JP5201669B2 - Zoom lens - Google Patents
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Description
本発明は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子上に被写体像を形成するズームレンズに関するものである。 The present invention relates to a zoom lens that forms a subject image on an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor.
近年、デジタルスティルカメラに限らず、携帯電話機、携帯情報端末、インターネットカメラ等の小型の装置にカメラモジュールが搭載されてきている。これら小型の装置においては、カメラモジュールの搭載スペースが非常に制約されることから、撮像レンズの性能向上はもちろんのこと、小型化への要求も非常に強いことが知られている。従来は、こうしたスペース上の制約に対して、ピント調節機構等の不要なパンフォーカスタイプの撮影レンズを搭載することで対応してきたのが実情である。 In recent years, camera modules have been mounted not only on digital still cameras but also on small devices such as mobile phones, portable information terminals, and Internet cameras. In these small devices, it is known that the mounting space for the camera module is very limited, so that not only the performance of the imaging lens is improved, but also the demand for miniaturization is very strong. Conventionally, this situation has been dealt with by mounting an unnecessary pan focus type photographing lens such as a focus adjustment mechanism or the like.
しかしながら、昨今、携帯電話機等の高機能化に伴い、これら小型の装置においても、デジタルスティルカメラと同様にズームレンズの搭載が検討されている。ズームレンズにおいて変倍および合焦を行うには、当該ズームレンズを構成するレンズ群のうち少なくとも２つのレンズ群を移動させる必要がある。このため、カメラモジュールの光軸方向の長さの増大が抑えられた全長の短いズームレンズを実現することは困難とされてきた。例えば、ズームレンズを保持するレンズ鏡胴を沈胴式にすることで不使用時のレンズ全長を短縮することを考慮しても、ズームレンズの全長を個々のレンズの厚さの総和よりも短くすることはできない。 However, with the recent increase in functionality of mobile phones and the like, the mounting of zoom lenses is also being considered in these small devices, as with digital still cameras. In order to perform zooming and focusing in the zoom lens, it is necessary to move at least two lens groups among the lens groups constituting the zoom lens. For this reason, it has been difficult to realize a zoom lens having a short overall length in which an increase in the length of the camera module in the optical axis direction is suppressed. For example, even if the lens barrel that holds the zoom lens is retracted to reduce the overall length of the lens when not in use, the overall length of the zoom lens is made shorter than the sum of the individual lens thicknesses. It is not possible.
そこで、例えば特許文献１に記載のズームレンズのように、ズームレンズの中に直角プリズムや反射ミラー等の反射部材を設け、この反射部材により光路を直角に折り曲げることによってズームレンズの小型化を図った光学系が知られている。 Therefore, for example, as in the zoom lens described in Patent Document 1, a reflecting member such as a right-angle prism or a reflecting mirror is provided in the zoom lens, and the optical path is bent at a right angle by the reflecting member to reduce the size of the zoom lens. Optical systems are known.
なお、上記特許文献１に記載のズームレンズは、４群７枚構成であり、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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レンズ群とから構成されている。
ところで、上述の携帯電話機等の小型の装置にあっては、装置そのものの小型化と並行して、撮像素子の高画素化も図られている。これに伴い、ズームレンズには、良好な収差補正能力や高解像度への対応等、高性能化も求められている。上記特許文献１に記載のズームレンズは、少ないレンズ枚数で比較的良好に収差を補正することができるものの、レンズ系の全長が長く、高性能化および小型化への要求を共に満足するものではなかった。 By the way, in a small device such as the above-described cellular phone, in parallel with the miniaturization of the device itself, an increase in the number of pixels of the image sensor is also achieved. Along with this, zoom lenses are also required to have high performance such as good aberration correction capability and high resolution. Although the zoom lens described in Patent Document 1 can correct aberrations relatively well with a small number of lenses, the total length of the lens system is long and does not satisfy both the demands for high performance and miniaturization. There wasn't.
このような高性能化および小型化への要求は、携帯電話機等の小型の装置に限られたものではなく、一般向けのデジタルスティルカメラ等においても画像の変倍、特に画像劣化の少ない光学変倍が望まれており、その一方で携帯性を良くするための薄型化も望まれている。 Such demands for high performance and miniaturization are not limited to small devices such as mobile phones, and even in digital still cameras for general use, image scaling, especially optical transformation with little image degradation. On the other hand, a reduction in thickness for improving portability is also desired.
本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は高画質を満足する高性能で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 problems of the prior art, and an object thereof is to provide a high-performance and compact zoom lens that satisfies high image quality.
