像面までの距離)となり、下限1.5を下回るとΣdW<ΣdTとなり、ズームの両端においてその全長を一定に保つことができなくなる。 Conditional expression (2) is a condition for aligning the entire length at both ends of the zoom wide and tele. When the upper limit of 2.5 is exceeded, ΣdW> ΣdT) ΣdT: the distance from the first surface on the object side of the first lens to the imaging surface at the telephoto end), and when the lower limit is 1.5, ΣdW <ΣdT, and the total length at both ends of the zoom. Cannot be kept constant.
条件式(3)は、ズーム全域における倍率の色収差と球面収差、コマ収差のバランスを良好に保つためのものであり、加えて、光学系の全長に係わるものでもある。上限0.65を超えると光学系の全長が長くなるばかりでなく、後側焦点距離の確保が難しくIRカットフィルタや受光素子などのカバーガラスの挿入が困難となるほか、ワイド側での軸外色収差が基準波長に対して短波長側が(+)方向に補正過剰となり、球面収差とコマ収差のバランスがとりづらくなる。また、下限0.15を下回ると光学系の全長は短くできるが、ワイド側での倍率の色収差が発生し、基準波長に対し短波長が(−)方向となり補正不足となる。そして、ズーム全域において各光束がほぼ同一の有効輪帯を通過するようになるため、球面収差とコマ収差のバランスがとれなくなってしまう。さらに、近年において、この種のレンズに要求されるシャッタやアイリスなどの挿入物のスペースがとれなくなってしまう。 Conditional expression (3) is for maintaining a good balance between chromatic aberration of magnification, spherical aberration, and coma aberration over the entire zoom range, and also relates to the entire length of the optical system. Exceeding the upper limit of 0.65 not only increases the overall length of the optical system, but also makes it difficult to secure the rear focal length, making it difficult to insert a cover glass such as an IR cut filter or a light receiving element, and off-axis chromatic aberration on the wide side. The short wavelength side is excessively corrected in the (+) direction with respect to the reference wavelength, and it becomes difficult to balance spherical aberration and coma. If the lower limit is less than 0.15, the total length of the optical system can be shortened, but chromatic aberration of magnification on the wide side occurs, and the short wavelength with respect to the reference wavelength is in the (-) direction, resulting in insufficient correction. Then, since each light beam passes through substantially the same effective annular zone in the entire zoom range, the spherical aberration and the coma aberration cannot be balanced. Furthermore, in recent years, the space for inserts such as shutters and irises required for this type of lens cannot be taken.
条件式(4)は、ズームレンズ全体のサイズを小型化するためのものであり、下限の0.25を下回るとレンズ系の全長が長くなり、本来の目的である小型コンパクト化の妨げとなる。また、上限の0.35を超えると光学系全体のサイズは小さくできるが、各レンズ群のパワーが強くなり過ぎ、このためズーム全域において良好な収差補正が困難となる。 Conditional expression (4) is for reducing the size of the entire zoom lens. If the lower limit of 0.25 is not reached, the total length of the lens system becomes long, which hinders the original objective of downsizing and compacting. If the upper limit of 0.35 is exceeded, the size of the entire optical system can be reduced, but the power of each lens group becomes too strong, and this makes it difficult to correct aberrations over the entire zoom range.
条件式(5)は、色収差を良好に補正するためのものである。この条件を超えると、ズーム全域での色収差のバランスが取れなくなり、特に、ワイド端での色収差が基準波長に対して短波長が(−)方向となり補正不足となる。 Conditional expression (5) is for favorably correcting chromatic aberration. Exceeding this condition makes it impossible to balance the chromatic aberration over the entire zoom range, and in particular, the chromatic aberration at the wide end becomes short in the (−) direction with respect to the reference wavelength, resulting in insufficient correction.
次に、第2レンズ群の後側に配置された負レンズは、第1面が光束に対して正の屈折力を有し、第2面は負の屈折力を有する負のメニスカスレンズとすることにより、色収差の補正が容易であり、また、ズーム全域での非点収差を安定的に保ちながら、各波長に対する像面位置のズレおよび球面収差、コマ収差を良好に保つことが可能となる。 Next, the negative lens disposed on the rear side of the second lens group is a negative meniscus lens in which the first surface has a positive refractive power with respect to the light beam and the second surface has a negative refractive power. As a result, it is easy to correct chromatic aberration, and it is possible to maintain good image plane position deviation, spherical aberration, and coma aberration with respect to each wavelength while stably maintaining astigmatism over the entire zoom range. .
