JP6066277B2 - Zoom lens, imaging device, and information device - Google Patents
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Description
本発明は、いわゆる銀塩カメラを含む各種のカメラに撮影用光学系として用いられるズームレンズの改良に係り、特に、デジタルカメラおよびビデオカメラ等のカメラに好適なズームレンズ、並びにそのようなズームレンズを用いる撮像装置および情報装置に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a zoom lens used as a photographing optical system in various cameras including a so-called silver salt camera, and in particular, a zoom lens suitable for a camera such as a digital camera and a video camera, and such a zoom lens. The present invention relates to an imaging device and an information device that use the.
近年、銀塩フィルムを用いる在来のカメラ、すなわち銀塩カメラに代わって、デジタルカメラまたは電子カメラ等と称され、被写体像を、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の固体撮像素子により撮像し、被写体の静止画像（スティル画像）または動画像（ムービー画像）の画像データを得て、フラッシュメモリに代表される不揮発性半導体メモリ等にデジタル的に記録するタイプの撮像装置としてのカメラが急速に普及しつつある。
このようなデジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、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きている。特に、高画質化と小型化は、カメラにおいては、常にユーザの欲するところであり、ユーザのデジタルカメラに対する要望の大きなウェイトを占めている。それ故、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ている。
ここで、小型化という面では、まず、レンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）を短縮することが必要である。また、各レンズ群の厚みを縮小して、収納時（携行時）の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、全ズーム域にわたって、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有することが必要である。
In recent years, instead of a conventional camera using a silver salt film, that is, a silver salt camera, it is called a digital camera or an electronic camera, and a subject image is picked up by a solid-state image pickup device such as a CCD (charge coupled device) image pickup device. However, a camera as an imaging device of a type that obtains image data of a still image (still image) or a moving image (movie image) of a subject and digitally records it in a nonvolatile semiconductor memory or the like represented by a flash memory is rapidly used. It is becoming popular.
The market for such digital cameras has become very large, and the demands of users for digital cameras have also varied. In particular, high image quality and miniaturization are always desired by users in cameras, and occupy a great demand for digital cameras by users. Therefore, a zoom lens used as a photographing lens is also required to achieve both high performance and downsizing.
Here, in terms of miniaturization, first, it is necessary to shorten the entire lens length (the distance from the lens surface closest to the object side to the image plane). It is also important to reduce the thickness of each lens group to reduce the total length when stored (carrying). Furthermore, in terms of high performance, it is necessary to have a resolving power corresponding to an image sensor of at least 10 million to 15 million pixels over the entire zoom range.
また、撮影レンズの広画角化と大口径化を望むユーザが近年増えている。
デジタルカメラの撮影レンズに用い得るズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、小型化に適するタイプのズームレンズとして、物体側より順次、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを配置し、広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に伴って、前記第２レンズ群が像側から物体側へと単調に移動し、且つ前記第１レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものがある。このようなタイプのズームレンズとしては、例えば、特許文献１（特開２０１２−０４２９２７号公報）、特許文献２（特開２００９−０３７０９２号公報）および特許文献３（特開２００８−１５８３２０号公報）等に開示されている。
In recent years, users who desire a wide angle of view and a large aperture of a photographing lens are increasing.
There are many types of zoom lenses that can be used as a photographing lens of a digital camera. As a zoom lens suitable for miniaturization, a first lens group having a negative focal length in order from the object side, and a positive lens A second lens group having a refractive power and a third lens group having a positive refractive power are arranged, and the first lens group is changed along with the zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end). In some cases, the two lens groups move monotonously from the image side to the object side, and the first lens group moves so as to correct fluctuations in the image plane position due to zooming. As this type of zoom lens, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-042927), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-037092), and Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-158320). Etc. are disclosed.
特許文献１の数値実施例４には、半画角が５１度以上、最小Ｆナンバが２．０６の大口径広角ズームレンズであるが、歪曲収差が−１４％程度ある。歪曲収差が大きく発生していると、電子的な歪曲補正量が多くなり、補正後の画像の解像度が低下してしまう傾向がある。
特許文献２は、レンズ枚数が少ない構成であるが、歪曲収差が−１０％程度と大きい。また、半画角が４２度、最小Ｆナンバが２．６であり、広角化と大口径化の面では、充分とはいえず、改良の余地があるといえる。
特許文献３は、歪曲収差が小さく抑えられているが、半画角は３２度程度、最小のＦナンバが２．７７であるため、広角化と大口径化の面では充分とはいえず、改良の余地があるといえる。
Numerical Example 4 of
Patent Document 2 has a configuration in which the number of lenses is small, but distortion is as large as about −10%. Also, the half angle of view is 42 degrees and the minimum F number is 2.6, which is not sufficient in terms of wide angle and large aperture, and it can be said that there is room for improvement.
In
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、大口径で広角でありながら、歪曲収差の発生が小さい高性能なズームレンズを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a high-performance zoom lens that has a large aperture and a wide angle, and that has little distortion.
請求項１に記載のズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から像側へ向かって順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍の際には、前記第２レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることにより変倍を行うと共に、前記変倍に伴う像面の補正を、前記第１レンズ群を光軸に沿って移動させることにより行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は３枚の負レンズと１枚の正レンズで構成され、
広角端から望遠端への変倍に際して、絞りが独立に移動し、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における下記絞りと前記第２レンズ群との間隔をＤＳ２Ｗ、望遠端における前記絞りと前記第２レンズ群の間隔をＤＳ２Ｔとするとき、下記の条件式（１）、（２）：
−３．５＜ｆ１／ｆｗ＜−３．０ （１）
０．８＜（ＤＳ２Ｗ−ＤＳ２Ｔ）／ｆｗ＜２．０ （２）
を満足することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a zoom lens according to
A first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power are arranged in order from the object side to the image side. In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, zooming is performed by moving the second lens group to the object side along the optical axis, and correction of the image plane accompanying the zooming is performed. In the zoom lens performed by moving the first lens group along the optical axis,
The first lens group includes three negative lenses and one positive lens,
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the diaphragm moves independently,
The focal length of the entire system at the wide-angle end is fw, the focal length of the first lens group is f1 , the distance between the following stop at the wide-angle end and the second lens group is DS2W, and the stop and the second lens group at the telephoto end. When the interval is DS2T , the following conditional expressions (1) and (2) :
−3.5 <f1 / fw <−3.0 (1)
0.8 <(DS2W−DS2T) / fw <2.0 (2)
It is characterized by satisfying.
請求項１に記載の発明によれば、
物体側から像側へ向かって順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍の際には、前記第２レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることにより変倍を行うと共に、前記変倍に伴う像面の補正を、前記第１レンズ群を光軸に沿って移動させることにより行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は３枚の負レンズと１枚の正レンズで構成され、
広角端から望遠端への変倍に際して、絞りが独立に移動し、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における下記絞りと前記第２レンズ群との間隔をＤＳ２Ｗ、望遠端における前記絞りと前記第２レンズ群の間隔をＤＳ２Ｔとするとき、下記の条件式（１）、（２）：
−３．５＜ｆ１／ｆｗ＜−３．０ （１）
０．８＜（ＤＳ２Ｗ−ＤＳ２Ｔ）／ｆｗ＜２．０ （２）
を満足することにより、大口径で且つ広角でありながら、歪曲収差の発生を小さく抑えたズームレンズを提供することができる。
According to the invention of
A first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power are arranged in order from the object side to the image side. In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, zooming is performed by moving the second lens group to the object side along the optical axis, and correction of the image plane accompanying the zooming is performed. In the zoom lens performed by moving the first lens group along the optical axis,
The first lens group includes three negative lenses and one positive lens,
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the diaphragm moves independently,
The focal length of the entire system at the wide-angle end is fw, the focal length of the first lens group is f1 , the distance between the following stop at the wide-angle end and the second lens group is DS2W, and the stop and the second lens group at the telephoto end. When the interval is DS2T , the following conditional expressions (1) and (2) :
−3.5 <f1 / fw <−3.0 (1)
0.8 <(DS2W−DS2T) / fw <2.0 (2)
By satisfying the above, it is possible to provide a zoom lens that has a large aperture and a wide angle while suppressing the occurrence of distortion.