上記課題を解決するために、本発明では、ズームレンズを、物体側より順に、負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、正または負の屈折力を有する第４レンズ群とから構成した。このうち第１レンズ群を、物体側より順に、負のメニスカスレンズと、入射光を反射して光路を折り曲げる反射部材とから構成するとともに、第２レンズ群を、正負２枚のレンズから構成し、第３レンズ群を、物体側より順に、絞りと、正負２枚のレンズからなる接合レンズであって正の屈折力を有する前群レンズと、物体側に凹面を向けた１枚のレンズであって負の屈折力を有する後群とから構成し、第４レンズ群を、正負２枚のレンズからなる接合レンズとして構成した。このような構成において、変倍に際しては、上記第１レンズ群および上記第４レンズ群が固定され、上記第２レンズ群および上記第３レンズ群が光軸に沿って移動するようにした。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, the zoom lens is arranged in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power. And a fourth lens group having positive or negative refractive power. Among these, the first lens group is composed of, in order from the object side, a negative meniscus lens and a reflecting member that reflects incident light and bends the optical path, and the second lens group is composed of two positive and negative lenses. The third lens group includes, in order from the object side, a stop, a front lens having a positive refractive power, which is a cemented lens composed of two positive and negative lenses, and a single lens having a concave surface facing the object side. The fourth lens group is configured as a cemented lens including two positive and negative lenses. In such a configuration, upon zooming, the first lens group and the fourth lens group are fixed, and the second lens group and the third lens group move along the optical axis.
ズームレンズとしてこのような構成を採用することにより、高性能化と小型化の両立を図ることができる。特に、第４レンズ群が２枚の接合レンズによって構成されているため、第２レンズ群の正負２枚のレンズおよび第３レンズ群の接合レンズと協同して、変倍全域にわたる良好な色収差補正が行われるようになる。 By adopting such a configuration as a zoom lens, both high performance and small size can be achieved. In particular, since the fourth lens group is composed of two cemented lenses, good chromatic aberration correction over the entire zooming range in cooperation with the two positive and negative lenses of the second lens group and the cemented lens of the third lens group. Will be done.
また、本発明では、広角端から望遠端への変倍を行うに際して、上記第２レンズ群が像面側へ移動した後に物体側へ移動し、上記第３レンズ群が物体側に移動するようにした。 In the present invention, when zooming from the wide angle end to the telephoto end, the second lens group moves to the image side and then moves to the object side, and the third lens group moves to the object side. I made it.
また、本発明では、上記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、上記第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、以下の条件式（１）を満足するように構成した。
０．２＜｜ｆ３／ｆ１｜＜０．５ （１）
In the present invention, when the focal length of the first lens group is f1, and the focal length of the third lens group is f3, the following conditional expression (1) is satisfied.
0.2 <| f3 / f1 | <0.5 (1)
ここで条件式（１）は、上記第２レンズ群および上記第３レンズ群の移動態様を規定するための条件である。当該条件式（１）を満たすことにより、変倍において、広角端での第２レンズ群の光軸上の位置と望遠端での第２レンズ群の光軸上の位置とがほぼ一致することになる。すなわち、この条件式（１）を満たすことにより、反射部材と第２レンズ群との間隔が広角端および望遠端においてほぼ一定の値となる。 Here, the conditional expression (1) is a condition for defining the movement mode of the second lens group and the third lens group. By satisfying the conditional expression (1), the position on the optical axis of the second lens group at the wide-angle end and the position on the optical axis of the second lens group at the telephoto end substantially coincide with each other in zooming. become. That is, by satisfying the conditional expression (1), the distance between the reflecting member and the second lens group becomes a substantially constant value at the wide-angle end and the telephoto end.
一般に、ズームレンズから被写体までの距離（以下、物体距離という）が無限大のときには良好な収差が得られたとしても、物体距離が変われば、例えば至近となれば、収差の劣化が生じることとなる。条件式（１）を満たすことで、物体距離が無限大のときの第２レンズ群の光軸上の位置と、物体距離が至近のときの第２レンズ群の光軸上の位置との差分（繰出し量）が広角端と望遠端とでほぼ同一の値となる。このため、本発明のズームレンズによれば、至近距離から無限大（∞）まで変倍全域において収差の劣化を良好に抑制することが可能となる。 In general, even if a good aberration is obtained when the distance from the zoom lens to the subject (hereinafter referred to as the object distance) is infinite, if the object distance changes, for example, if the object distance changes, the aberration will deteriorate. Become. By satisfying conditional expression (1), the difference between the position on the optical axis of the second lens group when the object distance is infinite and the position on the optical axis of the second lens group when the object distance is close (Feeding amount) is substantially the same value at the wide-angle end and the telephoto end. For this reason, according to the zoom lens of the present invention, it is possible to satisfactorily suppress the deterioration of aberration in the entire zooming range from the close range to infinity (∞).
上記条件式（１）において、上限値「０．５」を超えると、広角端において第２レンズ群が物体側に大きく移動するため、ズームレンズの小型化を図ることが困難になる。また、下限値「０．２」を下回ると、第２レンズ群が、バックフォーカスの補正に関して像側に大きく移動するため、この場合もズームレンズの小型化を図ることは困難となる。 In the conditional expression (1), if the upper limit value “0.5” is exceeded, the second lens group largely moves toward the object side at the wide-angle end, so that it is difficult to reduce the size of the zoom lens. If the value falls below the lower limit “0.2”, the second lens group moves greatly toward the image side with respect to the back focus correction, and in this case as well, it is difficult to reduce the size of the zoom lens.