ここで、上記条件式に関連して、第2レンズ群の前側レンズの物体側レンズ面から後側レンズの像面側のレンズ面までの軸上の距離をΣdIIとし、ワイド端の焦点距離をFWとしたとき、ズーム全域における軸上および軸外の色収差および球面収差、コマ収差のバランスを良好に補正するためには、次の条件を満たすことが望ましい。
0.5<ΣdII/FW<1.1
Here, in relation to the above conditional expression, the axial distance from the object side lens surface of the front lens in the second lens group to the lens surface on the image side of the rear lens is ΣdII, and the focal length at the wide end is In order to satisfactorily correct the balance of on-axis and off-axis chromatic aberration, spherical aberration, and coma aberration in the entire zoom range when FW is set, it is desirable that the following condition is satisfied.
0.5 <ΣdII / FW <1.1
下限0.5を下回ると、第2レンズ群を構成する正のパワーを有する第2レンズと負のパワーを有する第3レンズの間の空気レンズの間隔が小さくなり、ズーム全域での軸上および軸外の色収差を良好に補正する事が難しく、加えて、ワイド側でのコマ収差が増大してしまう。上限1.1を超えると、ワイド端における光軸上の全長が長くなり、さらに、第1レンズ群と第2レンズ群の有効口径も増大して、本来の小型コンパクト化に合致しない。加えて、ワイド端における主光線の最大射出角が大きくなり、CMOSなどの受光素子に対する周辺光量の不足を招くことになる。 Below the lower limit of 0.5, the distance between the air lens between the second lens having the positive power and the third lens having the negative power constituting the second lens group becomes small, and on-axis and off-axis in the entire zoom range. It is difficult to correct the chromatic aberration well, and in addition, coma aberration on the wide side increases. If the upper limit of 1.1 is exceeded, the total length on the optical axis at the wide end becomes longer, and the effective apertures of the first lens group and the second lens group also increase, which does not match the original size reduction. In addition, the maximum emission angle of the chief ray at the wide end is increased, leading to a shortage of the peripheral light amount with respect to a light receiving element such as a CMOS.
また、第3レンズ群のパワーを定めるためには、次の条件を満たすことが好ましい。
0.1<FW/FIII<0.7
但し、
FIII:前記第3レンズ群の焦点距離
In order to determine the power of the third lens group, it is preferable that the following condition is satisfied.
0.1 <FW / FIII <0.7
However,
FIII: Focal length of the third lens group
この条件式において、その上限の0.7を超えると第3レンズ群のパワーが強くなり、ズーム系全体の焦点距離が広角側にシフトし過ぎてしまい、このため、ワイド側での軸外有効最大径が増大すると共に、後側焦点距離が短くなり、カバーガラスやIRカットフィルタなどの挿入物のスペースが確保できなくなる。さらには、倍率の色収差およびコマ収差などを良好に補正することが難しくなる。下限の0.1を下回るとズーム系全体の焦点距離が長い方向にシフトしてしまい、例えば、携帯用のズームレンズには不向きとなる。また、ワイド端における光軸上の全長が長くなって、小型コンパクト化に合致しない。 In this conditional expression, if the upper limit of 0.7 is exceeded, the power of the third lens group becomes strong, and the focal length of the entire zoom system is shifted too far to the wide angle side. And the rear focal length is shortened, making it impossible to secure a space for an insert such as a cover glass or an IR cut filter. Furthermore, it becomes difficult to satisfactorily correct the lateral chromatic aberration and coma aberration. If the lower limit of 0.1 is not reached, the focal length of the entire zoom system will shift in the longer direction, making it unsuitable for portable zoom lenses, for example. In addition, the total length on the optical axis at the wide end becomes long, and it does not match the miniaturization.
次に、本発明において、第2レンズ群を構成している凸の前側レンズと凹の後側レンズの間を、アイリスまたはシャッタを配置可能なスペースとし、このスペースを確保することにより、いわゆる、空気レンズとしての作用を得ることが可能となり、ズーム全域でのコマ収差を良好に維持させることができる。 Next, in the present invention, the space between the convex front lens and the concave rear lens constituting the second lens group is a space in which an iris or shutter can be disposed, and by securing this space, so-called An action as an air lens can be obtained, and coma aberration can be maintained well over the entire zoom range.