以下、本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態であって、実施例１〜実施例４に基づき、図面を参照して本発明のズームレンズ、撮像装置および情報装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な構成を説明するために、特許請求の範囲の各請求項に定義した構成およびその機能について説明する。
本発明に係るズームレンズは、物体側から像側に向かって、順次、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍の際には、前記第２レンズ群を光軸に沿って、物体側に移動させることにより変倍を行うと共に、前記変倍に伴う像面の補正を、前記第１レンズ群を光軸に沿って移動させることにより行うズームレンズにおいて、さらに次に述べるような特徴を有している。
本発明に係る前記第１レンズ群は、３枚の負レンズと１枚の正レンズで構成され、広角端から望遠端への変倍に際して、絞りが独立に移動し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における下記絞りと前記第２レンズ群との間隔をＤＳ２Ｗ、望遠端における前記絞りと前記第２レンズ群の間隔をＤＳ２Ｔとするとき、条件式（１）、（２）：
−３．５＜ｆ１／ｆｗ＜−３．０ （１）
０．８＜（ＤＳ２Ｗ−ＤＳ２Ｔ）／ｆｗ＜２．０ （２）
を満足するものとする（請求項１に対応する）。
Hereinafter, the zoom lens, the imaging device, and the information device according to the first to fourth embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings based on the first to fourth embodiments. Explained. Before describing specific embodiments, first, in order to explain the basic configuration of the present invention, configurations and functions defined in the claims of the claims will be described.
The zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side to the image side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a first lens group having a positive refractive power. When the zooming from the wide angle end to the telephoto end is performed, zooming is performed by moving the second lens group along the optical axis toward the object side. The zoom lens that corrects the image plane accompanying zooming by moving the first lens group along the optical axis has the following features.
The first lens group according to the present invention includes three negative lenses and one positive lens, and the aperture moves independently during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. The focal length is fw, the focal length of the first lens group is f1 , the distance between the following stop and the second lens group at the wide angle end is DS2W, and the distance between the stop and the second lens group at the telephoto end is DS2T . Conditional expressions (1) , (2) :
−3.5 <f1 / fw <−3.0 (1)
0.8 <(DS2W−DS2T) / fw <2.0 (2)
Is satisfied (corresponding to claim 1).
条件式（１）は、ズームレンズを構成するレンズ群のうち、前記絞りより物体側に配置された前記第１レンズ群のパワーを規定する条件式である。歪曲収差は、レンズのパワーと絞りからの距離によって決まり、前記絞りから物体側に離れた位置に強い負のパワーを有するレンズ群を配置すると負の歪曲収差が発生しやすくなる。負の屈折力を有する前記第１レンズ群に３枚の負レンズを用いることで、負のパワーを各負レンズで分担し、各種収差の発生を抑えることが出来る。
条件式（１）の上限を超えると、負の屈折力を持った前記第１レンズ群のパワーが強くなりすぎ、歪曲収差の発生を抑えることが難しくなる。また、前記第１レンズ群のパワーが強くなると、偏心などの製造誤差の影響が大きくなる傾向があるため好ましくない。
条件式（１）の下限を下回ると、変倍の際のレンズ群の移動量が大きくなり、レンズ全長の小型化に不利になり好ましくない。また、望遠端における球面収差を負の屈折力を有する前記第１レンズ群で補正することが難しくなる。さらに、前記第１レンズ群の負のパワーが弱くなることで広角化しにくくなってしまう。
Conditional expression (1) is a conditional expression that prescribes the power of the first lens group disposed on the object side of the stop among the lens groups constituting the zoom lens. Distortion is determined by the power of the lens and the distance from the stop, and if a lens group having a strong negative power is arranged at a position away from the stop toward the object side, negative distortion tends to occur. By using three negative lenses in the first lens group having negative refractive power, it is possible to share negative power among the negative lenses and suppress the occurrence of various aberrations.
When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the first lens group having negative refractive power becomes too strong, and it becomes difficult to suppress the occurrence of distortion. Further, if the power of the first lens group is increased, the influence of manufacturing errors such as decentration tends to increase, which is not preferable.
If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the amount of movement of the lens unit at the time of zooming becomes large, which is disadvantageous for downsizing of the entire lens length. In addition, it becomes difficult to correct spherical aberration at the telephoto end with the first lens group having negative refractive power. Further, the negative power of the first lens group becomes weak, so that it is difficult to widen the angle.
条件式（２）は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に配置した前記絞りの位置を規定する条件式であり、中間画角における下方コマフレアを遮断することを目的としている。
より具体的には、条件式（２）の下限を下回ると、広角端において前記絞りと前記第２レンズ群の間隔が小さくなり、中間画角で下方コマ収差が大きくなりやすいので好ましくない。さらに、負の屈折力を有する前記第１レンズ群と前記絞りの間隔が大きくなり、負の歪曲収差の抑制に不利となる。
条件式（２）の上限を超えると、前記第１レンズ群の有効径を小さくすることができるが、最大画角の下光線も遮断されるので周辺光量不足を招きやすくなるので好ましくない。また、前記絞りの開放径は、変倍にかかわらず一定とすると望遠端のＦナンバが大きくなってしまう。望遠端における開放径を広角端に比べて大きくすることにより、変倍に伴うＦナンバの変化を小さくすることができるが、機構上複雑な構成となるので好ましくない。
Conditional expression (2) is a conditional expression for specifying the throttle position is arranged between the first lens group and the second lens group, and is aimed at isolating the lower coma flare in the intermediate angle .
More specifically, if the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the distance between the stop and the second lens group at the wide angle end becomes small, and the lower coma tends to become large at an intermediate angle of view, which is not preferable. Further, the distance between the first lens group having negative refractive power and the stop is increased, which is disadvantageous for suppressing negative distortion.
If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the effective diameter of the first lens group can be reduced, but it is not preferable because the light rays at the maximum angle of view are also blocked, leading to insufficient peripheral light quantity. Further, if the aperture diameter of the aperture is constant regardless of zooming, the F number at the telephoto end becomes large. By making the open diameter at the telephoto end larger than that at the wide-angle end, the change in the F number accompanying zooming can be reduced, but this is not preferable because the mechanism is complicated.
また、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズは、少なくとも１面が非球面のレンズであることが望ましい（請求項２に対応する）。
前記第１レンズ群の第１レンズは、前記絞りから最も物体側に配置された負レンズである。しがって、最も物体側に配置したレンズに周辺ほど負のパワーが弱くなる非球面を用いることで負の歪曲収差の抑制に有利となる。ここで、ガラスモールド非球面レンズを用いてもよいが、ハイブリッド非球面を用いた場合の方がガラスモールド非球面に比べてコストを抑えることが可能となる。
また、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径をＲ１１とし、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面の曲率半径をＲ１２とするとき、下記条件式（３）：
２．５＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２)＜３．０ （３）
を満足することが望ましい（請求項３に対応する）。
条件式（３）は、前記第１レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの形状に関する式である。
条件式（３）の上限を超えると、レンズの曲率が大きくなるため、製造誤差感度が強くなりやすい。また、曲率が大きくなるとハイブリッドレンズとした場合は、非球面への加工が困難になるため好ましくない。
尚、ハイブリッド非球面を用いた場合のモールド非球面レンズにおける前記曲率半径Ｒ１１およびＲ１２の値は、基材（非球面ガラスレンズ）の面の値を指すものとする。
Further, it is desirable that the lens closest to the object side in the first lens group is a lens having at least one aspheric surface (corresponding to claim 2) .
The first lens of the first lens group is a negative lens arranged closest to the object side from the stop. Therefore, it is advantageous to suppress negative distortion by using an aspheric surface in which the negative power becomes weaker toward the periphery of the lens arranged closest to the object side. Here, a glass molded aspherical lens may be used, but the cost in the case of using a hybrid aspherical surface can be reduced as compared with the glass molded aspherical surface.
Moreover, the radius of curvature of the object side surface of the most object side lens of the first lens group and R 11, the radius of curvature of an image side of the most object side lens of the first lens group and R 12 When the following conditional expression (3):
2.5 <(R 11 + R 12 ) / (R 11 −R 12 ) <3.0 (3)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 3 ).
Conditional expression (3) is an expression relating to the shape of the negative lens disposed on the most object side of the first lens group.
