JP5659762B2 - Zoom lens, camera, and portable information terminal device - Google Patents
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Description
この発明は、ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置に関する。
この発明のズームレンズは、デジタルカメラやビデオカメラの撮影光学系として好適に使用できるが、勿論、銀塩写真の撮影光学系として用いることもできる。
The present invention relates to a zoom lens, a camera, and a portable information terminal device.
The zoom lens of the present invention can be suitably used as a photographic optical system for a digital camera or a video camera, but of course can also be used as a photographic optical system for a silver salt photograph.
デジタルカメラが広く普及し、デジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたっている。高画質化と小型化は常にユーザの欲するところであり、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。 Digital cameras have become widespread, and user demands for digital cameras are also diverse. High image quality and miniaturization are always desired by users, and zoom lenses used as photographing lenses are also required to have both high performance and miniaturization.
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）」を短縮することが求められ、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。
高性能化という面では、少なくとも「１０００万〜１５００万画素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求められる。
撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの短焦点端の半画角は３８度以上であることが望ましい。半画角：３８度は「３５ｍｍ銀塩カメラ（所謂ライカ版）換算の焦点距離で２８ｍｍに相当する。
In terms of miniaturization, it is first required to shorten the “lens length in use (distance from the lens surface closest to the object side to the image plane)”. Is also important.
In terms of high performance, it is required to have at least “resolving power corresponding to an image sensor with 10 to 15 million pixels” over the entire zoom range.
There are many users who desire a wider angle of view of the taking lens, and it is desirable that the half angle of view at the short focal end of the zoom lens is 38 degrees or more. Half angle of view: 38 ° corresponds to “35 mm in terms of focal length in terms of a 35 mm silver salt camera (so-called Leica version).
変倍比についてもなるべく大きなものが望まれているが「３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜３００ｍｍ相当程度（約１０．７倍）のズームレンズ」であれば、一般的な撮影の殆ど全てをこなすことが可能と考えられる。 A zoom ratio as large as possible is desired, but if it is a “zoom lens equivalent to 28 to 300 mm (about 10.7 times) at a focal length equivalent to a 35 mm silver-salt camera”, most of general photography is performed. It seems possible to do everything.
デジタルカメラ用のズームレンズで高変倍化に適したタイプとして、物体側から順に、正の焦点距離を持つ第１レンズ群、負の焦点距離を持つ第２レンズ群、正の焦点距離を持つ第３レンズ群、正の焦点距離を持つ第４レンズ群を配し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化するものがある。 A zoom lens for digital cameras suitable for high zooming, in order from the object side, a first lens group having a positive focal length, a second lens group having a negative focal length, and a positive focal length A third lens group and a fourth lens group having a positive focal length are arranged, and the distance between the first lens group and the second lens group increases upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end. And the distance between the third lens group decreases and the distance between the third lens group and the fourth lens group changes.
このタイプのズームレンズでは、第１レンズ群が「広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動」するタイプが好ましい。広角端でのレンズ全長を望遠端に比べて短くすることにより、第１レンズ群の大型化を抑制しつつ十分な広角化が可能となる。 In this type of zoom lens, a type in which the first lens group is “moved so as to be positioned closer to the object side at the telephoto end than at the wide-angle end” is preferable. By making the total lens length at the wide-angle end shorter than that at the telephoto end, it is possible to sufficiently widen the angle while suppressing an increase in the size of the first lens group.
一方、高変倍化や長焦点化に伴って発生しやすくなる色収差の補正には「異常分散性を有するレンズ」の使用が有効であることが知られている。 On the other hand, it is known that the use of a “lens having anomalous dispersion” is effective in correcting chromatic aberration that tends to occur with higher zoom ratio and longer focal length.
上記「４レンズ群構成で、異常分散性を有するレンズを使用したもの」として特許文献１、２等に記載のものが知られている。
特許文献１記載のズームレンズは、広角端の半画角が３７度程度に広角化されているが、全体で１４枚と構成枚数が多く、小型化（収納時の全長短縮）や低コスト化の点でなお改良の余地がある。
In the zoom lens described in
特許文献２記載のズームレンズは、比較的簡単な構成で広角化・高変倍化を実現しているが「望遠端における全長」がやや長く、小型化の面で改良の余地がある。
The zoom lens described in
この発明は上述したところに鑑み、物体側から順に正・負・正・正のパワー配分を持つ４レンズ群構成で、その第３レンズ群に含まれる２枚の正レンズの材料を好適に選択することにより、構成枚数：１０枚程度の小型なズームレンズで、広角端の半画角：３８度以上、変倍比：８倍以上、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応可能な解像力の実現を可能ならしむることを課題とする。 In view of the above, the present invention has a four-lens group configuration having positive, negative, positive, and positive power distribution in order from the object side, and preferably selects materials for the two positive lenses included in the third lens group. By doing so, it is a compact zoom lens with about 10 components, and a resolution that can accommodate an image sensor with 10 to 15 million pixels, with a half angle of view at the wide-angle end of 38 degrees or more, and a zoom ratio of 8 or more. The challenge is to make it possible to achieve this.
この発明はまた、構成枚数：１０枚程度と小型で、広角端の半画角：３８度以上、変倍比：８倍以上で、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応可能な解像力を持つ高性能なズームレンズの実現を課題とする。また、この発明のズームレンズを用いるカメラ装置、携帯情報端末装置の実現を課題とする。 The present invention also has a resolving power compatible with an image sensor of 10 to 15 million pixels with a small number of components: about 10 and a half angle of view at the wide-angle end of 38 degrees or more and a zoom ratio of 8 or more. The realization of a high-performance zoom lens is a challenge. Another object of the present invention is to realize a camera device and a portable information terminal device using the zoom lens of the present invention.
請求項１記載のズームレンズは「物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を配し、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを配してなり、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３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大し、且つ、望遠端において、第１レンズ群および第３レンズ群が広角端におけるよりも物体側に、第２レンズ群が広角端におけるよりも像側に位置するように移動するズームレンズ」であって、以下の点を特徴とする。
The zoom lens according to
即ち、第１レンズ群が、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズと、正レンズとを有し、第１レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも２枚について、その材料の、ｄ線に対する屈折率：ｎｄ、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率：ｎｇ、ｎＦ、ｎＣにより、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
で定義される部分分散比：Ｐｇ，Ｆ、アッベ数：νｄ、が、条件：
（１） １．５２ ＜ｎｄ＜ １．６５
（２） ６５．０ ＜νｄ＜ ７５．０
（３） ０．００５ ＜Ｐｇ，Ｆ−（−０．００１８０２×νｄ＋０．６４８３）
＜ ０．０５０
を満足する。
That is, the first lens group includes, in order from the object side, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and a positive lens. For at least two positive lenses included in the first lens group, Refractive index for d line: n d , g line, F line, C line Refractive index: n g , n F , n C
P g, F = (n g -n F) / (n F -n C)
The partial dispersion ratio defined by: P g, F , Abbe number: ν d , conditions:
(1) 1.52 <n d < 1.65
(2) 65.0 <ν d <75.0
(3) 0.005 <P g, F − (− 0.001802 × ν d +0.6483)
<0.050
Satisfied.