また、第1レンズ群の第1面を非球面とし、この非球面を、接平面からのズレ量(サグ量)が光軸から外径に向かって、一旦(+)方向に向かった後(−)方向となるようにすることが望ましい。このようにすると、テレ側での球面収差とコマ収差を良好に保つことができると共に、ワイド側でのディストーションを良好に補正することができる。 Further, the first surface of the first lens group is made an aspherical surface, and after this aspherical surface, the amount of deviation (sag amount) from the tangential plane is once directed in the (+) direction from the optical axis toward the outer diameter ( It is desirable to be in the −) direction. In this way, the spherical aberration and coma aberration on the tele side can be kept good, and the distortion on the wide side can be corrected well.
以上説明したように、本発明のズームレンズは3群4枚構成のレンズであり、3倍程度の高いズーム比を保持し、メガオーダ相当の高画素に対応することが可能である。よって、本発明によれば、第2レンズ群にアイリスおよびシャッタを内蔵可能な、小型でコンパクトなメガオーダの高画素に対応した高倍率のズームレンズを実現できる。 As described above, the zoom lens according to the present invention is a three-group four-lens configuration lens that can maintain a zoom ratio as high as about three times and can correspond to a high pixel equivalent to a mega-order. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a zoom lens having a high magnification corresponding to a small and compact mega-order high pixel in which an iris and a shutter can be incorporated in the second lens group.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した3群4枚構成のズームレンズの各実施例について説明する。 Embodiments of a zoom lens having a three-group, four-element configuration to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
図1は実施例1に係る3群4枚構成のズームレンズを示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a zoom lens having a configuration of four elements in three groups according to the first embodiment.
ズームレンズ100は、物体側より結像面6に向かって、負のパワーを有する第1レンズ群I、正のパワーを有する第2レンズ群II、および正のパワーを有する第3レンズ群IIIがこの順に配列された4枚のレンズからなる3群構成のズームレンズである。ワイドからテレへの変倍にあたっては、第3レンズ群IIIが固定され、第1レンズ群Iが物体側より像面側6に光軸上を移動し、途中より像面側6から物体側に移動し、物体側に凹面をなすような軌跡で移動する。これに対して、第2レンズ群IIは像面側6から順次物体側に光軸上を移動することによって変倍する。
The
第1レンズ群Iは、物体側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスの第1レンズ1であり、第2レンズ群IIは、物体側より順に配列された両凸からなる正の前側レンズ2(第2レンズ)と物体側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスの後側レンズ3(第3レンズ)からなっている。一方、第3レンズ群IIIは、正のパワーを有する両凸の第4レンズ4からなっている。なお、各レンズに付した符号は以下の実施例についても対応部位に用いることとする。
The first lens group I is a
本例では第1レンズ1と第3レンズ3が樹脂レンズであり、第1レンズ1の両面、第2レンズ2の両面、第3レンズ3の結像面6側のレンズ面、および第4レンズ4の両面が非球面となっている。また、第4レンズ4と結像面6との間にはカバーガラス5が配置され、第2レンズ群IIの第2レンズ2と第3レンズ3の間に絞り7が配置されている。
In this example, the
ズームレンズ100の全光学系のレンズデータは、次の通りである。
(ワイド) (ノーマル) (テレ)
Fナンバー: 3.05 4.53 6.20
焦点距離 : 5.00 9.43 14.39mm
第1レンズ群の焦点距離 FI : −10.34mm
第2レンズ群の焦点距離 FII : 5.44mm
第3レンズ群の焦点距離 FIII : 12.154mm
前側レンズの焦点距離 f2: 4.84mm
ワイド端における第レンズの物体側の第1面から結像面までの距離
ΣdW: 16.895mm
前側レンズの物体側の面から後側レンズの像面側の面mでの軸上の距離
ΣdII: 4.2mm
The lens data of the entire optical system of the
(Wide) (Normal) (Tele)
F number: 3.05 4.53 6.20
Focal length: 5.00 9.43 14.39mm
Focal length of first lens group FI: 10.34 mm
Focal length of second lens group FII: 5.44 mm
Focal length of the third lens group FIII: 12.154mm
Focal length of front lens f2: 4.84mm
Distance from the first surface on the object side of the first lens to the imaging plane at the wide end
ΣdW: 16.895mm
The axial distance from the object side surface of the front lens to the image surface side surface m of the rear lens
ΣdII: 4.2 mm
表1Aには、ズームレンズ100の各レンズのレンズデータを示し、表1Bには、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示してある。また、表1Cには、第1レンズ1の第1面の非球面に対するサグ量を示してある。
Table 1A shows lens data of each lens of the
表1Aにおいて、iは物体側より数えたレンズ面の順番を表し、Rはレンズ面の曲率半径を表し、dはレンズ面間の距離を表し、Ndは各レンズの屈折率を表し、νdは各レンズのアッベ数を表す。また、番号iに星印がついているレンズ面が非球面である。 In Table 1A, i represents the order of the lens surfaces counted from the object side, R represents the radius of curvature of the lens surfaces, d represents the distance between the lens surfaces, Nd represents the refractive index of each lens, and νd represents Represents the Abbe number of each lens. In addition, the lens surface with a star on the number i is an aspherical surface.