また、本発明では、上記第３レンズ群の上記前群レンズの焦点距離をｆ３ａ、上記後群の焦点距離をｆ３ｂとしたとき、以下の条件式（２）を満足するように構成した。
｜ｆ３ａ／ｆ３ｂ｜＜０．７ （２）
In the present invention, the following conditional expression (2) is satisfied when the focal length of the front group lens of the third lens group is f3a and the focal length of the rear group is f3b.
| F3a / f3b | <0.7 (2)
ここで条件式（２）は、レンズ系全体を小型化すると共に、結像性能を良好に保つための条件である。上限値「０．７」を超えると、変倍系全体の小型化には有効であるものの、第３レンズ群の前群の屈折力が強くなるため、変倍全域にわたって球面収差およびコマ収差のバランスをとることが困難となる。 Conditional expression (2) is a condition for miniaturizing the entire lens system and maintaining good imaging performance. Exceeding the upper limit of “0.7” is effective for reducing the size of the entire zooming system, but the refractive power of the front group of the third lens group becomes strong. It becomes difficult to balance.
このような構成においては、前群レンズおよび後群レンズの各レンズ面のうち少なくとも一面を非球面として、上記条件式（２）を満たすようにすることが望ましい。このようにすれば、第３レンズ群全体の屈折力を強くすることができるため、第３レンズ群が光軸に沿って大きく移動したとしても、変倍全域においてコマ収差、球面収差および像面湾曲のバランスを良好にとることができるようになる。 In such a configuration, it is desirable that at least one of the lens surfaces of the front group lens and the rear group lens is an aspherical surface so as to satisfy the conditional expression (2). In this way, since the refractive power of the entire third lens group can be increased, coma, spherical aberration, and image plane can be obtained over the entire zooming range even if the third lens group is largely moved along the optical axis. The curve can be well balanced.
さらに、本発明では、上記第３レンズ群の上記前群レンズのうち、負レンズのアッベ数をνｄ３ｎ、正レンズのアッベ数をνｄ３ｐとしたとき、以下の条件式（３）を満足するように構成した。
２５＜ν３ｐ−ν３ｎ （３）
Further, in the present invention, when the Abbe number of the negative lens among the front lens groups of the third lens group is νd3n and the Abbe number of the positive lens is νd3p, the following conditional expression (3) is satisfied. Configured.
25 <ν3p−ν3n (3)
ここで条件式（３）は、広角端から望遠端までの変倍全域にわたって軸上の色収差のバランスと像面湾曲を安定に保つための条件である。条件式（３）の範囲から外れると、軸上の色収差が＋方向（補正過剰）となり特に望遠側の短波長が大きく補正過剰となる。また、これを補正するために接合面の曲率半径を大きくすれば、像面の湾曲が増大し、良好な結像状態を保つことができない。 Here, conditional expression (3) is a condition for stably maintaining the axial chromatic aberration balance and field curvature over the entire zooming range from the wide-angle end to the telephoto end. Outside the range of the conditional expression (3), the axial chromatic aberration becomes the + direction (overcorrection), and in particular, the short wavelength on the telephoto side is greatly overcorrected. Further, if the radius of curvature of the joint surface is increased in order to correct this, the curvature of the image surface increases and a good imaging state cannot be maintained.
この条件式（３）は、前群レンズにおける接合面の曲率半径をレンズ加工の上で適正に保つための条件でもある。よって、条件式（３）の範囲から外れることにより、上記接合面の曲率半径が極めて小さな値となり、高い精度でのレンズ加工が必要とされることとなって、ひいては製造コストのアップに繋がることになる。 Conditional expression (3) is also a condition for appropriately maintaining the radius of curvature of the cemented surface in the front lens group in terms of lens processing. Therefore, by deviating from the range of the conditional expression (3), the radius of curvature of the joint surface becomes a very small value, and lens processing with high accuracy is required, which leads to an increase in manufacturing cost. become.
さらに、このようなレンズ構成においては、上記第２レンズ群のうちの負レンズのアッベ数をνｄ２ｎ、正レンズのアッベ数をνｄ２ｐとしたとき、以下の条件式（４）を満たすようにすることがより望ましい。
１５＜νｄ２ｎ−νｄ２ｐ （４）
Furthermore, in such a lens configuration, when the Abbe number of the negative lens in the second lens group is νd2n and the Abbe number of the positive lens is νd2p, the following conditional expression (4) is satisfied. Is more desirable.
15 <νd2n−νd2p (4)
この条件式（４）の範囲から外れると、軸上の色収差と倍率の色収差の補正を同時に満たすことが困難となる。また、第２レンズ群の接合面の曲率半径を小さくすることでこれら収差の補正を図ろうとすると、球面収差とコマ収差のバランスが著しく悪化してしまう。 If it is out of the range of conditional expression (4), it will be difficult to satisfy the correction of axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration at the same time. Further, if it is attempted to correct these aberrations by reducing the radius of curvature of the cemented surface of the second lens group, the balance between spherical aberration and coma aberration will be significantly deteriorated.