請求項１記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際する第１レンズ群の総移動量：Ｘ１，望遠端における全系の焦点距離：ｆＴが、条件：
（４） ０．１ ＜Ｘ１／ｆＴ＜ ０．３
を満足することが好ましい（請求項２）。
In the zoom lens according to the first aspect, the total movement amount of the first lens unit when zooming from the wide-angle end to the telephoto end: X 1 , and the focal length of the entire system at the telephoto end: f T are as follows:
(4) 0.1 <X 1 / f T <0.3
Is preferably satisfied (claim 2).
請求項１または２記載のズームレンズは、第１レンズ群に含まれる正レンズのうちで、条件（１）、（２）、（３）を満足する少なくとも２枚について、その個別の焦点距離：ｆａｐ、広角端における焦点距離：ｆＷが、条件：
（５） ５．０ ＜ｆａｐ／ｆＷ＜ １２．０
を満足することが好ましい（請求項３）。
The zoom lens according to
(5) 5.0 <f ap / f W <12.0
Is preferably satisfied (Claim 3).
請求項１〜３の任意の１に記載のズームレンズは、第１レンズ群の焦点距離；ｆ１、広角端における焦点距離：ｆＷが、条件：
（６） ５．０ ＜ｆ１／ｆＷ＜ ８．０
を満足することが好ましい（請求項４）。
The zoom lens according to any one of
(6) 5.0 <f1 / f W <8.0
Is preferably satisfied (claim 4).
請求項１〜４の任意の１に記載に記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍の際の第１レンズ群と第２レンズ群の間隔変化量：Ｘ１−２、望遠端における焦点距離：ｆＴが、条件：
（７） ０．２５ ＜Ｘ１−２／ｆＴ＜ ０．３５
を満足することが好ましい（請求項５）。
The zoom lens according to any one of
(7) 0.25 <X 1-2 / f T <0.35
Is preferably satisfied (Claim 5).
請求項１〜５の任意の１に記載のズームレンズは、望遠端における、レンズ全長：ＴＬＴ、望遠端における焦点距離：ｆＴが、条件：
（８） ０．９ ＜ＴＬＴ／ｆＴ＜ １．１
を満足することが好ましい（請求項６）。
The zoom lens according to any one of
(8) 0.9 <TL T / f T <1.1
Is preferably satisfied (claim 6).
請求項１〜６の任意の１に記載のズームレンズは、第１レンズ群に含まれる負レンズの材料の、屈折率：ｎｄ_ｎ、アッベ数：νｄ_ｎが、条件：
（９） １．８ ＜ｎｄ＿ｎ＜ ２．１
（１０） １５．０ ＜νｄ＿ｎ＜ ３５．０
を満足することが好ましい（請求項７）。
The zoom lens according to any one of
(9) 1.8 <n d _n <2.1
(10) 15.0 <ν d _n <35.0
Is preferably satisfied (claim 7).
請求項１〜７の任意の１に記載のズームレンズは、
第１レンズ群の光軸上の厚さ：Ｄ１、広角端における焦点距離：ｆｗが、条件：
（１１） １．０ ＜Ｄ１／ｆｗ＜ １．５
を満足することが好ましい（請求項８）。第１レンズ群の光軸上の厚さ：Ｄ１は「第１レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離」である。
The zoom lens according to any one of
The thickness of the first lens group on the optical axis: D1, and the focal length at the wide-angle end: fw are the conditions:
(11) 1.0 <D1 / fw <1.5
Is preferably satisfied (claim 8). Thickness on the optical axis of the first lens group: D1 is “a distance on the optical axis from the most object side surface to the most image side surface of the first lens group”.
請求項１〜８の任意の１に記載のズームレンズは「ズームレンズによる像を撮像素子により読取る情報装置」に用いられることができ、この場合に、その歪曲収差が「撮像素子により情報化されたデータの電子的な処理により補正できる範囲で許容されている」構成とすることができる（請求項９）。
The zoom lens according to any one of
この発明のカメラは、請求項１〜９の任意の１に記載のズームレンズを撮影用光学系として有するカメラである（請求項１０）。また、この発明の携帯情報端末装置は、請求項１〜９の任意の１に記載のズームレンズを「カメラ機能部の撮影用光学系」として有することを特徴とする（請求項１１）。
A camera of the present invention is a camera having the zoom lens according to any one of
説明を補足する。
物体側から像側へ向かって、正・負・正・正の屈折力を配分した４レンズ群構成のズームレンズでは、第２レンズ群が主要な変倍作用を負担する所謂バリエータとして構成されるのが普通である。
Supplement the explanation.
In a zoom lens having a four lens group configuration in which positive, negative, positive, and positive refractive powers are distributed from the object side to the image side, the second lens unit is configured as a so-called variator that bears a main zooming action. Is normal.
しかし、この発明のズームレンズは「第３レンズ群にも変倍作用を分担」させることにより第２レンズ群の「変倍作用に対する負担」を軽くすることにより、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。 However, the zoom lens according to the present invention reduces the “burden on the zooming action” of the second lens group by “sharing the zooming action to the third lens group”, thereby widening the angle and increasing the zooming power. The degree of freedom of aberration correction that becomes difficult with this is ensured.
また、広角端から望遠端への変倍の際に、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するようにしている。 Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the height of the light beam passing through the first lens group is reduced at the wide-angle end by moving the first lens unit largely toward the object side. In addition to suppressing the accompanying increase in the size of the first lens group, a long distance is achieved by ensuring a large “interval between the first lens group and the second lens group” at the telephoto end.
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。
第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズと、正レンズとを有し、第1レンズ群に含まれる正レンズのうちの少なくとも２枚の材料が、条件（１）〜（３）を満足する。
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the “interval between the first lens group and the second lens group” becomes large, and the “interval between the second lens group and the third lens group” becomes small, and the second lens group. The magnification (absolute value) of the third lens group increases, and the zooming action is shared with each other.
The first lens group includes , in order from the object side, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and a positive lens, and at least two materials of the positive lenses included in the first lens group satisfy the condition ( Satisfy 1) to (3).
高変倍化、特に「望遠端の焦点距離を長く」しようとすると、望遠側における「軸上色収差の２次スペクトル」の補正が難しくなる。
広角端の焦点距離を短くして「より広角化」しようとすると、広角側における「倍率色収差の２次スペクトル」の補正が難しくなる。
If high zooming is attempted, particularly “long focal length at the telephoto end”, correction of the “secondary spectrum of longitudinal chromatic aberration” on the telephoto side becomes difficult.