なお、レンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をX、光軸に直交する方向の高さをH、円錐係数をK、非球面係数をA、B、C、Dとすると、次式により表すことができる。 Note that the aspherical shape adopted for the lens surface is that the axis in the optical axis direction is X, the height in the direction orthogonal to the optical axis is H, the conic coefficient is K, and the aspherical coefficients are A, B, C, and D. Can be expressed by the following equation.
これらの各記号の意味、および非球面係数を表す式は、後述の実施例2〜5においても同様である。 The meanings of these symbols and the expressions representing the aspheric coefficients are the same in Examples 2 to 5 described later.
本実施例1に係るズームレンズ100は、次の条件式(1)〜(5)を満足している。
0.5<f2F/II<1.5 (1)
1.5<|FI/FII|<2.5 (2)
0.15<d4/ΣdII<0.65 (3)
0.1<IH/ΣdW<0.30 (4)
νd1>50 (5)
ただし、IH :結像面における最大像高
f2 :第2レンズ群の前側レンズの焦点距離
d4 :第2レンズ群の前側レンズと後側レンズによる空気間隔
FI :第1レンズ群の焦点距離(第1レンズの焦点距離)
FII :第2レンズ群の焦点距離
ΣdII:第2レンズ群における前側レンズの物体側レンズ面より後側レンズの
像面側レンズ面までの距離
ΣdW:ワイド端における第1レンズ群の物体側レンズ面より結像面までの距離
νd1:第1レンズのアッベ数
The
0.5 <f2F / II <1.5 (1)
1.5 <| FI / FII | <2.5 (2)
0.15 <d4 / ΣdII <0.65 (3)
0.1 <IH / ΣdW <0.30 (4)
νd1> 50 (5)
Where IH: Maximum image height on the imaging plane f2: Focal length of the front lens of the second lens group d4: Air spacing between the front lens and the rear lens of the second lens group FI: Focal length of the first lens group (first Focal length of one lens)
FII: focal length of the second lens group ΣdII: of the rear lens from the object side lens surface of the front lens in the second lens group
Distance to the image-side lens surface ΣdW: Distance from the object-side lens surface of the first lens unit to the imaging surface at the wide end νd1: Abbe number of the first lens
すなわち、f2/FII=0.89、|FI/FII|=1.9、d4/ΣdII=0.37、IH/ΣdW=0.18、νd1=56.2であり、条件式を満足している。 That is, f2 / FII = 0.89, | FI / FII | = 1.9, d4 / ΣdII = 0.37, IH / ΣdW = 0.18, and νd1 = 56.2, which satisfy the conditional expression.