When the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the curvature of the lens increases, and thus the manufacturing error sensitivity tends to increase. Further, if the curvature is increased, a hybrid lens is not preferable because it becomes difficult to process an aspherical surface.
Note that the values of the radii of curvature R11 and R12 in the molded aspherical lens when a hybrid aspherical surface is used indicate the value of the surface of the substrate (aspherical glass lens).
条件式（３）の下限を下回ると、負のパワーを有するレンズの曲率が小さくなるため、望遠端における球面収差を補正することが難しくなるので好ましくない。
また、前記第１レンズ群を構成する最も物体側の負レンズのアッベ数をνｄn1とするとき、下記条件式（４）：
５０．０＜νｄn1 （４）
を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
条件式（４）は、負レンズ群のうち、最も物体側に配置された負の屈折力を有する単レンズのアッベ数を規定する条件式である。
条件式（４）の下限を下回ると、軸上色収差、倍率色収差の補正が難しくなるので好ましくない。
また、前記第３レンズ群は、非球面を有する１枚の正レンズで構成されているフォーカスレンズ群であることが望ましい（請求項５に対応する）。
フォーカスレンズ群に非球面を用いることで、近距離物体へ合焦する際の収差変動を小さくすることが可能となる。例えば、非球面として、ハイブリッド非球面を用いた場合には、ガラスモールド非球面に比べてコストを抑えることが可能となる。さらに、フォーカスレンズ群である第３レンズ群を、正の屈折力を持つ単レンズとすることで移動群が軽量化され、ＡＦ駆動速度を速くする点で有利となる。
If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the curvature of a lens having negative power becomes small, and it becomes difficult to correct spherical aberration at the telephoto end, which is not preferable.
Further, when the Abbe number of the most object-side negative lens constituting the first lens group is νdn1, the following conditional expression (4):
50.0 <νdn1 (4)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 4 ).
Conditional expression (4) is a conditional expression that prescribes the Abbe number of a single lens having a negative refractive power arranged on the most object side in the negative lens group.
If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, correction of longitudinal chromatic aberration and lateral chromatic aberration becomes difficult, which is not preferable.
The third lens group is preferably a focus lens group including a single positive lens having an aspherical surface (corresponding to claim 5 ).
By using an aspherical surface for the focus lens group, it is possible to reduce aberration fluctuations when focusing on a short-distance object. For example, when a hybrid aspherical surface is used as the aspherical surface, the cost can be reduced compared to a glass mold aspherical surface. Further, the third lens group, which is the focus lens group, is a single lens having a positive refractive power, which is advantageous in that the moving group is reduced in weight and the AF driving speed is increased.
また、前記第1レンズ群を構成する第２レンズは、両面非球面レンズであることが望ましい（請求項６に対応する）。
歪曲収差を小さく抑えるためには、前記第１レンズ群の第２レンズに非球面レンズを用いることが望まく、特に、両面を非球面にすることで、歪曲収差をさらに良好に補正することが可能となる。
また、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、下記条件式（５）：
−１．０＜ｆ１／ｆ２＜−０．７ （５）
を満足することが望ましい（請求項７に対応する）。
条件式（５）は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群のパワーの比を規定する条件式である。
条件式（５）の下限を下回ると、前記第２レンズ群のパワーが強くなりすぎてしまう。それにより変倍の際に、球面収差、コマ収差などの収差変動が大きくなってしまう。さらに、前記第２レンズ群のパワーが強くなると、偏心による性能劣化が大きくなりやすいため好ましくない。
Further, it is desirable that the second lens constituting the first lens group is a double-sided aspheric lens (corresponding to claim 6 ).
In order to suppress distortion aberration, it is desirable to use an aspheric lens for the second lens in the first lens group. In particular, it is possible to correct distortion more satisfactorily by making both surfaces aspherical. It becomes possible.
When the focal length of the first lens group is f1, and the focal length of the second lens group is f2, the following conditional expression (5):
−1.0 <f1 / f2 <−0.7 (5)
Is preferably satisfied (corresponding to claim 7 ).
Conditional expression (5) is a conditional expression that defines the power ratio of the first lens group and the second lens group.
If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the power of the second lens group becomes too strong. As a result, aberration variation such as spherical aberration and coma aberration increases during zooming. Furthermore, if the power of the second lens group is increased, performance deterioration due to decentration tends to increase, which is not preferable.
条件式（５）の上限を超えると、前記第２レンズ群のパワーが弱くなりすぎてしまう。それにより変倍のための前記第２レンズ群の移動量が大きくなり、レンズ全長の大型化を招いてしまうため好ましくない。もしくは、負のパワーを有する前記第１レンズ群のパワーが強くなりすぎてしまい、前記第２レンズ群を通る軸上光線が高くなり、前記第２レンズ群で球面収差やコマ収差の補正が困難になる。
また、撮像用光学系として上述したいずれかの実施の形態に係るズームレンズを具備する撮像装置を提供することができる（請求項８に対応する）。
また、撮像用光学系として上述した実施の形態のいずれかに係るズームレンズを具備する情報装置を提供することができる（請求項９に対応する）。
次に、上述した構成を反映した本発明に係るズームレンズ、撮像装置および情報装置の実施の形態および具体的な実施例について詳細に説明する。第１、第２、第３および第４の実施の形態は、実施例１、２、３および４のズームレンズに係るものであり、第５の実施の形態は、実施例１〜４に示されたようなズームレンズを撮像用光学系として用いた本発明に係るカメラ（撮像装置）または携帯情報端末装置のような情報装置の実施の形態である。
When the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the power of the second lens group becomes too weak. This undesirably increases the amount of movement of the second lens group for zooming and increases the overall length of the lens. Alternatively, the power of the first lens group having negative power becomes too strong, the axial ray passing through the second lens group becomes high, and it is difficult to correct spherical aberration and coma aberration in the second lens group. become.
Further, an imaging apparatus including the zoom lens according to any one of the above-described embodiments can be provided as the imaging optical system (corresponding to claim 8) .
In addition, an information apparatus including the zoom lens according to any of the above-described embodiments can be provided as an imaging optical system (corresponding to claim 9 ).
Next, embodiments and specific examples of the zoom lens, the imaging apparatus, and the information apparatus according to the present invention reflecting the above-described configuration will be described in detail. The first, second, third, and fourth embodiments relate to the zoom lenses of Examples 1, 2, 3, and 4, and the fifth embodiment is shown in Examples 1-4. 1 is an embodiment of an information device such as a camera (imaging device) or a portable information terminal device according to the present invention using a zoom lens as described above as an imaging optical system.
本発明に係るズームレンズを示す実施例においては、ズームレンズの構成およびその具体的な数値例を示している。なお、実施例１〜実施例４の全ての実施例における最大像高は４．９８ｍｍである。実施例１〜４の各々においては、Ｆナンバーが１．８５と大口径であり、半画角ωが４８．２度と広画角でありながら、歪曲収差の発生を小さく抑えたズームレンズを提供することができる。
以下の実施例１〜４に関連する説明においては、次のような各種記号を用いている。
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
Ｋ：非球面の円錐定数
In the embodiment showing the zoom lens according to the present invention, the configuration of the zoom lens and specific numerical examples thereof are shown. Note that the maximum image height in all of Examples 1 to 4 is 4.98 mm. In each of Examples 1 to 4, a zoom lens that has a large aperture with an F number of 1.85 and a wide angle of view with a half angle of view ω of 48.2 degrees while suppressing the occurrence of distortion is small. Can be provided.
In the description related to the following Examples 1 to 4, the following various symbols are used.
f: Focal length of the entire system F: F number ω: Half angle of view
r : radius of curvature D: spacing between surfaces Nd: refractive index νd: Abbe number K: conic constant of aspherical surface
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
Ａ１２：１２次の非球面係数
Ａ１４：１４次の非球面係数
Ａ１６：１６次の非球面係数
Ａ１８：１８次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径ｒの逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨ、円錐定数をＫ、各次数の非球面係数を用い、Ｘ軸方向における非球面量をＸとするとき、次式で定義される。
A4: 4th-order aspheric coefficient A6: 6th-order aspheric coefficient A8: 8th-order aspheric coefficient A10: 10th-order aspheric coefficient A12: 12th-order aspheric coefficient A14: 14th-order aspheric coefficient A16: 16th-order aspherical coefficient A18: 18th-order aspherical coefficient However, the aspherical surface used here is C, the reciprocal (paraxial curvature) of the paraxial radius of curvature r , H, the height from the optical axis, and the conic constant Where K is the aspherical coefficient of each order, and X is the amount of aspherical surface in the X-axis direction.