If the focal length at the wide-angle end is shortened to make “more wide-angle”, it becomes difficult to correct the “secondary spectrum of lateral chromatic aberration” on the wide-angle side.
請求項１では、これら色収差（棒縁側における軸上色収差の２次スペクトル、広角側における倍率色収差の２次スペクトル）を異常分散材料（異常分散性の大きな材料）を用いて補正しようとするものであり、その光学特性に大きな特徴がある。
軸上色収差の２次スペクトルの低減のためには、軸上光線高さが高いレンズ群に「特殊低分散ガラス」を用いると効果が大きいことが知られている。
望遠側においては第１レンズ群で「軸上光線高さ」が最も高く、特殊低分散ガラスの採用により「軸上色収差の２次スペクトルの十分な低減」が可能となる。しかしながら「特殊低分散ガラス」は一般に屈折率が低いため、これを用いると「単色収差の補正能力」が低下する。
In
In order to reduce the secondary spectrum of axial chromatic aberration, it is known that the use of “special low dispersion glass” for a lens group having a high axial ray height is highly effective.
On the telephoto side, the “first axial ray height” is the highest in the first lens group, and “adequate reduction of the secondary spectrum of axial chromatic aberration” becomes possible by using special low dispersion glass. However, since the “special low dispersion glass” generally has a low refractive index, the “monochromatic aberration correction ability” decreases when this is used.
従って、第１レンズ群を少ない枚数で構成しつつ「単色収差・色収差をバランス良く低減」しようとする場合には、特殊低分散ガラスの使用は必ずしも十分な効果を上げない。 Accordingly, when the first lens group is configured with a small number of lenses and “one monochromatic aberration / chromatic aberration is reduced in a balanced manner”, the use of special low dispersion glass does not necessarily give a sufficient effect.
請求項１のズームレンズは上記のように、第１レンズ群中の少なくとも２枚の正レンズを条件（１）〜（３）を満足する屈折率・アッベ数・異常分散性をもった光学ガラスで構成する。
As described above, the zoom lens according to
これにより、第１レンズ群が３枚以下の少ない枚数でも、色収差の２次スペクトルを低減し、かつ、単色収差の十分な補正も可能となる。 As a result, even when the number of first lens groups is as small as three or less, the secondary spectrum of chromatic aberration can be reduced, and monochromatic aberration can be sufficiently corrected.
条件（１）の下限を超えると「単色収差の補正」が不十分となり、条件（２）の下限を超えると「色収差の補正」が不十分となる。 When the lower limit of the condition (1) is exceeded, “correction of monochromatic aberration” becomes insufficient, and when the lower limit of the condition (2) is exceeded, “correction of chromatic aberration” becomes insufficient.
条件（３）の下限を超えると「色収差の２次スペクトルの補正」が不十分となる。 If the lower limit of condition (3) is exceeded, “correction of the secondary spectrum of chromatic aberration” becomes insufficient.
条件（１）〜（３）の全てにつき、上限を超える光学ガラスは存在しないか、存在したとしても非常に特殊かつ高価であり、その使用はズームレンズのコストの面から現実的でない。 In all of the conditions (1) to (3), there is no optical glass exceeding the upper limit, or even if it exists, it is very special and expensive, and its use is not practical from the viewpoint of the cost of the zoom lens.
広角化・長焦点化のために重要な第１レンズ群の移動量に関連して、条件（４）を満足することにより、十分な収差補正が可能となる。 When the condition (4) is satisfied in relation to the amount of movement of the first lens group that is important for widening the angle and increasing the focal length, sufficient aberration correction can be performed.
条件（４）の下限を超えると、変倍に伴う第１レンズ群の移動量が小さくなるため、第２レンズ群の移動量が制限されて「第２レンズ群の変倍への寄与」が小さくなり、第３レンズ群の変倍機能の負担が増加するか、あるいは、第１レンズ群・第２レンズ群の屈折力を強めなければならなくなって各種収差が悪化しやすい。
また、広角端におけるレンズ全長が長くなり、第１レンズ群を通過する光線高さが増加し、第１レンズ群の大型化を招来する。
反対に、条件（４）の上限を超えるときは、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。「広角端での全長」が短くなりすぎると、第３レンズ群の移動スペースが制限され、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。
If the lower limit of the condition (4) is exceeded, the amount of movement of the first lens group associated with zooming becomes small, so that the amount of movement of the second lens group is limited, and “contribution to zooming of the second lens group” occurs. It becomes smaller, the burden of the zooming function of the third lens group increases, or the refractive power of the first lens group and the second lens group has to be increased, and various aberrations are likely to deteriorate.
In addition, the total lens length at the wide-angle end is increased, the height of light passing through the first lens group is increased, and the size of the first lens group is increased.
On the contrary, when the upper limit of the condition (4) 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” becomes 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 “overall aberration correction” difficult.
また「望遠端での全長」が長くなりすぎると、レンズ全長の小型化の妨げになるのみならず、望遠端での周辺光量確保のために径方向が大型化したり、また「鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化」も招きやすくなったりする。 Also, if the “total length at the telephoto end” becomes too long, not only will the size of the entire lens be reduced, but the radial direction will increase in order to secure the amount of peripheral light at the telephoto end. Degradation of image performance due to manufacturing errors such as “is prone to occur”.
条件（５）の上限を超えると、第１レンズ群中に用いた「異常分散材料による正レンズ」の屈折力が小さく「２次スペクトルの十分な低減」を実現できずに、十分な色収差補正が行えない場合がある。 If the upper limit of condition (5) is exceeded, the refractive power of the “positive lens made of anomalous dispersion material” used in the first lens group is small, and “sufficient reduction of the secondary spectrum” cannot be realized, and sufficient chromatic aberration correction is achieved. May not be possible.
条件（５）の下限を超えると、第１レンズ群中に用いた「異常分散材料による正レンズ」の屈折力が大きく、色収差補正と球面収差補正のバランスを取ることが難しくなるほか、この正レンズの各面の曲率が大きくなるためレンズ加工精度の点でも不利となる。 If the lower limit of the condition (5) is exceeded, the refractive power of the “positive lens made of anomalous dispersion material” used in the first lens group becomes large, making it difficult to balance chromatic aberration correction and spherical aberration correction. Since the curvature of each surface of the lens increases, it is disadvantageous in terms of lens processing accuracy.