また、本発明では、上記第４レンズ群を負の屈折力を有するレンズ群とした。このように、負の屈折力を有するレンズ群を最終レンズ群とすることで、主点の位置が物体側に移動するため、レンズ系の全長を短くすることができる。 In the present invention, the fourth lens group is a lens group having negative refractive power. In this way, by setting the lens group having negative refractive power as the final lens group, the position of the principal point moves to the object side, so that the total length of the lens system can be shortened.
本発明のズームレンズによれば、物体距離が至近から無限大にわたり、広角端から望遠端まで各種収差が良好に補正されるため、高画質を満足する高性能で小型のズームレンズを提供することができる。 According to the zoom lens of the present invention, since the object distance is close to infinity and various aberrations are well corrected from the wide-angle end to the telephoto end, a high-performance and compact zoom lens satisfying high image quality is provided. Can do.
以下、本発明を具体化した一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に示すように、本実施の形態に係るズームレンズは、物体側より順に、負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、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。第４レンズ群Ｇ４と撮像素子の像面との間には、カバーガラス１０が配置されている。このカバーガラス１０は、割愛することも可能である。なお、図１では、第２レンズ群Ｇ２の上部が水平に切断されているが、これは光線の通らない部分をＤカットしたものである。 As shown in FIG. 1, the zoom lens according to the present embodiment includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a positive The third lens group G3 having refractive power and the fourth lens group G4 having negative refractive power are configured. A cover glass 10 is disposed between the fourth lens group G4 and the image plane of the image sensor. The cover glass 10 can be omitted. In FIG. 1, the upper portion of the second lens group G2 is cut horizontally, but this is a D-cut portion where light does not pass.
また、本実施の形態に係るズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は固定されており、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３は光軸に沿って移動可能に構成されている。こうしたレンズ構成において、広角端から望遠端への変倍を行うに際しては、第２レンズ群Ｇ２が像面側へ移動した後に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側に移動する。詳しくは、第２レンズ群Ｇ２は、その移動軌跡が物体側に凹状となるように光軸に沿って移動し（図９参照）、第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２に近づく方向にその移動軌跡が直線状となるように光軸に沿って移動する。 In the zoom lens according to the present embodiment, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed, and the second lens group G2 and the third lens group G3 are configured to be movable along the optical axis. Has been. In such a lens configuration, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves to the object side after moving to the image plane side, and the third lens group G3 moves along the optical axis. Move to the object side. Specifically, the second lens group G2 moves along the optical axis so that its movement locus is concave on the object side (see FIG. 9), and the third lens group G3 approaches the second lens group G2. And move along the optical axis so that the movement trajectory is linear.
このように、本実施の形態に係るズームレンズは、第３レンズ群Ｇ３の移動によって変倍が行われるとともに、第２レンズ群Ｇ２の移動によって合焦およびバックフォーカスの調整が行われる構成となっている。 As described above, the zoom lens according to the present embodiment has a configuration in which the zooming is performed by the movement of the third lens group G3 and the focusing and the back focus are adjusted by the movement of the second lens group G2. ing.
上記ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである第１レンズＬ１と、入射光を反射して光路を直角に折り曲げるプリズムＲ１（反射部材）とから構成されている。本実施の形態に係るズームレンズでは、プリズムＲ１として、光線の通過する入射面および出射面の形状が長方形（奥行き方向に長い）となる直角三角柱状のプリズムを採用している。よって、上述の第２レンズ群Ｇ２のＤカットされた構成と相まって、ズームレンズ全体の更なる小型化が図られている。 In the zoom lens, the first lens group G1 includes, in order from the object side, a first lens L1 that is a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a prism R1 that reflects incident light and bends the optical path at a right angle. Reflection member). In the zoom lens according to the present embodiment, a prism having a right triangular prism shape having a rectangular shape (long in the depth direction) is used as the prism R1. Therefore, in combination with the D-cut configuration of the second lens group G2 described above, the zoom lens as a whole is further reduced in size.
この反射部材としては、入射光を反射して光路を折り曲げる作用を有するものであればよく、本実施の形態のプリズムの他に、例えばミラーを採用することもできる。なお、便宜上、図２のレンズ断面図においては、プリズムＲ１を、その光路長と等価な平行平面板として表すことにする。 As the reflecting member, any member may be used as long as it has a function of reflecting incident light and bending an optical path. For example, a mirror can be adopted in addition to the prism of the present embodiment. For the sake of convenience, in the lens cross-sectional view of FIG. 2, the prism R1 is represented as a plane parallel plate equivalent to the optical path length.
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズである第２レンズＬ２と両凹レンズである第３レンズＬ３とを接合してなる１枚の接合レンズから構成される。この接合レンズは、正レンズと負レンズとの組合せであればその正負の屈折力の並びは限定されない。物体側のレンズが負レンズであり、像面側のレンズが正レンズであってもよい。また、この第２レンズ群Ｇ２は、上述の１枚の接合レンズに限定されるものではなく、分離した正負２枚のレンズから構成されてもよい。 The second lens group G2 includes one cemented lens formed by cementing a second lens L2 that is a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side and a third lens L3 that is a biconcave lens. As long as the cemented lens is a combination of a positive lens and a negative lens, the arrangement of the positive and negative refractive powers is not limited. The lens on the object side may be a negative lens, and the lens on the image plane side may be a positive lens. The second lens group G2 is not limited to the single cemented lens described above, and may be composed of two separated positive and negative lenses.