図１は、本発明の第１の実施の形態であって、且つ実施例１に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図１に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０、第１１レンズＬ１１、絞りＳおよび光学フィルタＦを具備している。この場合、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は、第１レンズ群Ｇ１を構成し、第５レンズＬ５〜第１０レンズＬ１０は、第２レンズ群Ｇ２を構成し、第１１レンズＬ１１は、第３レンズ群Ｇ３を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては、第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が独立に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大するように移動する。図１には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図１には、各光学面の面番号も付して示している。なお、図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の構成ではない。
FIG. 1 shows a configuration of an optical system of a zoom lens according to Example 1 of the first embodiment of the present invention.
The zoom lens shown in FIG. 1 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens. A lens L9, a tenth lens L10, an eleventh lens L11, a diaphragm S, and an optical filter F are provided. In this case, the first lens L1 to the fourth lens L4 constitute the first lens group G1, the fifth lens L5 to the tenth lens L10 constitute the second lens group G2, and the eleventh lens L11 is the first lens group G1. The three lens groups G3 are configured to be supported by a common support frame or the like appropriate for each group. For zooming or the like, the first lens group G1, the diaphragm S, the second lens group G2, and the third lens group. G3 moves independently so that the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 increases. FIG. 1 schematically shows the movement trajectory of each group from the short focal length end, which is the wide-angle end, through the intermediate focal length to the long focal length end, which is the telephoto end, so that the zooming operation can also be grasped. Shown with arrows. FIG. 1 also shows the surface numbers of the optical surfaces. In addition, in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code, each reference code for FIG. 1 is used independently for each embodiment. Therefore, even if a common reference code is attached, This is not a configuration common to the embodiments.
第３レンズ群Ｇ３の像面側に配設される平行平板は、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の各種フィルタ、ＣＭＯＳ、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）等を想定したもので、これらを総称して、ここでは、フィルタＦと称することとする。このフィルタＦの背後に被写体像が結像される。
図１において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面Ｒ３を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第４レンズＬ４からなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に像側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり、両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第６レンズＬ６と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第８レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第９レンズＬ９と物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第１０レンズＬ１０からなる。
The parallel flat plate disposed on the image plane side of the third lens group G3 is assumed to be 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 CMOS or CCD sensor. These are collectively referred to as a filter F here. A subject image is formed behind the filter F.
In FIG. 1, the first lens group G1 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side in order from the object side to the image surface side, and a first lens L1 having a hybrid aspheric surface R3 on the image surface side. A second lens L2 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, a third lens L3 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a concave surface having a larger curvature than the image side surface on the object side 4th lens L4 which consists of a biconcave lens which faced.
The second lens group G2 is composed of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the image side on the object side, an aspheric lens having aspheric surfaces on both surfaces, and an image side on the object side. A sixth lens L6 composed of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the surface, a seventh lens L7 composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image side, and a convex surface facing the object side An eighth lens L8 composed of a positive meniscus lens, a ninth lens L9 composed of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a tenth lens composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface facing the object side. It consists of a lens L10.
この第２レンズ群Ｇ２のうち、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７および第８レンズＬ８の３枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合からなる接合レンズを形成しており、また、第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて、一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面Ｒ２２を有する。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３が移動することによってなされる。
この実施例１における各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。
Among the second lens group G2, the three lenses of the sixth lens L6, the seventh lens L7, and the eighth lens L8 are bonded closely together and are integrally joined, and are a cemented lens formed by joining the three lenses. In addition, the two lenses of the ninth lens L9 and the tenth lens L10 are closely bonded to each other and are integrally joined to form a cemented lens composed of two lenses. .
The third lens group G3 is composed of a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and has a hybrid aspheric surface R22 on the image surface side.
Focusing is performed by moving the third lens group G3.
The optical characteristics of each optical element in Example 1 are as shown in Table 1 below.
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、第３面、第４面、第５面、第１１面、第１２面および第２２面の各光学面が非球面であり、（６）式における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面
第３面
K=0
A4= -6.31989E-05
A6= 6.29238E-07
A8= -5.57415E-09
A10= 6.80755E-12
第４面
K=0
A4= 1.36792E-04
A6= -1.30874E-06
A8= 4.44149E-09
In Table 1, the lens surface with the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspheric surface, and the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and Each optical surface of the 22nd surface is an aspheric surface, and the parameters of each aspheric surface in the equation (6) are as follows.
Aspherical third surface
K = 0
A4 = -6.31989E-05
A6 = 6.29238E-07
A8 = -5.57415E-09
A10 = 6.80755E-12
4th page
K = 0
A4 = 1.36792E-04
A6 = -1.30874E-06
A8 = 4.44149E-09
第５面
K=0
A4= 1.30744E-04
A6= -3.30509E-06
A8= 3.49526E-08
A10= -1.23304E-09
A12= 3.08432E-11
A14= -4.50771E-13
A16= 3.49489E-15
A18= -1.14525E-17
5th page
K = 0
A4 = 1.30744E-04
A6 = -3.30509E-06
A8 = 3.49526E-08
A10 = -1.23304E-09
A12 = 3.08432E-11
A14 = -4.50771E-13
A16 = 3.49489E-15
A18 = -1.14525E-17
第１１面
K=0
A4= -3.36872E-05
A6= -1.07607E-07
A8= -7.59673E-09
A10=4.58012E-11
第１２面
K=0
A4= 6.70915E-05
A6= -4.54669E-07
第２２面
K=0
A4= 3.98708E-05
A6= -6.62464E-06
A8= 1.87096E-07
A10= -2.43174E-09
ここでE-ｎは、１０のべき乗を表す。
11th page
K = 0
A4 = -3.36872E-05
A6 = -1.07607E-07
A8 = -7.59673E-09
A10 = 4.58012E-11
12th page
K = 0
A4 = 6.70915E-05
A6 = -4.54669E-07
22nd page
K = 0
A4 = 3.98708E-05
A6 = -6.62464E-06
A8 = 1.87096E-07
A10 = -2.43174E-09
Here, E-n represents a power of 10.
広角端から望遠端への変倍に際して、主として変倍機能を担う第２レンズ群Ｇ２が像側から物体側へと単調に移動し、第１レンズ群Ｇ１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。さらに具体的には、広角端から望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を漸次小さくし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔を漸次大きくするように各群の光学系を移動させる。
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳとの間の可変間隔ＤＡ、開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＢ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、そして第３レンズ群Ｇ３と光学フィルタＦとの間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って次表２のように変化させられる。
即ち、この第１の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝４．６３〜１４．９５、Ｆ＝１．８５〜３．４５、そしてω＝４８．２〜１８．４の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表２の通りである。
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 mainly responsible for the zooming function moves monotonically from the image side to the object side, and the first lens group G1 changes in image plane position due to zooming. Move to correct. More specifically, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is gradually decreased with the zooming from the wide angle end to the telephoto end, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3. The optical system of each group is moved so as to gradually increase.
In Example 1, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the stop S, the variable distance DB between the aperture stop S and the second lens group G2, the second The variable distance DC between the lens group G2 and the third lens group G3 and the variable distance DD between the third lens group G3 and the optical filter F are changed as shown in Table 2 along with zooming.
That is, in the first embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 4.63 to 14.95 and F = 1.85 to 3, respectively, by zooming. .45 and ω = 48.2 to 18.4. The characteristics of each optical surface are as shown in Table 2 below.
上述した実施例１に係わる、条件式（１）〜（５）に対応する値は、次表３のようになり、それぞれ条件式（１）〜（５）を満足している。 The values corresponding to the conditional expressions (1) to (5) according to the first embodiment are as shown in Table 3 below, and satisfy the conditional expressions (1) to (5), respectively.