条件（６）の下限を超えると、第１レンズ群の屈折力が大きくなり、第２レンズ群の結像倍率が等倍に近付いて変倍効率が上がる。このため、高変倍化には有利であるが、第１レンズ群の各レンズに大きな屈折力が必要になり、特に「望遠端での色収差」が悪化する等の弊害がある。また、第１レンズ群が厚肉化・大口径化し、特に収納状態における小型化の実現に不利となる。
条件（６）の上限を超えると、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなり、高変倍化が難しくなる。
If the lower limit of condition (6) is exceeded, the refractive power of the first lens group will increase, the imaging magnification of the second lens group will approach the same magnification, and the zooming efficiency will increase. For this reason, although it is advantageous for high zooming, each lens of the first lens group needs a large refractive power, and there is a problem that “chromatic aberration at the telephoto end” is deteriorated. In addition, the first lens group becomes thicker and has a larger diameter, which is disadvantageous for realizing a reduction in size particularly in the housed state.
If the upper limit of condition (6) is exceeded, the contribution of the second lens group to zooming will be small, and high zooming will be difficult.
条件（７）は、広角化・長焦点化のために重要な第１、第２レンズ群の移動量に関連して十分な収差補正を可能とするための条件である。 Condition (7) is a condition for enabling sufficient aberration correction in relation to the amount of movement of the first and second lens groups, which is important for widening the angle and increasing the focal length.
条件（７）の下限を超えると、変倍に伴う第１、第２レンズ群の間隔が小さくなり、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなって第３レンズ群の変倍負担が増加するか、第１、第２レンズ群の屈折力を強めなければならなくなり各種収差が悪化しやすい。 When the lower limit of the condition (7) is exceeded, the distance between the first and second lens groups accompanying zooming becomes small, the contribution of the second lens group to zooming becomes small, and the zooming burden of the third lens group is reduced. Increased or the refractive power of the first and second lens groups must be increased, and various aberrations are likely to deteriorate.
また「広角端におけるレンズ全長」が長くなり、第１レンズ群を通過する光線高さが増加して第１レンズ群の大型化を招く。
条件（７）の上限を超えると、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。「広角端での全長が短くなりすぎる」と第３レンズ群の移動スペースが制限され、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のみならず、望遠端での周辺光量確保のためにレンズ径方向が大型化したり、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も生じやすくなる。
In addition, the “lens total length at the wide-angle end” becomes longer, and the height of the light beam passing through the first lens group increases, leading to an increase in size of the first lens group.
When the upper limit of condition (7) 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 movement space of the third lens group is limited, and the contribution of the third lens group to zooming becomes small, making it difficult to correct the entire aberration.
“The total length at the telephoto end becomes too long” not only hinders downsizing in the full length direction, but also increases the lens diameter direction to secure the peripheral light quantity at the telephoto end, and the production of the tilting of the lens barrel. Degradation of image performance due to errors is also likely to occur.
条件（８）の下限を超えると、望遠端での全長が小さくなり小型化には有利であるが、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなって第３レンズ群の負担が増加するか、第１レンズ群・第２レンズ群の屈折力を強めなければならなくなり「各種収差」が悪化しやすい。 If the lower limit of the condition (8) is exceeded, the total length at the telephoto end is reduced, which is advantageous for downsizing, but the contribution of the second lens group to zooming is reduced and the burden on the third lens group is increased. In addition, the refractive power of the first lens group and the second lens group must be increased, and “various aberrations” are likely to deteriorate.
条件（８）の上限を超えると、望遠端での全長が長くなり、全長方向の小型化を妨げ、望遠端での周辺光量確保のために径方向が大型化したり、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も生じやすくなったりする。 If the upper limit of condition (8) is exceeded, the total length at the telephoto end becomes long, preventing downsizing in the full length direction, increasing the radial direction to secure the peripheral light quantity at the telephoto end, or tilting the lens barrel, etc. Deterioration in image performance due to manufacturing errors is likely to occur.
条件（９）、（１０）は「色収差を十分に補正」するのに適した条件である。
条件（９）、（１０）の範囲外では、バランスの良い収差補正が難しく、単色収差を低減しつつ軸上色収差や倍率色収差を充分に低減することが困難になる。
Conditions (9) and (10) are conditions suitable for “correcting chromatic aberration sufficiently”.
Outside the range of the conditions (9) and (10), it is difficult to perform a well-balanced aberration correction, and it is difficult to sufficiently reduce axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration while reducing monochromatic aberration.
条件（１１）は、高性能を維持しつつズームレンズの小型化に有利な条件である。
条件（１１）の上限を超えると、第１レンズ群の「光軸上の厚さ」が厚くなり、第２レンズ群や第３レンズ群で変倍するためのスペースが狭くなり、ズーム域全体の収差補正をすることが困難になる。
条件（１１）の下限を超えると、第１レンズ群を構成するスペースが小さくなり、第１レンズ群内の収差補正が困難になったり、レンズのコバ厚を確保できなくなって第１レンズ群の製造が困難になったりする。
Condition (11) is an advantageous condition for reducing the size of the zoom lens while maintaining high performance.
If the upper limit of the condition (11) is exceeded, the “thickness on the optical axis” of the first lens group becomes thick, the space for zooming in the second lens group and the third lens group becomes narrow, and the entire zoom range It becomes difficult to correct the aberration.
If the lower limit of the condition (11) is exceeded, the space that constitutes the first lens group becomes small, it becomes difficult to correct aberrations in the first lens group, and the edge thickness of the lens cannot be secured, and the first lens group cannot be secured. Manufacturing becomes difficult.
この発明のズームレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを配置される。 In the zoom lens according to the present invention, an aperture stop is disposed between the second lens group and the third lens group.
この開口絞りは「隣接するレンズ群（第２、第３レンズ群）とは独立に移動」させることができる。このようにすると、８．０倍以上という大きな変倍領域のどのポジションにおいても「より好適な光線経路の選択」が可能となり、特にコマ収差や像面湾曲等の補正の自由度が向上し、軸外性能を向上させることができる。 This aperture stop can be “moved independently of adjacent lens groups (second and third lens groups)”. In this way, it becomes possible to “select a more suitable ray path” at any position in a large zooming region of 8.0 times or more, and in particular, the degree of freedom in correcting coma aberration, field curvature, etc. is improved. Off-axis performance can be improved.
第１レンズ群は、物体側より「負レンズと正レンズとの接合レンズと、正レンズとを有する構成」である。より具体的には、物体側から順に「物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に強い凸面を向けた正レンズとの接合レンズ、物体側に強い凸面を向けた正レンズの３枚」で構成するのが良い。 The first lens group has a “configuration including a cemented lens of a negative lens and a positive lens and a positive lens” from the object side . More specifically, in order from the object side, “a cemented lens of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and a positive lens having a strong convex surface facing the object side , and a positive lens having a strong convex surface facing the object side” "Is good.