図3は、実施例1に係るズームレンズ100における諸収差を示す収差図である。図の(W)はワイド、(N)はノーマル、(T)はテレにおける収差図である。また、SAは球面収差、OSCは正弦条件、ASは非点収差、DISTはディストーションを表す。非点収差のうち、Tはタンジェンシャル、Sはサジタルの像面を表している。これらの記号の意味は、後述の実施例2〜5の諸収差を表す収差図においても同様である。
FIG. 3 is an aberration diagram illustrating various aberrations in the
図2Aは、実施例2に係るズームレンズ200を示す構成図である。ズームレンズ200は物体側より順に配列された、負のパワーを有する第1レンズ群I、正のパワーを有する第2レンズ群II、正のパワーを有する第3レンズ群IIIからなる3群構成で、このパワー配分と変倍方式は実施例1と同様である。
FIG. 2A is a configuration diagram illustrating the
第1レンズ群Iは、物体側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスの第1レンズ1で、第2レンズ群IIは、物体側より順に配列された第2レンズ2(前側レンズ)と、絞りを介して、物体側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスの第3レンズ3(後側レンズ)からなり、第3レンズ群IIIは、凸面を像面側に向けた正のパワーを有するメニスカスの第4レンズ4によって構成されている。
The first lens group I is a meniscus
実施例1と同様に、第1レンズ1と第3レンズ3は樹脂製レンズであり、第1レンズ1、第2レンズ2、第4レンズ4の両面と第3レンズ3の片面が非球面となっている。また、第4レンズ4と結像面6の間にはカバーガラス5が配置されている。
Similar to the first embodiment, the
ズームレンズ200の全光学系のレンズデータは、次の通りである。
Fナンバー: 3.08 4.69 6.49
焦点距離 : 4.20 7.91 12.05mm
FI : −8.35mm
FII : 4.51mm
FIII : 10.51mm
f2 : 4.11mm
ΣdII : 4.0mm
ΣdW : 15.06mm
The lens data of the entire optical system of the
F number: 3.08 4.69 6.49
Focal length: 4.20 7.91 12.05 mm
FI: −8.35 mm
FII: 4.51mm
FIII: 10.51mm
f2: 4.11 mm
ΣdII: 4.0 mm
ΣdW: 15.06 mm
表2Aには、ズームレンズ200の各レンズ面のレンズデータを示し、表2Bには、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示し、表2Cには、第1レンズ第1面の非球面に対するサグ量を示してある。また、図4は実施例2に係るズームレンズ200の諸収差を示す収差図である。
Table 2A shows the lens data of each lens surface of the
本実施例2に係るズームレンズ200は、条件式(1)〜(5)を満足している。すなわち、f2/FII=0.91、|FI/FII|=1.85、d4/ΣdII=0.33、IH/ΣdW=0.166、νd1=56.2であり、条件式を満足している。
The
図2Bは、実施例3に係るズームレンズ300を示す構成図である。ズームレンズ300は、実施例2と同様に第4レンズが像面側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとなっている。また、各群のパワー配分と変倍のための移動方向は前記二つの実施例と同様である。 FIG. 2B is a configuration diagram illustrating the zoom lens 300 according to the third embodiment. As in the second embodiment, the zoom lens 300 is a positive meniscus lens in which the fourth lens has a convex surface facing the image surface side. Further, the power distribution of each group and the moving direction for zooming are the same as those in the two embodiments.
第1レンズ群Iは、物体側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスの第1レンズ1で、第2レンズ群IIは、物体側より順に配列された正のパワーを有する第2レンズ2の前側レンズで、絞りを介して、物体側に凸面を向けたメニスカスの負の第3レンズ3からなる後側レンズであり、第3レンズ群IIIは、像面側に凸面を向けた正のメニスカスの第4レンズ4によって構成されている。
The first lens group I is a
第1レンズ1と第3レンズ3は、前記実施例と同様に樹脂製レンズで、第1レンズ1、第2レンズ2、第4レンズ4の両面と第3レンズ3の片面が非球面となっている。また、第4レンズ4と結像面6との間には、カバーガラス5が配置されている。
The
ズームレンズ300の全光学系のレンズデータは、次の通りである。
Fナンバー: 2.86 4.18 5.77
焦点距離 : 5.0 9.43 14.39mm
FI : −10.65mm
FII : 5.67mm
FIII : 9.54mm
f2 : 5.14mm
ΣdII : 5.0mm
ΣdW : 18.61mm
The lens data of the entire optical system of the zoom lens 300 is as follows.