また、図２、図３および図４に、それぞれ、実施例１の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。 2, FIG. 3 and FIG. 4 show respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length and telephoto end of Example 1. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
図５は、本発明の第２の実施の形態であって、且つ実施例２に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図５に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０、第１１レンズＬ１１、絞りＳおよび光学フィルタＦを具備している。この場合、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は、第１レンズ群Ｇ１を構成し、第５レンズＬ５〜第１０レンズＬ１０は、第２レンズ群Ｇ２を構成し、第１１レンズＬ１１は、単独で第３レンズ群Ｇ３を構成している。これら第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が独立に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大するように移動する。図５には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図５には、各光学面の面番号も付して示している。なお、図５に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の構成ではない。
FIG. 5 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention.
The zoom lens shown in FIG. 5 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens. A lens L9, a tenth lens L10, an eleventh lens L11, a diaphragm S, and an optical filter F are provided. In this case, the first lens L1 to the fourth lens L4 constitute the first lens group G1, the fifth lens L5 to the tenth lens L10 constitute the second lens group G2, and the eleventh lens L11 is a single lens. Constitutes the third lens group G3. The first lens group G1 to the third lens group G3 are respectively supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group. During zooming, the first lens group G1, the diaphragm S, the second lens group G2, the second lens group G2, and the like. The third lens group G3 moves independently, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 increases. FIG. 5 schematically shows the movement trajectory of each group from the short focal length end, which is the wide-angle end, through the intermediate focal length to the long focal length end, which is the telephoto end, so that the zooming operation can also be grasped. Shown with arrows. FIG. 5 also shows the surface numbers of the optical surfaces. In addition, in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code, each reference code for FIG. 5 is used independently for each embodiment. This is not a configuration common to the embodiments.
第３レンズ群Ｇ３の像面側に配設される平行平板は、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の各種フィルタ、ＣＭＯＳ、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）等を想定したもので、これらを総称して、ここでは、フィルタＦと称することとする。このフィルタＦの背後に被写体像が結像される。
図５において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面Ｒ３を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第４レンズＬ４からなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり、両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第６レンズＬ６と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第８レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第９レンズＬ９と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第１０レンズＬ１０からなる。
The parallel flat plate disposed on the image plane side of the third lens group G3 is assumed to be 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 CMOS or CCD sensor. These are collectively referred to as a filter F here. A subject image is formed behind the filter F.
In FIG. 5, the first lens group G1 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side sequentially from the object side to the image surface side, and a first lens L1 having a hybrid aspheric surface R3 on the image surface side. A second meniscus lens composed of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, an aspheric lens having aspheric surfaces formed on both surfaces, and a third lens L3 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. And a fourth lens L4 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the image side surface on the object side.
The second lens group G2 is composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface on the object side, and a fifth lens L5 composed of an aspheric lens having aspheric surfaces formed on both surfaces, and an image on the object side. A sixth lens L6 composed of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the surface on the side, a seventh lens L7 composed of a biconcave lens with a concave surface with a greater curvature on the image side than the surface on the object side, and a convex surface on the object side An eighth lens L8 made of a positive meniscus lens facing the lens, a ninth lens L9 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface facing the object side A tenth lens L10.
この第２レンズ群Ｇ２のうち、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７および第８レンズＬ８の３枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合からなる接合レンズを形成しており、また、第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて、一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面Ｒ２２を有する第１１レンズＬ１１からなる。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３が移動することによってなされる。
この実施例２における各光学要素の光学特性は、次表４の通りである。
Among the second lens group G2, the three lenses of the sixth lens L6, the seventh lens L7, and the eighth lens L8 are bonded closely together and are integrally joined, and are a cemented lens formed by joining the three lenses. In addition, the two lenses of the ninth lens L9 and the tenth lens L10 are closely bonded to each other and are integrally joined to form a cemented lens composed of two lenses. .
The third lens group G3 is composed of a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and an eleventh lens L11 having a hybrid aspheric surface R22 on the image surface side.
Focusing is performed by moving the third lens group G3.
The optical characteristics of the optical elements in Example 2 are as shown in Table 4 below.
表４において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、第３面、第４面、第５面、第１１面、第１２面および第２２面の各光学面が非球面であり、（６）式における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面
第３面
K=0
A4= -5.85894E-005
A6= 5.79122E-007
A8=-6.09009E-009
A10= 8.50344E-012
第４面
K=0
A4=1.28761E-004
A6=-1.36143E-006
A8=4.86929E-009
In Table 4, the lens surface with the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspheric surface, and the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and Each optical surface of the 22nd surface is an aspheric surface, and the parameters of each aspheric surface in the equation (6) are as follows.
Aspherical third surface
K = 0
A4 = -5.85894E-005
A6 = 5.79122E-007
A8 = -6.09009E-009
A10 = 8.50344E-012
4th page
K = 0
A4 = 1.28761E-004
A6 = -1.36143E-006
A8 = 4.86929E-009
第５面
K=0
A4=1.17006E-004
A6=-3.33077E-006
A8= 3.74234E-008
A10= -1.23626E-009
A12= 3.05372E-011
A14=-4.48730E-013
A16= 3.52645E-015
A18=-1.17387E-017
第１１面
K=0
A4= -3.61258E-005
A6= 1.06063E-007
A8= -4.32931E-009
A10= 5.17997E-011
5th page
K = 0
A4 = 1.17006E-004
A6 = -3.33077E-006
A8 = 3.74234E-008
A10 = -1.23626E-009
A12 = 3.05372E-011
A14 = -4.48730E-013
A16 = 3.52645E-015
A18 = -1.17387E-017
11th page
K = 0
A4 = -3.61258E-005
A6 = 1.06063E-007
A8 = -4.32931E-009
A10 = 5.17997E-011
第１２面
K=0
A4= 6.62040E-005
A6= 1.26536E-008
第２２面
K=0
A4= 5.18957E-005
A6= -6.65588E-006
A8= 1.89405E-007
A10= -2.56063E-009
ここでE-ｎは、１０のべき乗を表す。
12th page
K = 0
A4 = 6.62040E-005
A6 = 1.26536E-008
22nd page
K = 0
A4 = 5.18957E-005
A6 = -6.65588E-006
A8 = 1.89405E-007
A10 = -2.56063E-009
Here, E-n represents a power of 10.
広角端から望遠端への変倍に際して、主として変倍機能を担う第２レンズ群Ｇ２が像側から物体側へと単調に移動し、第１レンズ群Ｇ１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。さらに具体的には、広角端から望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を漸次小さくし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔を漸次大きくするように各群の光学系を移動させる。
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳとの間の可変間隔ＤＡ、絞りＳと第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＢ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、そして第３レンズ群Ｇ３と光学フィルタＦとの間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って次表５のように変化させられる。
即ち、この第２の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝４．６３〜１４．９５、Ｆ＝１．８５〜３．５４、そしてω＝４８．２〜１８．４の範囲で変化する。
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 mainly responsible for the zooming function moves monotonically from the image side to the object side, and the first lens group G1 changes in image plane position due to zooming. Move to correct. More specifically, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is gradually decreased with the zooming from the wide angle end to the telephoto end, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3. The optical system of each group is moved so as to gradually increase.
In Example 2, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the diaphragm S, the variable distance DB between the diaphragm S and the second lens group G2, the second lens The variable distance DC between the group G2 and the third lens group G3 and the variable distance DD between the third lens group G3 and the optical filter F are changed as shown in Table 5 along with zooming.
That is, in the second embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 4.63 to 14.95 and F = 1.85 to 3, respectively, by zooming. .54 and ω = 48.2 to 18.4.
上述した実施例２に係わる、条件式（１）〜（５）に対応する値は、次表６のようになり、それぞれ条件式（１）〜（５）を満足している。 The values corresponding to the conditional expressions (1) to (5) according to the second embodiment are as shown in the following Table 6 and satisfy the conditional expressions (1) to (5), respectively.
また、図６、図７および図８に、それぞれ、実施例２の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。 FIGS. 6, 7, and 8 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length, and telephoto end, respectively, in Example 2. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
図９は、本発明の第３の実施の形態であって、且つ実施例３に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図９に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０、第１１レンズＬ１１、絞りＳおよび光学フィルタＦを具備している。この場合、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は、第１レンズ群Ｇ１を構成し、第５レンズＬ５〜第１０レンズＬ１０は、第２レンズ群Ｇ２を構成し、第１１レンズＬ１１は、単独で第３レンズ群Ｇ３を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては、第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が独立に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大するように移動する。図９には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図９には、各光学面の面番号も付して示している。なお、図９に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の構成ではない。
FIG. 9 shows a configuration of an optical system of a zoom lens according to Example 3 of the third embodiment of the present invention.