高変倍化、特に「望遠端の焦点距離を長くする」ためには、望遠端における第２レンズ群・第３レンズ群・第４レンズ群の合成倍率を大きくしなければならないので、該合成倍率の増大の分だけ「第１レンズ群で発生した収差が像面上で拡大」される。このため、高変倍化を進めるためには、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、そのためには第１レンズ群を上述の如き構成とするのが良い。 In order to increase the zoom ratio, in particular, to “increase the focal length at the telephoto end”, the combination magnification of the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group at the telephoto end must be increased. “The aberration generated in the first lens group is enlarged on the image plane” by the increase in magnification. Therefore, in order to increase the zoom 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.
開口絞りの「長焦点端の開放径」を短焦点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、像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、絞り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。
By making the “open diameter of the long focal end” of the aperture stop larger than that of the short focal end, it is possible to reduce the change in the F number accompanying zooming.
When it is necessary to reduce the amount of light reaching the image plane, the diameter of the stop may be reduced. However, if the amount of light is reduced by “inserting an ND filter” without greatly changing the diameter of the stop, the diffraction phenomenon is reduced. It is preferable to prevent a decrease in resolution due to.
レンズによる結像画像を「撮像素子」の撮像面上に結像させ、撮像素子により画像を情報化する場合、情報化されたデータに対して電子的な処理を行って、結像された画像における歪曲収差を補正できることが知られている。
従って、このような歪曲収差補正を前提とし、請求項９のズームレンズのように上記電子的な処理によって補正できる範囲の歪曲収差を許容すれば、歪曲収差以外の収差を「より良好に補正」することができ、広画角化や高変倍化に資することができる。
When the image formed by the lens is imaged on the imaging surface of the “imaging device” and the image is converted to information by the imaging device, the imaged image is processed electronically, and the image is formed. It is known that distortion aberration can be corrected.
Therefore, on the premise of such distortion correction, if aberrations in a range that can be corrected by the electronic processing as in the zoom lens of claim 9 are allowed, aberrations other than distortion will be “correctly corrected”. Can contribute to widening the angle of view and high zooming.
歪曲収差は、画角が大きくなるほど発生しやすいので、少なくとも広角端側、好ましくは広角端と中間焦点距離を含む変倍領域で、歪曲収差を補正可能とするのがよい。電子的な処理による歪曲収差補正は、歪曲収差２０％程度まで可能である。 Since distortion is more likely to occur as the angle of view becomes larger, it is preferable that the distortion can be corrected at least at the wide-angle end, preferably in the zooming region including the wide-angle end and the intermediate focal length. Distortion correction by electronic processing is possible up to about 20% distortion.
以上に説明したように、請求項１の発明では、構成枚数：１０枚程度の小型なズームレンズで、広角端の半画角：３８度以上、変倍比：８倍以上、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応可能な解像力の実現が可能となる。また、請求項２以下の各条件を満足させることにより、ズームレンズの性能や小型化を実現でき、条件（１）〜（１１）を満足することにより、後述する実施例のように、広角端の半画角：３８度以上、変倍比：８倍以上、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応可能な解像力をもったズームレンズが実現される。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the zoom lens is a compact zoom lens having about 10 components, the half angle of view at the wide-angle end: 38 degrees or more, the zoom ratio: 8 times or more, 10 million to 1500 It is possible to realize a resolving power compatible with an image sensor with 10,000 pixels. In addition, by satisfying each of the following conditions, it is possible to realize the performance and miniaturization of the zoom lens. By satisfying the conditions (1) to (11), as in the embodiments described later, the wide-angle end. A zoom lens having a resolving power capable of dealing with an image sensor having a half angle of view of 38 degrees or more, a zoom ratio of 8 times or more, and 10 to 15 million pixels is realized.
以下、実施の形態を説明する。
図１〜図４に、ズームレンズの実施の形態を示す。これら図１〜図４に示すズームレンズは、具体的にはそれぞれ、後述する実施例１〜４に対応する。繁雑を避けるため、図１〜図４において、符号を共通化する。
Hereinafter, embodiments will be described.
1 to 4 show an embodiment of a zoom lens. The zoom lenses shown in FIGS. 1 to 4 respectively correspond to Examples 1 to 4 described later. In order to avoid complication, the reference numerals are shared in FIGS.
図１〜図４において、最上の図は「短焦点端（広角端）」におけるレンズ配置、中段の図は「中間焦点距離」におけるレンズ配置、最下の図は「長焦点端（望遠端）」におけるレンズ配置をそれぞれ示し、矢印は、単焦点端から長焦点端への変倍に際しての「各レンズ群の変位の様子」を表す。 1-4, the uppermost figure is the lens arrangement at the “short focal end (wide angle end)”, the middle figure is the lens arrangement at the “intermediate focal length”, and the lowermost figure is the “long focal end (telephoto end)”. , And arrows indicate “displacement of each lens group” upon zooming from the single focal end to the long focal end.
図１〜図４に示すズームレンズは、物体側（図の左方）より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４を有する。
広角端（最上の図）から望遠端（最下の図）への変倍に際し、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、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は「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。
The zoom lens shown in FIGS. 1 to 4 includes, in order from the object side (left side in the figure), a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a positive refractive power. And a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
During zooming from the wide-angle end (uppermost figure) to the telephoto end (lowermost figure), the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and the second lens group G2 and the third lens group. The distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 is increased, and the first lens group G1 and the third lens group G3 are positioned on the object side at the telephoto end rather than at the wide angle end. Move to “Yes”.
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＳが配設されている。 An aperture stop S is disposed between the second lens group G2 and the third lens group G3.
第１レンズ群Ｇ１は、２枚の正レンズ（物体側から２番目と３番目のレンズ）を有し、１枚の負レンズ（最も物体側のレンズ）を有している。 The first lens group G1 has two positive lenses (second and third lenses from the object side) and one negative lens (most object side lens).
図１〜図４において、符号Ｆ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「ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）」をまとめて、光学的にこれらに等価な１枚の透明平行平板としたものである。また符合ＩＳは「像面」であり、この像面位置に撮像素子の受光面が配される。 In FIG. 1 to FIG. 4, the symbol F collectively represents various filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and “a cover glass (seal glass) of a light receiving element such as a CCD sensor”, and is optically equivalent to these. It is a single transparent parallel plate. Further, the symbol IS is an “image plane”, and the light receiving surface of the image sensor is arranged at the image plane position.
これら実施の形態に対応する後述の実施例１〜４のズームレンズは何れも、条件（１）〜（１１）を満足する。 All of the zoom lenses of Examples 1 to 4 described later corresponding to these embodiments satisfy the conditions (1) to (11).
図１７、図１８を参照して、携帯情報端末装置の実施の形態を説明する。
図１７に示す「携帯情報端末装置のシステム構成」は、図１８に示すように、「ズームレンズ」である撮影レンズ１と「撮像素子」である受光素子１３を有し、撮影レンズ１によって形成される撮影対象物の像を受光素子１３によって読取るように構成され、受光素子１３からの出力を、中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４によって処理してデジタル情報に変換する。
An embodiment of the portable information terminal device will be described with reference to FIGS. 17 and 18.