F number: 2.86 4.18 5.77
Focal length: 5.0 9.43 14.39mm
FI: -10.65 mm
FII: 5.67mm
FIII: 9.54mm
f2: 5.14 mm
ΣdII: 5.0mm
ΣdW: 18.61 mm
表3Aには、ズームレンズ300の各レンズ面のレンズデータを示し、表3Bには、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示し、表3Cには、第1レンズ第1面の非球面に対するサグ量を示してある。また、図5は実施例3に係るズームレンズ300の諸収差を示す収差図である。 Table 3A shows lens data of each lens surface of the zoom lens 300, Table 3B shows aspheric coefficients for defining the aspherical shape of the aspheric lens surface, and Table 3C shows The sag amount with respect to the aspherical surface of the first surface of the first lens is shown. FIG. 5 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the zoom lens 300 according to the third example.
本実施例3に係るズームレンズ300は、条件式(1)〜(5)を満足している。すなわち、f2/FII=0.91、|FI/FII|=1.88、d4/ΣdII=0.33、IH/ΣdW=0.134、νd1=56.2であり、条件式を満足している。 The zoom lens 300 according to Example 3 satisfies the conditional expressions (1) to (5). That is, f2 / FII = 0.91, | FI / FII | = 1.88, d4 / ΣdII = 0.33, IH / ΣdW = 0.134, and νd1 = 56.2, which satisfy the conditional expression.
図2Cは、実施例4に係るズームレンズ400を示す構成図である。ズームレンズ400は、前記実施例1〜3と同じ3群構成のズームレンズであり、各群のパワー配分と変倍のための移動方式も、また、レンズ構成も前記の実施例1〜3と同様であるので説明を省略する。
FIG. 2C is a configuration diagram illustrating the
ズームレンズ400の全光学系のレンズデータは、次の通りである。
Fナンバー: 3.16 4.70 6.43
焦点距離 : 5.16 9.73 14.84mm
FI : −10.52mm
FII : 5.45mm
FIII : 12.93mm
f2 : 4.81mm
ΣdII : 4.2mm
ΣdW : 16.98mm
The lens data of the entire optical system of the
F number: 3.16 4.70 6.43
Focal length: 5.16 9.73 14.84mm
FI: -10.52 mm
FII: 5.45mm
FIII: 12.93mm
f2: 4.81 mm
ΣdII: 4.2 mm
ΣdW: 16.98 mm
表4Aには、ズームレンズ400の各レンズ面のレンズデータを示し、表4Bには、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示し、表4Cには、第1レンズ第1面の非球面に対するサグ量を示してある。また、図6には実施例4に係るズームレンズ400の諸収差を示してある。
Table 4A shows lens data of each lens surface of the
本実施例4に係るズームレンズ400は、条件式を満足している。すなわち、f2/FII=0.88、|FI/FII|=1.88、d4/ΣdII=0.37、IH/ΣdW=0.166、νd1=56.2であり、条件式を満足している。
The
実施例5に係るズームレンズ500の構成は、ズームレンズ100と基本的に同一である。ズームレンズ500も前記各実施例と同じ3群構成のズームレンズであり、各群のパワー配分と変倍のための移動方式も、また、レンズ構成も同様であるので説明を省略する。
The configuration of the
ズームレンズ500の全光学系のレンズデータは、次の通りである。
Fナンバー: 3.08 4.58 6.27
焦点距離 : 5.0 9.43 14.39mm
FI : −10.44mm
FII : 5.44mm
FIII : 12.04mm
f2: 4.84mm
ΣdII: 4.2mm
ΣdW : 16.9mm
The lens data of the entire optical system of the
F-number: 3.08 4.58 6.27
Focal length: 5.0 9.43 14.39mm
FI: -10.44 mm
FII: 5.44mm
FIII: 12.04mm
f2: 4.84 mm
ΣdII: 4.2 mm
ΣdW: 16.9mm
表5Aには、ズームレンズ500の各レンズ面のレンズデータを示し、表5Bには、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示し、表5Cには、第1レンズ第1面の非球面に対するサグ量を示してある。また、図7には実施例5に係るズームレンズ500の諸収差を示してある。
Table 5A shows the lens data of each lens surface of the
本実施例5に係るズームレンズ500は、条件式(1)〜(5)を満足している。すなわち、f2/FII=0.89、|FI/FII|=1.92、d4/ΣdII=0.37、IH/ΣdW=0.167、νd1=56.2であり、条件式を満足している。
The
I 第1レンズ群
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
1 第1レンズ
2 第2レンズ(前側レンズ)
3 第3レンズ(後側レンズ)
4 第4レンズ
5 カバーガラス
6 結像面
7 絞り
d4 第2レンズと第3レンズによって形成される空気間隔
I First lens group
II Second lens group
III
3 Third lens (rear lens)
4
Claims (4)
前記第1レンズ群は凸面を物体側に向けた1枚のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズ群は、1枚の凸レンズからなる前側レンズと、凸面を物体側に向けた1枚の負のメニスカスレンズからなる後側レンズとが一定の間隔を保持した状態で配列された2枚の構成であり、
前記第3レンズ群は1枚の凸レンズであり、
前記第1レンズ群の第1面を非球面とし、この非球面の接平面からのズレ量(サグ量)が光軸から外径に向かって、一旦(+)方向に向かった後(−)方向となるように設定されており、