第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、絞りＳＴと、正の屈折力を有する前群レンズと両凹レンズである第６レンズＬ６（後群）とから構成される。前群レンズは、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである第４レンズＬ４と、両凸レンズである第５レンズＬ５との接合レンズによって構成されている。この前群レンズの接合レンズも、上記第２レンズ群Ｇ２の接合レンズと同様、正レンズと負レンズとの組合せであればその正負の屈折力の並びは限定されない。 The third lens group G3 includes, in order from the object side, a stop ST, a front group lens having positive refractive power, and a sixth lens L6 (rear group) that is a biconcave lens. The front lens group is constituted by a cemented lens of a fourth lens L4, which is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a fifth lens L5, which is a biconvex lens. Similarly to the cemented lens of the second lens group G2, the cemented lens of the front lens group is not limited in the arrangement of positive and negative refractive powers as long as it is a combination of a positive lens and a negative lens.
そして、第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズである第７レンズＬ７と両凸レンズである第８レンズＬ８との接合レンズによって構成されている。 The fourth lens group G4 includes a cemented lens of a seventh lens L7 that is a biconcave lens and an eighth lens L8 that is a biconvex lens.
本実施の形態では、必要に応じて、各レンズのレンズ面を非球面で形成している。これらレンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＺ、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Ａ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10としたとき、次式により表される。
本実施の形態に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、
０．２＜｜ｆ３／ｆ１｜＜０．５ （１）
を満足させることにより、至近距離から無限大（∞）まで変倍全域において収差の劣化を良好に抑制つつ、ズームレンズの小型化を図っている。
In the zoom lens according to the present embodiment, when the focal length of the first lens group G1 is f1, and the focal length of the third lens group G3 is f3,
0.2 <| f3 / f1 | <0.5 (1)
By satisfying the above, it is possible to reduce the size of the zoom lens while satisfactorily suppressing the deterioration of aberration in the entire zooming range from the close range to infinity (∞).
また、変倍全域にわたって球面収差およびコマ収差のバランスを良好にとるために、本実施の形態に係るズームレンズでは、第３レンズ群Ｇ３の前群レンズの焦点距離をｆ３ａ、同第３レンズ群Ｇ３の後群レンズの焦点距離をｆ３ｂとしたとき、
｜ｆ３ａ／ｆ３ｂ｜＜０．７ （２）
を満足するようにしている。
In order to achieve a good balance between spherical aberration and coma over the entire zoom range, in the zoom lens according to the present embodiment, the focal length of the front lens group of the third lens group G3 is f3a, and the third lens group. When the focal length of the rear lens group of G3 is f3b,
| F3a / f3b | <0.7 (2)
To be satisfied.
また、第３レンズ群Ｇ３の前群レンズのうち、負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ３ｎ、正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ３ｐとしたとき、
２５＜νｄ３ｐ−νｄ３ｎ （３）
を満足させることにより、広角端から望遠端までの変倍全域にわたって軸上の色収差のバランスと像面湾曲を安定に保っている。
Further, among the front lens groups of the third lens group G3, when the Abbe number with respect to the d-line of the negative lens is νd3n and the Abbe number with respect to the d-line of the positive lens is νd3p,
25 <νd3p−νd3n (3)
By satisfying the above, the balance of axial chromatic aberration and the curvature of field are stably maintained over the entire zooming range from the wide-angle end to the telephoto end.
さらに、本実施の形態に係るズームレンズにおいては、第２レンズ群Ｇ２の前群レンズのうち、負レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２ｎ、正レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２ｐとしたとき、
１５＜νｄ２ｎ−νｄ２ｐ （４）
を満足することで、軸上の色収差と倍率の色収差の良好な補正を行っている。
Furthermore, in the zoom lens according to the present embodiment, when the Abbe number with respect to the d-line of the negative lens is νd2n and the Abbe number with respect to the d-line of the positive lens is νd2p among the front lens groups of the second lens group G2.
15 <νd2n−νd2p (4)
By satisfying the above, it is possible to satisfactorily correct axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration.
次に、本実施の形態に係るズームレンズの数値実施例を示す。数値実施例１において、バックフォーカスＢＦは、第８レンズＬ８の像面側の面から近軸像面までの距離を空気換算長により示したものであり、レンズ全長Ｌは、第１レンズＬ１の物体側面から第８レンズＬ８の像面側の面までの距離に上記バックフォーカスＢＦの値を加えたものである。 Next, numerical examples of the zoom lens according to the present embodiment will be described. In Numerical Example 1, the back focus BF indicates the distance from the image plane side surface of the eighth lens L8 to the paraxial image plane in terms of the air conversion length, and the total lens length L is equal to that of the first lens L1. The value of the back focus BF is added to the distance from the object side surface to the image side surface of the eighth lens L8.