As shown in FIG. 18, the “system configuration of the portable information terminal device” shown in FIG. 17 includes a photographing
デジタル情報に変換された画像は、液晶モニタ７に表示され、半導体メモリ１５に記憶され、あるいは通信カード１６により外部への通信に供される。この通信機能を除いた部分は「カメラ」を構成する。
The image converted into digital information is displayed on the
撮影レンズ１としては、請求項１〜９の任意の１に記載のズームレンズ、具体的には後述する実施例１〜４のズームレンズを用いる。
As the photographing
液晶モニタ７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１５に記録されている画像を表示することもできる。
The “monitored image” can be displayed on the liquid crystal monitor 7 or an image recorded in the
撮影レンズ１はカメラの携帯時には、図１７（Ａ）に示すように「沈胴状態」にあり、電源スイッチ６の操作により電源が入ると筐体５から鏡胴が繰り出される。鏡胴が繰り出された状態において、鏡胴内部でズームレンズの各群は「例えば広角端の配置」となっており、図示されないズームレバーを操作することで各群の配置が変化し、望遠端への変倍を行うことができる。
このとき、ファインダ２も撮影レンズ１の画角の変化に連動して変倍する。
The taking
At this time, the
シャッタボタン４の「半押し」によりフォーカシングがなされる。 Focusing is performed by “half-pressing” the shutter button 4.
フォーカシングは第４レンズ群の移動により行なわれるが、「受光素子の移動」によって行うこともできる。シャッタボタン４をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の処理がなされる。 Focusing is performed by moving the fourth lens group, but can also be performed by “moving the light receiving element”. When the shutter button 4 is further pressed, shooting is performed, and thereafter the above processing is performed.
半導体メモリ１５に記録した画像を液晶モニタ７に表示したり、通信カード１６等を使用して外部へ送信したりする際は、操作ボタン８を操作して行う。半導体メモリ１５および通信カード１６等は、それぞれ専用または汎用のスロット９に挿入して使用される。
When the image recorded in the
撮影レンズが「沈胴状態」にあるとき、ズームレンズの各レンズ群は、必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、第３レンズ群および／または第４レンズ群が、光軸上から退避して「他のレンズ群と並列に収納される」如き機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。
この場合、第３レンズ群の方が、第４レンズ群よりも光軸方向の大きさが大きいので、第３レンズ群を光軸から退避させるほうが、沈胴状態の薄型化により大きく資することができる。
When the photographic lens is in the “collapsed state”, the lens groups of the zoom lens do not necessarily have to be arranged on the optical axis. For example, if the third lens group and / or the fourth lens group is retracted from the optical axis and “stored in parallel with other lens groups”, the mobile information terminal device can be made thinner. it can.
In this case, since the third lens group is larger in the optical axis direction than the fourth lens group, retracting the third lens group from the optical axis can greatly contribute to thinning of the retracted state. .
実施例１〜４に示すズームレンズを用い、１０００万〜１５００万画素クラスの受光素子を使用した高画質で小型のカメラ機能を持つ携帯情報端末装置を実現できる。
By using the zoom lens shown in
以下、ズームレンズの具体的な実施例を４例示す。
レンズの材質は、全実施例においての第４レンズ群を構成する「１枚の正レンズ」が光学プラスチックである他は、全て光学ガラスである。
Hereinafter, four specific examples of the zoom lens will be described.
The materials of the lenses are all optical glass except that “one positive lens” constituting the fourth lens group in all the examples is an optical plastic.
実施例における記号の意味は以下の通りである．
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆ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
φ：有効光線径
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
「非球面」は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）：Ｃ、光軸からの高さ：Ｈ、上記円錐定数：Ｋ、非球面係数：Ａ４〜Ａ１２により、周知の次式で表される。
The meanings of the symbols in the examples are as follows.
f: Focal length of the entire system
F: F number
ω: Half angle of view
R: radius of curvature
D: Surface spacing
N d : Refractive index
ν d : Abbe number
φ: Effective beam diameter
K: Aspherical conical constant
A 4 : Fourth-order aspheric coefficient
A 6 : 6th-order aspheric coefficient
A 8 : 8th-order aspheric coefficient
A 10 : 10th-order aspheric coefficient
“Aspherical surface” is a reciprocal of paraxial radius of curvature (paraxial curvature): C, height from optical axis: H, conic constant: K, aspheric coefficient: A 4 to A 12 It is represented by
Ｘ＝ＣＨ２／｛１＋√（１−（１＋Ｋ）Ｃ２Ｈ２）｝＋Ａ４・Ｈ４＋Ａ６・Ｈ６
＋Ａ８・Ｈ８＋Ａ10・Ｈ１０＋Ａ12・Ｈ１２＋Ａ14・Ｈ１４ 。
X = CH 2 / {1 + √ (1− (1 + K) C 2 H 2 )} + A 4 .H 4 + A 6 .H 6
+ A 8 · H 8 + A 10 · H 10 + A 12 · H 12 + A 14 · H 14 .
「実施例１」
実施例１のデータを表１に示す。
"Example 1"
The data of Example 1 is shown in Table 1.
「非球面」
非球面のデータを表２に示す。
"Aspherical surface"
The aspherical data is shown in Table 2.
上の表記において例えば「Ｅ−０９」は「１０−９」を表す。以下においても同様である。 In the above notation, for example, “E-09” represents “10 −9 ”. The same applies to the following.
「可変量」
可変量のデータを表３に示す。
"Variable amount"
Variable amounts of data are shown in Table 3.
上において「Ｗｉｄｅ」は広角端、「Ｍｅａｎ」は中間焦点距離、「Ｔｅｌｅ」は望遠端である。以下においても同様である。 In the above, “Wide” is the wide-angle end, “Mean” is the intermediate focal length, and “Tele” is the telephoto end. The same applies to the following.
「条件式のパラメータの値」
条件式のパラメータの値を表４に示す。
"Parameter values for conditional expressions"
Table 4 shows the parameter values of the conditional expression.
上において「Ｌ１１およびＬ１２」は、第１レンズ群に含まれる２枚の正レンズ（物体側から２番目と３番目のレンズ）を意味する。以下の実施例においても同様である。 In the above, “L11 and L12” mean two positive lenses (second and third lenses from the object side) included in the first lens group. The same applies to the following embodiments.
実施例１において、「像高」は、望遠端（Ｔｅｌｅ）および中間焦点距離（Ｍｅａｎ）において４．０５ｍｍ、広角端（Ｗｉｄｅ）において３．５ｍｍである。 In Example 1, the “image height” is 4.05 mm at the telephoto end (Tele) and the intermediate focal length (Mean), and 3.5 mm at the wide-angle end (Wide).