The zoom lens shown in FIG. 9 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens. A lens L9, a tenth lens L10, an eleventh lens L11, a diaphragm S, and an optical filter F are provided. In this case, the first lens L1 to the fourth lens L4 constitute the first lens group G1, the fifth lens L5 to the tenth lens L10 constitute the second lens group G2, and the eleventh lens L11 is a single lens. The third lens group G3 is configured to be supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group. For zooming or the like, the first lens group G1, the diaphragm S, the second lens group G2, and the third lens group G3 are supported. The lens group G3 moves independently, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 increases. FIG. 9 schematically shows the movement trajectory of each group from the short focal length end, which is the wide angle end, to the long focal length end, which is the telephoto end, in order to grasp the zooming operation. Shown with arrows. FIG. 9 also shows the surface numbers of the optical surfaces. In addition, in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code, each reference code with respect to FIG. 9 is used independently for each embodiment. This is not a configuration common to the embodiments.
第３レンズ群Ｇ３の像面側に配設される平行平板は、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の各種フィルタ、ＣＭＯＳ、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）等を想定したもので、これらを総称して、ここでは、フィルタＦと称することとする。このフィルタＦの背後に被写体像が結像される。
図９において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面Ｒ３を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズＬ２と、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第４レンズＬ４からなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に像側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第６レンズＬ６と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第８レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第９レンズＬ９と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズ第１０レンズＬ１０とからなる。
The parallel flat plate disposed on the image plane side of the third lens group G3 is assumed to be 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 CMOS or CCD sensor. These are collectively referred to as a filter F here. A subject image is formed behind the filter F.
In FIG. 9, the first lens group G1 is a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side sequentially from the object side to the image surface side, and a first lens L1 having a hybrid aspheric surface R3 on the image surface side. A second lens L2 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, a third lens L3 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the image side, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. The fourth lens L4.
The second lens group G2 is composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side on the object side and an aspheric lens having aspheric surfaces on both surfaces, and an image side surface on the object side. A sixth lens L6 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature, a seventh lens L7 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image side, and a convex surface directed to the object side An eighth lens L8 made of a positive meniscus lens, a ninth lens L9 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a biconvex lens tenth lens L10 having a convex surface having a larger curvature than the image side surface facing the object side. It consists of.
この第２レンズ群Ｇ２のうち、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７および第８レンズＬ８の３枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合からなる接合レンズを形成しており、また、第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて、一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第１１レンズＬ１１からなり、像面側にハイブリッド非球面Ｒ２２を有する。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３が移動することによってなされる。
この実施例３における各光学要素の光学特性は、次表７の通りである。
Among the second lens group G2, the three lenses of the sixth lens L6, the seventh lens L7, and the eighth lens L8 are bonded closely together and are integrally joined, and are a cemented lens formed by joining the three lenses. In addition, the two lenses of the ninth lens L9 and the tenth lens L10 are closely bonded to each other and are integrally joined to form a cemented lens composed of two lenses. .
The third lens group G3 is composed of an eleventh lens L11 made of a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and has a hybrid aspheric surface R22 on the image surface side.
Focusing is performed by moving the third lens group G3.
The optical characteristics of the optical elements in Example 3 are as shown in Table 7 below.
表７において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、第３面、第４面、第５面、第１１面、第１２面および第２２面の各光学面が非球面であり、（６）式における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面
第３面
K=0
A4=-1.02880E-004
A6=1.49333E-006
A8=-1.53031E-008
A10=4.13739E-011
第４面
K=0
A4= 2.17913E-004
A6= -2.07563E-006
A8= 7.89969E-009
In Table 7, the lens surface with the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspheric surface, and the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, and Each optical surface of the 22nd surface is an aspheric surface, and the parameters of each aspheric surface in the equation (6) are as follows.
Aspherical third surface
K = 0
A4 = -1.02880E-004
A6 = 1.49333E-006
A8 = -1.53031E-008
A10 = 4.13739E-011
4th page
K = 0
A4 = 2.17913E-004
A6 = -2.07563E-006
A8 = 7.89969E-009
第５面
K=0
A4=2.62219E-004
A6=-4.71891E-006
A8=5.01114E-008
A10=-1.30555E-009
A12=3.01649E-011
A14=-4.34073E-013
A16=3.40412E-015
A18=-1.16960E-017
第１１面
K=0
A4=-3.06358E-005
A6=7.72203E-008
A8=-1.88302E-009
A10=4.32116E-011
5th page
K = 0
A4 = 2.62219E-004
A6 = -4.71891E-006
A8 = 5.01114E-008
A10 = -1.30555E-009
A12 = 3.01649E-011
A14 = -4.34073E-013
A16 = 3.40412E-015
A18 = -1.16960E-017
11th page
K = 0
A4 = -3.06358E-005
A6 = 7.72203E-008
A8 = -1.88302E-009
A10 = 4.32116E-011
第１２面
K=0
A4= 7.20582E-005
A6= 8.32665E-008
第２２面
K=0
A4=2.53534E-005
A6=-6.23505E-006
A8=1.60532E-007
A10=-2.23559E-009
ここでE-ｎは、１０のべき乗を表す。
12th page
K = 0
A4 = 7.20582E-005
A6 = 8.32665E-008
22nd page
K = 0
A4 = 2.53534E-005
A6 = -6.23505E-006
A8 = 1.60532E-007
A10 = -2.23559E-009
Here, E-n represents a power of 10.
広角端から望遠端への変倍に際して、主として変倍機能を担う第２レンズ群Ｇ２が像側から物体側へと単調に移動し、第１レンズ群Ｇ１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。さらに具体的には、広角端から望遠端への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を漸次小さくし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔を漸次大きくするように各群の光学系を移動させる。
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳとの間の可変間隔ＤＡ、絞りＳと第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＢ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、そして第３レンズ群Ｇ３と光学フィルタＦとの間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って次表８のように変化させられる。
即ち、この第２の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝４．６３〜１４．９６、Ｆ＝１．８５〜３．５４、そしてω＝４８．２〜１８．４の範囲で変化する。
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 mainly responsible for the zooming function moves monotonically from the image side to the object side, and the first lens group G1 changes in image plane position due to zooming. Move to correct. More specifically, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is gradually decreased with the zooming from the wide angle end to the telephoto end, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3. The optical system of each group is moved so as to gradually increase.
In Example 3, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the diaphragm S, the variable distance DB between the diaphragm S and the second lens group G2, the second lens The variable distance DC between the group G2 and the third lens group G3 and the variable distance DD between the third lens group G3 and the optical filter F are changed as shown in Table 8 along with zooming.
That is, in the second embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 4.63 to 14.96 and F = 1.85 to 3, respectively, by zooming. .54 and ω = 48.2 to 18.4.
上述した実施例３に係わる、条件式（１）〜（５）に対応する値は、次表９のようになり、それぞれ条件式（１）〜（５）を満足している。 The values corresponding to the conditional expressions (1) to (5) related to the above-described third embodiment are as shown in Table 9 below, and satisfy the conditional expressions (1) to (5), respectively.
また、図１０、図１１および図１２に、それぞれ、実施例３の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。 10, FIG. 11, and FIG. 12 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, intermediate focal length, and telephoto end, respectively, in Example 3. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
図１３は、本発明の第４の実施の形態であって、且つ実施例４に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図１３に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０、第１１レンズＬ１１、絞りＳおよび光学フィルタＦを具備している。この場合、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は、第１レンズ群Ｇ１を構成し、第５レンズＬ５〜第１０レンズＬ１０は、第２レンズ群Ｇ２を構成し、第１１レンズＬ１１は、単独で第３レンズ群Ｇ３を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持されている。ズーミング等に際しては、第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が独立に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が増大するように移動する。図１３には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。
FIG. 13 shows the configuration of the optical system of the zoom lens according to Example 4 of the fourth embodiment of the present invention.