前記第2レンズ群および前記第3レンズ群の各々は、少なくとも1面が非球面であり、
前記第2レンズ群の前側レンズと後側レンズの空気間隔には、絞りが配置されており、
以下の条件式を満たしていることを特徴とする3群4枚構成のズームレンズ。
0.15<d4/ΣdII<0.65
但し、
d4:前記前側レンズと前記後側レンズの空気間隔
ΣdII:前記前側レンズの物体側の面から前記後側レンズの像面側の面までの軸上の距離 From the object side, a first lens group having negative power, a second lens group having positive power, and a third lens group having positive power are arranged in this order, from the wide end to the tele end. During zooming, the third lens group is fixed, the distance between the first lens group and the second lens group is decreased, and the distance between the second lens group and the third lens group is increased. In a zoom lens that moves like
The first lens group is a single meniscus lens having a convex surface facing the object side,
The second lens group, arranged a front lens made of one convex lens, in a state where the side lens is held a predetermined distance after composed of one negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side 2 The composition of the sheet ,
The third lens group is a single convex lens,
After the first surface of the first lens group is an aspherical surface, the amount of deviation (sag amount) from the tangential plane of the aspherical surface is once directed to the (+) direction from the optical axis toward the outer diameter (−). Is set to be direction,
Each of the second lens group and the third lens group, at least one surface aspherical,
A diaphragm is disposed in the air space between the front lens and the rear lens of the second lens group,
A zoom lens having a three-group, four-element configuration, characterized by satisfying the following conditional expression :
0.15 <d4 / ΣdII <0.65
However,
d4: an air space between the front lens and the rear lens
ΣdII: the axial distance from the object-side surface of the front lens to the image-side surface of the rear lens
以下の条件式を満たしていることを特徴とする3群4枚構成のズームレンズ。
0.5<f2/FII<1.5
1.5<|FI/FII|<2.5
0.1<IH/ΣdW<0.30
νd1>50
但し、
νd1:前記第1レンズ群のアッベ数
FI:前記第1レンズ群の焦点距離
FII:前記第2レンズ群の焦点距離
f2:前記前側レンズの焦点距離
ΣdW:ワイド端における第1レンズの物体側の第1面から結像面までの距離
IH:結像面の最大像高 In claim 1,
A zoom lens having a three-group, four-element configuration, characterized by satisfying the following conditional expression:
0.5 <f2 / FII <1.5
1.5 <| FI / FII | <2.5
0.1 <IH / ΣdW <0.30
νd1> 50
However,
νd1: Abbe number FI of the first lens group: Focal length FII of the first lens group: Focal length f2 of the second lens group: Focal length ΣdW of the front lens on the object side of the first lens at the wide end Distance IH from first surface to imaging surface: maximum image height of imaging surface
以下の条件式を満たしていることを特徴とする3群4枚構成のズームレンズ。
0.5<ΣdII/FW<1.1
但し、
FW:ワイド端の焦点距離 In claim 2,
A zoom lens having a three-group, four-element configuration, characterized by satisfying the following conditional expression:
0.5 <ΣdII / FW <1.1
However,
FW: Focal length at wide end
以下の条件式を満たしていることを特徴とする3群4枚構成のズームレンズ。
0.1<FW/FIII<0.7
但し、
FIII:前記第3レンズ群の焦点距離 In claim 2 or 3,
A zoom lens having a three-group, four-element configuration, characterized by satisfying the following conditional expression:
0.1 <FW / FIII <0.7
However,
FIII: Focal length of the third lens group
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