「実施例２」
実施例２のデータを表５に示す。
"Example 2"
The data of Example 2 is shown in Table 5.
「非球面」
非球面のデータを表６に示す。
"Aspherical surface"
Table 6 shows the aspherical data.
「可変量」
可変量のデータを表７に示す。
"Variable amount"
Variable amounts of data are shown in Table 7.
「条件式のパラメータの値」
条件式のパラメータの値を表８に示す。
"Parameter values for conditional expressions"
Table 8 shows the parameter values of the conditional expression.
実施例２において、「像高」は、望遠端（Ｔｅｌｅ）および中間焦点距離（Ｍｅａｎ）において４．０５ｍｍ、広角端（Ｗｉｄｅ）において３．５ｍｍである。 In Example 2, the “image height” is 4.05 mm at the telephoto end (Tele) and the intermediate focal length (Mean), and 3.5 mm at the wide-angle end (Wide).
「実施例３」
実施例３のデータを表９に示す。
"Example 3"
The data of Example 3 is shown in Table 9.
「非球面」
非球面のデータを表１０に示す。
"Aspherical surface"
Table 10 shows the aspheric data.
「可変量」
可変量のデータを表１１に示す。
"Variable amount"
Variable amounts of data are shown in Table 11.
「条件式のパラメータの値」
条件式のパラメータの値を表１２に示す。
"Parameter values for conditional expressions"
Table 12 shows the parameter values of the conditional expression.
実施例３において、「像高」は、望遠端（Ｔｅｌｅ）および中間焦点距離（Ｍｅａｎ）において４．０５ｍｍ、広角端（Ｗｉｄｅ）において３．５ｍｍである。 In Example 3, the “image height” is 4.05 mm at the telephoto end (Tele) and the intermediate focal length (Mean), and 3.5 mm at the wide-angle end (Wide).
「実施例４」
実施例４のデータを表１３に示す。
"Example 4"
The data of Example 4 is shown in Table 13.
「非球面」
非球面のデータを表１４に示す。
"Aspherical surface"
Table 14 shows the aspheric data.
「可変量」
可変量のデータを表１５に示す。
"Variable amount"
Variable amounts of data are shown in Table 15.
「条件式のパラメータの値」
条件式のパラメータの値を表１６に示す。
"Parameter values for conditional expressions"
Table 16 shows the parameter values of the conditional expression.
実施例４において、「像高」は、望遠端（Ｔｅｌｅ）および中間焦点距離（Ｍｅａｎ）において４．０５ｍｍ、広角端（Ｗｉｄｅ）において３．５ｍｍである。 In Example 4, the “image height” is 4.05 mm at the telephoto end (Tele) and the intermediate focal length (Mean), and 3.5 mm at the wide-angle end (Wide).
図５〜図７に順次、実施例１のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差曲線を示す。
図８〜図１０に順次、実施例２のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差曲線を示す。
図１１〜図１３に順次、実施例３のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差曲線を示す。
図１４〜図１６に順次、実施例４のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差曲線を示す。
これらの図の、球面収差の図における破線は「正弦条件」を表し、非点収差の図における実線はサジタル、破線はメリディオナルを表す。「ｄ」はｄ線（細い線で示す。）、「ｇ」はｇ線（太い線で示す。）を表す。また、「Ｙ’」は最大像高である。
5 to 7 sequentially show aberration curves at the wide-angle end, the intermediate focal length, and the telephoto end of the zoom lens according to the first exemplary embodiment.
FIGS. 8 to 10 sequentially show aberration curves at the wide angle end, the intermediate focal length, and the telephoto end of the zoom lens according to the second embodiment.
FIGS. 11 to 13 sequentially show aberration curves at the wide-angle end, the intermediate focal length, and the telephoto end of the zoom lens according to the third embodiment.
FIGS. 14 to 16 sequentially show aberration curves at the wide-angle end, the intermediate focal length, and the telephoto end of the zoom lens according to the fourth exemplary embodiment.
In these diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the “sine condition”, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. “D” represents a d-line (indicated by a thin line), and “g” represents a g-line (indicated by a thick line). “Y ′” is the maximum image height.
また、各実施例とも、球面収差における横軸の両端の値は「±０．１」、非点収差における横軸の両端に値は「±０．１」、歪曲収差における横軸の両端の値は「±１０％」、コマ収差の図における縦軸の両端の値は「±０．１」である。 In each example, the value at both ends of the horizontal axis in spherical aberration is “± 0.1”, the value at both ends of the horizontal axis in astigmatism is “± 0.1”, and the values at both ends of the horizontal axis in distortion aberration are The value is “± 10%”, and the values at both ends of the vertical axis in the coma aberration diagram are “± 0.1”.
各実施例とも、広角端の半画角が３８度以上と十分に広画角でありながら、８倍以上の変倍比を有し、構成枚数が１０枚と少なく小型であり、性能的には１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応できる解像力を有している。 In each of the embodiments, the half angle of view at the wide angle end is a sufficiently wide angle of 38 degrees or more, but has a zoom ratio of 8 times or more, the number of components is as small as 10 pieces, and is small in performance. Has a resolving power that can be applied to an image sensor with 10 to 15 million pixels.
ところで、実施例１〜４のズームレンズは、上記の如く性能良好であるが、広角端（短焦点短）においては、歪曲収差が発生している。勿論、歪曲収差は「中間焦点距離付近や長焦点端」では有効に抑えられている。 Incidentally, the zoom lenses of Examples 1 to 4 have good performance as described above, but distortion occurs at the wide-angle end (short focal length). Of course, the distortion is effectively suppressed in the vicinity of the intermediate focal length and at the long focal end.
この状態を、図１９に説明図的に示す。図１９（ａ）において、符号Ｉｍ１で示すのは、長焦点端および中間焦点距離近傍における「像面形状」であり、撮像素子の受光面と略同一の矩形形状をなしている。 This state is illustrated in FIG. In FIG. 19A, reference numeral Im1 denotes an “image plane shape” in the vicinity of the long focal end and the intermediate focal length, which is substantially the same rectangular shape as the light receiving surface of the image sensor.
一方、破線で示す像面形状Ｉｍ２は、短焦点端における像面形状であり、負の歪曲収差により「樽型形状」となっている。しかしながら、この歪曲収差は「電気的な補正」により補正可能である。 On the other hand, an image plane shape Im2 indicated by a broken line is an image plane shape at the short focal point, and has a “barrel shape” due to negative distortion. However, this distortion can be corrected by “electrical correction”.
補正の方法は種々考えられるが、例えば、図１９（ｂ）に示すように、像面形状の中心から縦方向の基準線に対して角：θをなす直線上にある「画素」を考えてみる。 Various correction methods can be considered. For example, as shown in FIG. 19B, consider a “pixel” on a straight line that forms an angle θ with respect to a vertical reference line from the center of the image plane shape. View.