The zoom lens shown in FIG. 13 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, a fifth lens L5, a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens. A lens L9, a tenth lens L10, an eleventh lens L11, a diaphragm S, and an optical filter F are provided. In this case, the first lens L1 to the fourth lens L4 constitute the first lens group G1, the fifth lens L5 to the tenth lens L10 constitute the second lens group G2, and the eleventh lens L11 is a single lens. The third lens group G3 is configured by a common support frame that is appropriate for each group. During zooming or the like, the first lens group G1, the diaphragm S, the second lens group G2, and the third lens group G3 move independently, and the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 decreases, and the second The distance between the lens group G2 and the third lens group G3 is increased. FIG. 13 schematically shows the movement trajectory of each group from the short focal length end, which is the wide-angle end, to the long focal length end, which is the telephoto end, from the short focal length end that is the wide-angle end. Shown with arrows.
第３レンズ群Ｇ３の像面側に配設される平行平板は、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の各種フィルタ、ＣＭＯＳ、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）を想定したもので、これらを総称して、ここでは、フィルタＦと称することとする。このフィルタＦの背後に被写体像が結像される。
図１３において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面Ｒ３を有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり両面側に非球面を形成された非球面レンズからなる第２レンズＬ２と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第４レンズＬ４からなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり、両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第６レンズＬ６と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第７レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第８レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第９レンズＬ９と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり、像面側に非球面が形成された非球面レンズからなる第１０レンズＬ１０とからなる。
The parallel flat plate arranged on the image plane side of the third lens group G3 assumes 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 CMOS or CCD sensor. These are collectively referred to as a filter F here. A subject image is formed behind the filter F.
In FIG. 13, the first lens group G1 is composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the object side sequentially from the object side to the image surface side, and a first lens L1 having a hybrid aspheric surface R3 on the image surface side. A second lens L2 composed of an aspheric lens having a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side and an aspheric surface formed on both surfaces, and a third lens L3 composed of a negative meniscus lens having a convex surface facing the image side. And a fourth lens L4 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side.
The second lens group G2 is composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface on the object side, and a fifth lens L5 composed of an aspheric lens having aspheric surfaces formed on both surfaces, and an image on the object side. A sixth lens L6 composed of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the surface on the side, a seventh lens L7 composed of a biconcave lens with a concave surface with a greater curvature on the image side than the surface on the object side, and a convex surface on the object side An eighth lens L8 made of a positive meniscus lens facing the lens, a ninth lens L9 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface facing the object side And a tenth lens L10 made of an aspherical lens having an aspherical surface formed on the image plane side.
この第２レンズ群Ｇ２のうち、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７および第８レンズＬ８の３枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合からなる接合レンズを形成しており、また、第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて、一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面Ｒ２２を有する。
フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３が移動することによってなされる。
この実施例４における各光学要素の光学特性は、次表１０の通りである。
Among the second lens group G2, the three lenses of the sixth lens L6, the seventh lens L7, and the eighth lens L8 are bonded closely together and are integrally joined, and are a cemented lens formed by joining the three lenses. In addition, the two lenses of the ninth lens L9 and the tenth lens L10 are closely bonded to each other and are integrally joined to form a cemented lens composed of two lenses. .
The third lens group G3 is composed of a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and has a hybrid aspheric surface R22 on the image surface side.
Focusing is performed by moving the third lens group G3.
The optical characteristics of the optical elements in Example 4 are as shown in Table 10 below.
表１０において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、第３面、第４面、第５面、第１１面、第１２面、第１９面および第２２面の各光学面が非球面であり、（６）式における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面
第３面
K=0
A4=-9.88689E-005
A6=1.23525E-006
A8=-1.29860E-008
A10=3.29568E-011
第４面
K=0
A4=2.15872E-004
A6=-2.14035E-006
A8=7.80003E-009
In Table 10, the lens surface with the surface number indicated by attaching “* (asterisk)” to the surface number is an aspheric surface, and the third surface, the fourth surface, the fifth surface, the eleventh surface, the twelfth surface, Each optical surface of the 19th surface and the 22nd surface is aspherical, and the parameters of each aspherical surface in the equation (6) are as follows.
Aspherical third surface
K = 0
A4 = -9.88689E-005
A6 = 1.23525E-006
A8 = -1.29860E-008
A10 = 3.29568E-011
4th page
K = 0
A4 = 2.15872E-004
A6 = -2.14035E-006
A8 = 7.80003E-009
第５面
K=0
A4=2.75454E-004
A6=-4.20863E-006
A8=4.33950E-008
A10=-1.30780E-009
A12=3.07779E-011
A14=-4.33311E-013
A16=3.39125E-015
A18=-1.16960E-017
第１１面
K=0
A4=-3.28284E-005
A6=1.17396E-007
A8=-4.58073E-009
A10=6.56317E-011
5th page
K = 0
A4 = 2.75454E-004
A6 = -4.20863E-006
A8 = 4.33950E-008
A10 = -1.30780E-009
A12 = 3.07779E-011
A14 = -4.33311E-013
A16 = 3.39125E-015
A18 = -1.16960E-017
11th page
K = 0
A4 = -3.28284E-005
A6 = 1.17396E-007
A8 = -4.58073E-009
A10 = 6.56317E-011
第１２面
K=0
A4=6.33588E-005
A6=5.88872E-008
第１９面
K=0
A4=2.10587E-005
A6=8.17545E-007
A8=-1.17012E-008
A10=1.09839E-010
第２２面
K=0
A4=-5.65875E-006
A6=-5.67189E-006
A8=1.31349E-007
A10=-1.74788E-009
ここでE-ｎは、１０のべき乗を表す。
12th page
K = 0
A4 = 6.33588E-005
A6 = 5.88872E-008
19th page
K = 0
A4 = 2.10587E-005
A6 = 8.17545E-007
A8 = -1.17012E-008
A10 = 1.09839E-010
22nd page
K = 0
A4 = -5.65875E-006
A6 = -5.67189E-006
A8 = 1.31349E-007
A10 = -1.74788E-009
Here, E-n represents a power of 10.
広角端から望遠端への変倍に際して、主として変倍機能を担う第２レンズ群Ｇ２が像側から物体側へと単調に移動し、第１レンズ群Ｇ１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。さらに具体的には、広角端から望遠端へ変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔を漸次小さくし、第２レンズ群Ｇ２と第３群光学系Ｇ３の間隔を漸次大きくするように各群の光学系を移動させる。
この実施例４においては、全光学系の焦点距離ｆ、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳとの間の可変間隔ＤＡ、絞りＳと第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＢ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、そして第３レンズ群Ｇ３と光学フィルタＦとの間の可変間隔ＤＤは、ズーミングに伴って次表１１のように変化させられる。
即ち、この実施例４においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝４．６３〜１４．９５、Ｆ＝１．８５〜３．５８、そしてω＝４８．２〜１８．６の範囲で変化する。
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 mainly responsible for the zooming function moves monotonically from the image side to the object side, and the first lens group G1 changes in image plane position due to zooming. Move to correct. More specifically, as the magnification is changed from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is gradually reduced, and the distance between the second lens group G2 and the third group optical system G3. The optical system of each group is moved so as to gradually increase.
In Example 4, the focal length f of the entire optical system, the variable distance DA between the first lens group G1 and the diaphragm S, the variable distance DB between the diaphragm S and the second lens group G2, the second lens The variable distance DC between the group G2 and the third lens group G3 and the variable distance DD between the third lens group G3 and the optical filter F are changed as shown in the following Table 11 with zooming.
That is, in Example 4, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire system are f = 4.63 to 14.95 and F = 1.85 to 3.58, respectively, by zooming. , And varies in the range of ω = 48.2 to 18.6.
上述した実施例４に係わる、条件式（１）〜（５）に対応する値は、次表１２のようになり、それぞれ条件式（１）〜（５）を満足している。 The values corresponding to the conditional expressions (1) to (5) related to the above-described fourth embodiment are as shown in the following Table 12, and satisfy the conditional expressions (1) to (5), respectively.