また、ｉは物体側より数えた面番号を示し、Ｒは曲率半径を示し、ｄは光軸に沿ったレンズ面間の距離（面間隔）を示し、Ｎｄはｄ線に対する屈折率を、νｄはｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面の面には、面番号ｉの後に＊（アスタリスク）の符号を付加して示す。 Further, i indicates a surface number counted from the object side, R indicates a radius of curvature, d indicates a distance (surface interval) between lens surfaces along the optical axis, Nd indicates a refractive index with respect to d-line, and νd Indicates the Abbe number for the d line. An aspheric surface is indicated by adding a symbol of * (asterisk) after the surface number i.
（数値実施例１）
基本的なレンズデータを以下に示す。
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ Ｒ ｄ Ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1* 25.970 0.800 1.496997 81.58
2* 7.888 2.000
3 ∞ 5.500 1.834001 37.33
4 ∞ 可変
5 -24.195 1.200 1.728247 28.31（＝νｄ２ｐ）
6 -7.576 0.600 1.719995 50.32（＝νｄ２ｎ）
7 15.944 可変
8（絞り） ∞ 0.100
9* 4.433 0.800 1.821146 24.05（＝νｄ３ｎ）
10 3.065 1.600 1.617996 63.37（＝νｄ３ｐ）
11 -7.840 0.500
12 -32.615 0.650 1.524674 56.54
13* 13.583 可変
14 -82.087 0.650 1.696800 55.44
15 6.372 1.400 1.583129 59.42
16* -41.044 0.400
17 ∞ 0.800 1.516328 64.12
18 ∞ 3.9124
（像面） ∞
(Numerical example 1)
Basic lens data is shown below.
Unit mm
Surface data Surface number i R d Nd νd
(Surface) ∞ ∞
1 * 25.970 0.800 1.496997 81.58
2 * 7.888 2.000
3 ∞ 5.500 1.834001 37.33
4 ∞ variable
5 -24.195 1.200 1.728247 28.31 (= νd2p)
6 -7.576 0.600 1.719995 50.32 (= νd2n)
7 15.944 Variable
8 (Aperture) ∞ 0.100
9 * 4.433 0.800 1.821146 24.05 (= νd3n)
10 3.065 1.600 1.617996 63.37 (= νd3p)
11 -7.840 0.500
12 -32.615 0.650 1.524674 56.54
13 * 13.583 variable
14 -82.087 0.650 1.696800 55.44
15 6.372 1.400 1.583129 59.42
16 * -41.044 0.400
17 ∞ 0.800 1.516328 64.12
18 ∞ 3.9124
(Image plane) ∞
各種データ
ズーム比 2.796
広角端 中間 望遠端
全系焦点距離ｆ 4.649 7.879 12.999
Ｆナンバー 3.850 5.262 7.149
半画角ω（°） 31.24 19.69 12.24
像高 2.820 2.820 2.820
レンズ全長Ｌ 32.34 32.34 32.34
バックフォーカスＢＦ 4.840 4.840 4.840
ｄ４ 1.000 3.005 0.973
ｄ７ 8.200 3.212 1.125
ｄ１３ 2.500 5.483 9.602
ｆ１＝−２３．１３５
ｆ３＝６．５９９
ｆ３ａ＝５．３４６
ｆ３ｂ＝−１８．１８９
νｄ２ｐ＝２８．３１
νｄ２ｎ＝５０．３２
νｄ３ｐ＝６３．３７
νｄ３ｎ＝２４．０５
Various data Zoom ratio 2.796
Wide-angle end Medium Telephoto end focal length f 4.649 7.879 12.999
F number 3.850 5.262 7.149
Half angle of view ω (°) 31.24 19.69 12.24
Image height 2.820 2.820 2.820
Total lens length L 32.34 32.34 32.34
Back focus BF 4.840 4.840 4.840
d4 1.000 3.005 0.973
d7 8.200 3.212 1.125
d13 2.500 5.483 9.602
f1 = −23.135
f3 = 6.599
f3a = 5.346
f3b = -18.189
νd2p = 28.31
νd2n = 50.32
νd3p = 63.37
νd3n = 24.05
非球面データ
第１面
ｋ=1.970631E+01,Ａ4=1.194485E-03,Ａ6=-7.297866E-06,Ａ8=1.633190E-07,Ａ10=-7.733317E-09
第２面
ｋ=1.946994,Ａ4=9.162133E-04,Ａ6=2.694145E-05
第９面
ｋ=-1.040780,Ａ4=6.376421E-04,Ａ6=4.073273E-05,Ａ8=5.106008E-06,Ａ10=-5.502352E-06
第１３面
ｋ=3.893971,Ａ4=1.808497E-03,Ａ6=1.002331E-04
第１６面
ｋ=-2.718147E+03,Ａ4=4.688125E-04,Ａ6=1.023488E-04,Ａ8=2.343366E-06,Ａ10=-1.786933E-06
Aspherical data first surface k = 1.970631E + 01, A 4 = 1.194485E-03, A 6 = -7.297866E-06, A 8 = 1.633190E-07, A 10 = -7.733317E-09
Second surface k = 1.946994, A 4 = 9.162133E-04, A 6 = 2.694145E-05
9th surface k = -1.040780, A 4 = 6.376421E-04, A 6 = 4.073273E-05, A 8 = 5.106008E-06, A 10 = -5.502352E-06
13th surface k = 3.893971, A 4 = 1.808497E-03, A 6 = 1.002331E-04
16th surface k = -2.718147E + 03, A 4 = 4.688125E-04, A 6 = 1.023488E-04, A 8 = 2.343366E-06, A 10 = -1.786933E-06
各条件式の値を以下に示す。
｜ｆ３／ｆ１｜＝０．２８５
｜ｆ３ａ／ｆ３ｂ｜＝０．２９４
νｄ３ｐ−νｄ３ｎ＝３９．３２
νｄ２ｎ−νｄ２ｐ＝２２．０１
このように、本数値実施例１によるズームレンズは、条件式（１）、（２）、（３）を満たしている。また、条件式（４）も満たしている。
The value of each conditional expression is shown below.