図の如く、この「画素」の受光素子の中心からの距離を「Ｘ」、距離「Ｘ」における歪曲収差をＤｉｓ（Ｘ）[％]とすると、上記距離「Ｘ」の位置にある画素を
「１００Ｘ／｛１００＋Ｄｉｓ（Ｘ）｝
に変換する補正を行えばよい。このようにして、短焦点端における歪曲収差を良好に補正した画像を撮像することができる。この補正を行なうために、短焦点端での像高（３．０５ｍｍ）を中間焦点距離や長焦点端での像高（４．０５ｍｍ）よりも小さくしているのである。
As shown in the figure, when the distance from the center of the light receiving element of this “pixel” is “X” and the distortion at the distance “X” is Dis (X) [%], the pixel at the position of the distance “X” is
“100X / {100 + Dis (X)}
What is necessary is just to perform the correction | amendment converted into. In this way, it is possible to capture an image in which the distortion at the short focal end is favorably corrected. In order to perform this correction, the image height (3.05 mm) at the short focal end is made smaller than the image height (4.05 mm) at the intermediate focal length or the long focal end.
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
Ｓ 開口絞り
G1 first lens group
G2 second lens group
G3 Third lens group
G4 4th lens group
S Aperture stop
Claims (11)
第１レンズ群が、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズと、正レンズとを有し、第１レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも２枚について、その材料の、ｄ線に対する屈折率：ｎｄ、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率：ｎｇ、ｎＦ、ｎＣにより、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
で定義される部分分散比：Ｐｇ，Ｆ、アッベ数：νｄ、が、条件：
（１） １．５２ ＜ｎｄ＜ １．６５
（２） ６５．０ ＜νｄ＜ ７５．０
（３） ０．００５ ＜Ｐｇ，Ｆ−（−０．００１８０２×νｄ＋０．６４８３）
＜ ０．０５０
を満足することを特徴とするズームレンズ。 In order from the object side to the image 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 first lens group having a positive refractive power. Four lens groups are arranged, and an aperture stop is arranged between the second lens group and the third lens group, and the distance between the first lens group and the second lens group upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end. Increases, the distance between the second lens group and the third lens group decreases, the distance between the third lens group and the fourth lens group increases, and at the telephoto end, the first lens group and the third lens In the zoom lens which moves so that the second lens group is located closer to the image side than at the wide angle end, and the second lens group is located closer to the image side than at the wide angle end ,
The first lens group has , in order from the object side, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and a positive lens . The d-line of the material of at least two positive lenses included in the first lens group Refractive index for: nd, g line, F line, C line refractive index: ng, nF, nC
Pg, F = (ng-nF) / (nF-nC)
The partial dispersion ratio defined by: Pg, F, Abbe number: νd.
(1) 1.52 <nd <1.65
(2) 65.0 <νd <75.0
(3) 0.005 <Pg, F − (− 0.001802 × νd + 0.6483)
<0.050
A zoom lens characterized by satisfying
広角端から望遠端への変倍に際する第１レンズ群の総移動量：Ｘ１，望遠端における全系の焦点距離：ｆＴが、条件：
（４） ０．１ ＜Ｘ１／ｆＴ＜ ０．３
を満足することを特徴とするズームレンズ。 The zoom lens according to claim 1.
The total movement amount of the first lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end: X 1 , and the focal length of the entire system at the telephoto end: f T are:
(4) 0.1 <X 1 / f T <0.3
A zoom lens characterized by satisfying
第１レンズ群に含まれる正レンズのうち、条件（１）、（２）、（３）を満足する少なくとも２枚について、その個別の焦点距離：ｆａｐ、広角端における焦点距離：ｆＷが、条件：
（５） ５．０ ＜ｆａｐ／ｆＷ＜ １２．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。 The zoom lens according to claim 1 or 2,
Among at least two positive lenses included in the first lens group that satisfy the conditions (1), (2), and (3), the individual focal length: f ap and the focal length at the wide angle end: f W ,conditions:
(5) 5.0 <f ap / f W <12.0
A zoom lens characterized by satisfying
第１レンズ群の焦点距離；ｆ１、広角端における焦点距離：ｆＷが、条件：
（６） ５．０ ＜ｆ１／ｆＷ＜ ８．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 3,
The focal length of the first lens group; f 1 , the focal length at the wide angle end: f W , the condition:
(6) 5.0 <f1 / f W <8.0
A zoom lens characterized by satisfying
広角端から望遠端への変倍に際する第１レンズ群と第２レンズ群の間隔変化量：Ｘ１−２、望遠端における焦点距離：ｆＴが、条件：
（７） ０．２５ ＜Ｘ１−２／ｆＴ＜ ０．３５
を満足することを特徴とするズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 4,
Interval change amount of the first lens group and the second lens group when the wide-angle end to the zooming to the telephoto end: X 1-2, the focal length at the telephoto end: f T is the condition:
(7) 0.25 <X 1-2 / f T <0.35
A zoom lens characterized by satisfying
望遠端における、レンズ全長：ＴＬＴ、望遠端における焦点距離：ｆＴが、条件：
（８） ０．９ ＜ＴＬＴ／ｆＴ＜ １．１
を満足することを特徴とするズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 5,
The total lens length at the telephoto end: TL T and the focal length at the telephoto end: f T are as follows:
(8) 0.9 <TL T / f T <1.1
A zoom lens characterized by satisfying
第１レンズ群に含まれる負レンズの材料の、屈折率：ｎｄ_ｎ、及び、アッベ数：νｄ_ｎが、条件：
（９） １．８ ＜ｎｄ＿ｎ＜ ２．１
（１０） １５．０ ＜νｄ＿ｎ＜ ３５．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 6,
The refractive index: n d — n and the Abbe number: ν d — n of the negative lens material included in the first lens group are:
(9) 1.8 <n d _n <2.1
(10) 15.0 <ν d _n <35.0
A zoom lens characterized by satisfying
第１レンズ群の光軸上の厚さ：Ｄ１、広角端における焦点距離：ｆｗが、条件：
（１１） １．０ ＜Ｄ１／ｆｗ＜ １．５
を満足することを特徴とするズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 7,
The thickness of the first lens group on the optical axis: D1, and the focal length at the wide-angle end: fw are the conditions:
(11) 1.0 <D1 / fw <1.5
A zoom lens characterized by satisfying
ズームレンズによる像を撮像素子により読取る情報装置に用いられ、
その歪曲収差が、撮像素子により情報化されたデータの電子的な処理により補正できる範囲で許容されていることを特徴とするズームレンズ。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 8,
Used in an information device that reads an image from a zoom lens with an image sensor,
A zoom lens characterized in that the distortion is allowed in a range that can be corrected by electronic processing of data computerized by an image sensor.
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