また、図１４、図１５および図１６に、それぞれ、実施例４の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
これらの図２〜図４、図６〜図８、図１０〜図１２、図１４〜図１６の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例１〜実施例４に係るズームレンズにおいて、いずれも収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
FIGS. 14, 15, and 16 show aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma aberration (lateral aberration) at the wide-angle end, the intermediate focal length, and the telephoto end, respectively, in Example 4. ing. In these drawings, a broken line in spherical aberration represents a sine condition, a solid line in astigmatism represents sagittal, and a broken line represents meridional. Further, g and d in the respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and coma aberration (lateral aberration) represent g-line and d-line, respectively. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
According to the aberration curve diagrams of FIGS. 2 to 4, FIGS. 6 to 8, FIGS. 10 to 12, and FIGS. 14 to 16, the zoom lenses according to the first to fourth embodiments of the present invention described above. In any case, it can be seen that the aberration is corrected or suppressed satisfactorily.
〔第５の実施の形態〕
次に、上述した第１〜第４の実施の形態であつて且つ実施例１〜実施例４に示されたような本発明に係るズームレンズを撮影光学系として採用して撮像装置としてのカメラを構成した本発明の第５の実施の形態について図１７〜図１９を参照して説明する。図１７は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図、図１８は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図１９は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが、近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置（情報装置）に本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
[Fifth Embodiment]
Next, the zoom lens according to the present invention as described in the first to fourth embodiments and shown in the first to fourth embodiments is adopted as a photographing optical system, and the camera as an image pickup apparatus. A fifth embodiment of the present invention having the above structure will be described with reference to FIGS. 17 is a perspective view showing the appearance of the camera as seen from the front side that is the object, that is, the subject side, and FIG. 18 is a perspective view showing the appearance of the camera as seen from the back side that is the photographer side. These are block diagrams which show the function structure of a camera. Although a camera is described here, a camera in which a camera function is incorporated in a personal digital assistant such as a so-called PDA (personal data assistant) or a mobile phone has recently appeared. Such a portable information terminal device has substantially the same function and configuration as a camera, although the appearance is slightly different. The zoom lens according to the present invention is included in such a portable information terminal device (information device). It may be adopted.
図１７および図１８に示すように、カメラは、撮影レンズ１０１、シャッタボタン１０２、ズームレバー１０３、ファインダ１０４、ストロボ１０５、液晶モニタ１０６、操作ボタン１０７、電源スイッチ１０８、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等を備えている。さらに、図１９に示すように、カメラは、受光素子２０１、信号処理装置２０２、画像処理装置２０３、中央演算装置（ＣＰＵ）２０４、半導体メモリ２０５および通信カード等２０６も備えている。
カメラは、撮影レンズ１０１とＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子２０１を有しており、撮影光学系である撮影レンズ１０１によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子２０１によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ１０１としては、実施例１〜４において説明したような本発明に係る（すなわち請求項１〜請求項７で定義される）ズームレンズを用いる（請求項８および請求項９に対応する）。
As shown in FIGS. 17 and 18, the camera includes a photographing
The camera includes a
受光素子２０１の出力は、中央演算装置２０４によって制御される信号処理装置２０２によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置２０２によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置２０４によって制御される画像処理装置２０３において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ２０５に記録される。この場合、半導体メモリ２０５は、メモリカードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６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２０５に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ２０５に記録した画像は、通信カードスロット１１０に装填した通信カード等２０６を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ１０１は、カメラの携帯時には図１７に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ１０８を操作して電源を投入すると、鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。このとき、撮影レンズ１０１の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系は、例えば広角端（短焦点端）の配置となっており、ズームレバー１０３を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、望遠端（長焦点端）への変倍動作を行うことができる。なお、好ましくは、ファインダ１０４も撮影レンズ１０１の画角の変化に連動して変倍する。
The output of the
When the camera is carried, the taking
多くの場合、シャッタボタン１０２の半押し操作により、フォーカシングがなされる。先に述べた実施例１〜４に示されたような負−正−正の３群で構成されるズームレンズにおけるフォーカシングは第１レンズ群Ｇ１または第３レンズ群Ｇ３の移動、あるいは、受光素子２０１の移動によって行うことができる。シャッタボタン１０２をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ２０５に記録した画像を液晶モニタ１０６に表示させたり、通信カード等２０６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０７を所定のごとく操作する。半導体メモリ２０５および通信カード等２０６は、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のような撮像装置としてのカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、実施例１〜４に示されたようなズームレンズを撮影光学系として使用することができる。したがって、大口径で且つ広角でありながら、歪曲収差の発生が小さい撮像装置（デジタルカメラ）や情報装置を提供することができる。
In many cases, focusing is performed by half-pressing the
When the image recorded in the
As described above, a zoom lens as shown in
Ｇ１ 第１レンズ群（負）
Ｇ２ 第２レンズ群（正）
Ｇ３ 第３レンズ群（正）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１
第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ、第９レンズ、第１０レンズ、第１１レンズ
Ｓ 絞り
Ｆ 光学フィルタ
１０１ 撮影レンズ
１０２ シャッタボタン
１０３ ズームレバー
１０４ ファインダ
１０５ ストロボ
１０６ 液晶モニタ
１０７ 操作ボタン
１０８ 電源スイッチ
１０９ メモリカードスロット
１１０ 通信カードスロット
２０１ 受光素子
２０２ 信号処理装置
２０３ 画像処理装置
２０４ 中央演算装置（ＣＰＵ）
２０５ 半導体メモリ
２０６ 通信カード等
G1 first lens group (negative)
G2 Second lens group (positive)
G3 Third lens group (positive)
L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10, L11
First lens, second lens, third lens, fourth lens, fifth lens, sixth lens, seventh lens, eighth lens, ninth lens, tenth lens, eleventh lens S aperture F
205
Claims (9)
前記第１レンズ群は３枚の負レンズと１枚の正レンズで構成され、
広角端から望遠端への変倍に際して、絞りが独立に移動し、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における下記絞りと前記第２レンズ群との間隔をＤＳ２Ｗ、望遠端における前記絞りと前記第２レンズ群の間隔をＤＳ２Ｔとするとき、下記の条件式（１）、（２）：
−３．５＜ｆ１／ｆｗ＜−３．０ （１）
０．８＜（ＤＳ２Ｗ−ＤＳ２Ｔ）／ｆｗ＜２．０ （２）
を満足することを特徴とするズームレンズ。 A first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power are arranged in order from the object side to the image side. In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, zooming is performed by moving the second lens group to the object side along the optical axis, and correction of the image plane accompanying the zooming is performed. In the zoom lens performed by moving the first lens group along the optical axis,
The first lens group includes three negative lenses and one positive lens,
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the diaphragm moves independently,
The focal length of the entire system at the wide-angle end is fw, the focal length of the first lens group is f1 , the distance between the following stop at the wide-angle end and the second lens group is DS2W, and the stop and the second lens group at the telephoto end. When the interval is DS2T , the following conditional expressions (1) and (2) :
−3.5 <f1 / fw <−3.0 (1)
0.8 <(DS2W−DS2T) / fw <2.0 (2)
A zoom lens characterized by satisfying
２．５＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２)＜３．０ （３）
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
但し、最も物体側のレンズがハイブリッド非球面レンズの場合の前記曲率半径Ｒ１１、Ｒ１２は、基材の面の曲率半径とする。 When the radius of curvature of the object side surface of the most object side lens of the first lens group and R 11, the radius of curvature of an image side of the most object side lens of the first lens group and R 12 Conditional formula (3) below:
2.5 <(R11 + R12) / (R11-R12) <3.0 (3)
The zoom lens according to claim 1 , wherein the zoom lens satisfies the following.
However, the curvature radii R11 and R12 when the most object side lens is a hybrid aspherical lens are the curvature radii of the surface of the substrate.
５０．０＜νｄn1 （４）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。 When the Abbe number of the most object-side negative lens constituting the first lens group is νdn1, the following conditional expression (4):
50.0 <νdn1 (4)
The zoom lens according to any one of claims 1 to 3, characterized by satisfying the.
−１．０＜ｆ１／ｆ２＜−０．７ （５）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ。 When the focal length of the first lens group is f1, and the focal length of the second lens group is f2, the following conditional expression (5):
−1.0 <f1 / f2 <−0.7 (5)
The zoom lens according to any one of claims 1 to 6, characterized by satisfying the.
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