| F3 / f1 | = 0.285
| F3a / f3b | = 0.294
νd3p−νd3n = 39.32
νd2n−νd2p = 22.01
As described above, the zoom lens according to Numerical Example 1 satisfies the conditional expressions (1), (2), and (3). Conditional expression (4) is also satisfied.
図３、図５、図７は、数値実施例１のズームレンズについて、半画角ωに対応する横収差をタンジェンシャル方向とサジタル方向に分けて示したものである。このうち図３は広角端（Ｗ）における横収差を、図５は中間位置（Ｎ）における横収差を、図７は望遠端（Ｔ）における横収差をそれぞれ示したものである。 3, 5, and 7 show the lateral aberration corresponding to the half angle of view ω separately for the tangential direction and the sagittal direction for the zoom lens of Numerical Example 1. FIG. 3 shows the lateral aberration at the wide-angle end (W), FIG. 5 shows the lateral aberration at the intermediate position (N), and FIG. 7 shows the lateral aberration at the telephoto end (T).
また、図４、図６、図８は、数値実施例１のズームレンズについて、球面収差ＳＡ（ｍｍ）、非点収差ＡＳ（ｍｍ）、および歪曲収差ＤＩＳＴ（％）をそれぞれ示したものである。このうち図４は広角端（Ｗ）における各収差を、図６は中間位置（Ｎ）における各収差を、図８は望遠端（Ｔ）における各収差をそれぞれ示したものである。これら収差図において、球面収差図には、５８７．５６ｎｍ、４３５．８４ｎｍ、６５６．２７ｎｍ、４８６．１３ｎｍ、５４６．０７ｎｍの各波長に対する収差量とともに、正弦条件違反量ＯＳＣを併せて示し、非点収差図には、サジタル像面Ｓにおける収差量とタンジェンシャル像面Ｔにおける収差量とをそれぞれ示す。 4, 6 and 8 show the spherical aberration SA (mm), astigmatism AS (mm) and distortion aberration DIST (%), respectively, for the zoom lens of Numerical Example 1. FIG. . 4 shows aberrations at the wide-angle end (W), FIG. 6 shows aberrations at the intermediate position (N), and FIG. 8 shows aberrations at the telephoto end (T). In these aberration diagrams, the spherical aberration diagram shows the amount of aberration for each wavelength of 587.56 nm, 435.84 nm, 656.27 nm, 486.13 nm, and 546.07 nm, as well as the sine condition violation amount OSC. In the aberration diagram, an aberration amount on the sagittal image surface S and an aberration amount on the tangential image surface T are shown.
このように、本数値実施例１に係るズームレンズによれば、各種収差が良好に補正される。なお、図３〜図８の各収差図は、物体距離＝無限大（∞）における収差をそれぞれ示したものである。 Thus, according to the zoom lens according to Numerical Example 1, various aberrations are favorably corrected. Each of the aberration diagrams in FIGS. 3 to 8 shows aberrations at object distance = infinity (∞).
したがって、本実施の形態に係るズームレンズを、携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末等の撮像光学系に適用した場合、当該カメラ等の高機能化と小型化の両立を図ることができる。 Therefore, when the zoom lens according to the present embodiment is applied to an imaging optical system such as a mobile phone, a digital still camera, or a portable information terminal, it is possible to achieve both high functionality and downsizing of the camera.
ところで、本実施の形態に係るズームレンズは、上記条件式（１）を満たすことにより、変倍において、広角端での第２レンズ群Ｇ２の光軸上の位置と望遠端での第２レンズ群Ｇ２の光軸上の位置とがほぼ一致するように構成されている。この点について、以下説明する。 By the way, the zoom lens according to the present embodiment satisfies the above conditional expression (1), so that the second lens at the telephoto end and the position on the optical axis of the second lens group G2 at the wide angle end in zooming. The position on the optical axis of the group G2 is substantially matched. This point will be described below.
上述のように、本実施の形態に係るズームレンズは、第２レンズ群Ｇ２の移動によって合焦およびバックフォーカスの調整が行われる構成となっている。このため、図９に示すように、第２レンズ群Ｇ２は、物体距離が無限大（∞）の場合には実線で示すような軌跡を辿って移動するのに対し、物体距離が至近距離、例えば物体距離が１０ｃｍの場合には、物体側に繰出し量Δｚだけシフトした軌跡、すなわち図中に破線で示すような軌跡を辿って移動することになる。 As described above, the zoom lens according to the present embodiment is configured such that focusing and back focus adjustment are performed by the movement of the second lens group G2. For this reason, as shown in FIG. 9, when the object distance is infinite (∞), the second lens group G2 moves along a trajectory as indicated by a solid line, whereas the object distance is a close distance, For example, when the object distance is 10 cm, the object moves by following a locus shifted toward the object side by the feed amount Δz, that is, a locus shown by a broken line in the drawing.
表１は、物体距離が無限大のときの第２レンズ群Ｇ２の光軸上の位置と、物体距離が１０ｃｍのときの第２レンズ群Ｇ２の光軸上の位置との差分（繰出し量Δｚ）を示したものである。 Table 1 shows the difference between the position on the optical axis of the second lens group G2 when the object distance is infinite and the position on the optical axis of the second lens group G2 when the object distance is 10 cm (feed amount Δz). ).
表１に示されるように、本実施の形態に係るズームレンズにおいては、繰出し量Δｚが広角端と望遠端とでほぼ同一の値となっている。図９〜図１５は、上記数値実施例１の構成のズームレンズにおいて、物体距離が１０ｃｍの場合の広角端・中間位置・望遠端における各収差図である。 As shown in Table 1, in the zoom lens according to the present embodiment, the feeding amount Δz is substantially the same value at the wide-angle end and the telephoto end. 9 to 15 are aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end when the object distance is 10 cm in the zoom lens having the configuration of the numerical value example 1. FIG.
これら収差図に示されるように、本実施の形態に係るズームレンズでは、物体距離が無限大のときと至近距離とで収差の劣化がほとんどなく、至近距離から無限大まで変倍全域にわたって収差が良好に補正される。 As shown in these aberration diagrams, in the zoom lens according to the present embodiment, there is almost no deterioration of the aberration between the infinite distance and the close distance, and the aberration is in the entire zoom range from the close distance to infinity. Corrected well.
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｒ１ プリズム
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
ＳＴ 絞り
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｌ７ 第７レンズ
Ｌ８ 第８レンズ
１０ カバーガラス
G1 1st lens group G2 2nd lens group G3 3rd lens group G4 4th lens group L1 1st lens R1 Prism L2 2nd lens L3 3rd lens ST Aperture L4 4th lens L5 5th lens L6 6th lens L7 6th lens 7 lens L8 8th lens 10 cover glass
Claims (6)
前記第１レンズ群は、物体側より順に、負のメニスカスレンズと、入射光を反射して光路を折り曲げる反射部材とから構成され、
前記第２レンズ群は、正負２枚のレンズから構成され、
前記第３レンズ群は、物体側より順に、絞りと、正負２枚のレンズからなる接合レンズであって正の屈折力を有する前群レンズと、物体側に凹面を向けた１枚のレンズであって負の屈折力を有する後群レンズとから構成されており、
前記第４レンズ群は、正負２枚のレンズからなる接合レンズから構成され、
変倍に際して、前記第１レンズ群および前記第４レンズ群が固定されるとともに、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群が光軸に沿って移動される、
ことを特徴とするズームレンズ。 In order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a first lens group having a positive or negative refractive power. It consists of 4 lens groups,
The first lens group includes, in order from the object side, a negative meniscus lens and a reflecting member that reflects incident light and bends the optical path.
The second lens group is composed of two positive and negative lenses,
The third lens group includes, in order from the object side, a stop, a front lens having a positive refractive power, which is a cemented lens composed of two positive and negative lenses, and a single lens having a concave surface facing the object side. And is composed of a rear lens group having negative refractive power,
The fourth lens group is composed of a cemented lens composed of two positive and negative lenses,
During zooming, the first lens group and the fourth lens group are fixed, and the second lens group and the third lens group are moved along the optical axis.
A zoom lens characterized by that.
前記第２レンズ群は、像面側へ移動した後に物体側へ移動し、
前記第３レンズ群は、物体側に移動する、
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 When zooming from the wide-angle end to the telephoto end,
The second lens group moves to the object side after moving to the image plane side,
The third lens group moves toward the object side;
The zoom lens according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
０．２＜｜ｆ３／ｆ１｜＜０．５ When the focal length of the first lens group is f1, and the focal length of the third lens group is f3, the following conditional expression is satisfied:
The zoom lens according to claim 1, wherein:
0.2 <| f3 / f1 | <0.5
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
｜ｆ３ａ／ｆ３ｂ｜＜０．７ When the focal length of the front lens group of the third lens group is f3a and the focal length of the rear lens group is f3b, the following conditional expression is satisfied:
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is a zoom lens.
| F3a / f3b | <0.7
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
２５＜νｄ３ｐ−νｄ３ｎ When the Abbe number of the negative lens with respect to the d-line is νd3n and the Abbe number of the positive lens with respect to the d-line is νd3p among the front group lenses of the third lens group, the following conditional expression is satisfied:
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is a zoom lens.
25 <νd3p−νd3n
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のズームレンズ。 The fourth lens group has negative refractive power;
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is a zoom lens.
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