JP2019132919A - Zoom lens and image capturing device having the same - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等の固体撮像素子を用いたカメラ、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等に好適なものである。 The present invention relates to a zoom lens and an imaging apparatus having the same, and is suitable for, for example, a camera using a solid-state imaging device such as a video camera, an electronic still camera, a broadcast camera, a surveillance camera, or a camera using a silver salt film. Is.
撮像装置に用いられるズームレンズとしては、レンズ全長が短く、広い画角を持ち、しかも高解像力なものが要求されている。
特に監視カメラにおいては、ナイトモードを実行可能な撮像装置が求められているため、広い波長領域での色収差補正が必要となっている。
As a zoom lens used in an imaging apparatus, a lens having a short overall lens length, a wide angle of view, and a high resolution is required.
Especially for surveillance cameras, there is a demand for an imaging device capable of executing the night mode, and thus chromatic aberration correction in a wide wavelength region is required.
特許文献1及び2は、広い画角を持ちながら良好な光学性能を持ったズームレンズとして、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、後続のレンズ群とを有し、回折光学素子を備えるネガティブリード型のズームレンズを開示している。
特許文献1及び2に開示されているズームレンズでは、ズーム全域における可視光から近赤外光の広い波長領域において倍率色収差が十分に低減されていない。
そこで本発明は、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域における可視光から近赤外光の広い波長領域において倍率色収差が十分に低減されたズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
In the zoom lenses disclosed in
Therefore, the present invention has an object to provide a zoom lens in which magnification chromatic aberration is sufficiently reduced in a wide wavelength region from visible light to near infrared light in the entire zoom range, and an image pickup apparatus having the same while having a compact and wide angle of view. To do.
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力のレンズ群LPを含む後群とから成り、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、少なくとも一つのレンズ群は、接合面に回折光学部が設けられた接合レンズを含み、レンズ群LPよりも物体側には開口絞りが配置されており、レンズ群LPは、2枚の正レンズを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動し、第1レンズ群の焦点距離をf1、レンズ群LPの焦点距離をfpとするとき、
−1.50<f1/fp<−0.20
なる条件式を満足することを特徴とする。
The zoom lens according to the present invention includes a first lens group having a negative refractive power and a rear group including a lens group LP having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side, and are adjacent to each other during zooming. A zoom lens in which the distance between groups is changed. At least one lens group includes a cemented lens having a diffractive optical part on the cemented surface, and an aperture stop is disposed on the object side of the lens group LP. The lens group LP has two positive lenses, moves to the object side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and the focal length of the first lens group is f1, and the focal length of the lens group LP is fp. When
−1.50 <f1 / fp <−0.20
The following conditional expression is satisfied.
本発明によれば、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域における可視光から近赤外光の広い波長領域において倍率色収差が十分に低減されたズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a zoom lens in which magnification chromatic aberration is sufficiently reduced in a wide wavelength range from visible light to near infrared light in the entire zoom range and an imaging apparatus having the same while having a compact and wide field angle. it can.
以下に本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の実施例1のズームレンズの広角端(短焦点距離端)において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図2(A)、(B)、(C)はそれぞれ、実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端(長焦点距離端)において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a lens cross-sectional view when focusing on an object at infinity at the wide angle end (short focal length end) of the zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention. 2A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C are each focused on an object at infinity at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end (long focal length end) of the zoom lens of Embodiment 1. FIG.
図3は本発明の実施例2のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図4(A)、(B)、(C)はそれぞれ、実施例2のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
FIG. 3 is a lens cross-sectional view when focusing on an object at infinity at the wide-angle end of the zoom lens according to
図5は本発明の実施例3のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図6(A)、(B)、(C)はそれぞれ、実施例3のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。 FIG. 5 is a lens cross-sectional view when focusing on an object at infinity at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention. FIGS. 6A, 6B, and 6C are longitudinal aberration diagrams when focusing on an object at infinity at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end of the zoom lens according to Embodiment 3, respectively. .
図7は本発明の実施例4のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図8(A)、(B)、(C)はそれぞれ、実施例4のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
FIG. 7 is a lens cross-sectional view when focusing on an object at infinity at the wide-angle end of the zoom lens according to
図9は本発明の実施例5のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図10(A)、(B)、(C)はそれぞれ、実施例5のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの縦収差図である。
FIG. 9 is a lens cross-sectional view when focusing on an object at infinity at the wide-angle end of the zoom lens according to
レンズ断面図中の実線で描かれている矢印は、ズーミング時の各レンズ群の移動軌跡を示している。また、レンズ断面図中の点線で描かれている矢印は、ズームレンズが最至近物体に合焦しているときのフォーカス群の移動軌跡を示している。 An arrow drawn with a solid line in the lens cross-sectional view indicates a movement locus of each lens unit during zooming. In addition, an arrow drawn with a dotted line in the lens cross-sectional view indicates a movement locus of the focus group when the zoom lens is focused on the closest object.
縦収差図において、球面収差、倍率色収差に関して、実線はd線(波長587.56nm)、二点鎖線はg線(波長435.84nm)、破線はF線(波長486.13nm)、一点鎖線はC線(波長656.27nm)、点線は波長850nmを示している。非点収差に関しては、破線及び実線はそれぞれ、d線のメリディオナル像面及びサジタル像面を示している。また、FnoはFナンバー、ωは撮影半画角を表している。また、球面収差は0.2mm、非点収差は0.2mm、歪曲は50%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。 In the longitudinal aberration diagram, with respect to spherical aberration and lateral chromatic aberration, the solid line is d line (wavelength 587.56 nm), the two-dot chain line is g line (wavelength 435.84 nm), the broken line is F line (wavelength 486.13 nm), and the one-dot chain line is The C line (wavelength 656.27 nm) and the dotted line indicate the wavelength 850 nm. Regarding astigmatism, a broken line and a solid line indicate the meridional image surface and the sagittal image surface of the d line, respectively. Fno represents the F number, and ω represents the shooting half angle of view. Further, spherical aberration is drawn on a scale of 0.2 mm, astigmatism is 0.2 mm, distortion is 50%, and lateral chromatic aberration is drawn on a scale of 0.05 mm.
各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群L1と、正の屈折力を有するレンズ群(以下、簡単に「正レンズ群」と称する。)LPを含む後群LRとを有しており、第1レンズ群L1より像側に可変絞り(開口絞り)SPが配置されており、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
後群LRに含まれる正レンズ群LPは、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ単調に移動し、可変絞りSPより像側に配置され、かつ2枚以上の正の屈折力を有するレンズ(以下、簡単に「正レンズ」と称する。)を有する。
また、各実施例のズームレンズは、各々複数レンズの貼り合わせからなる少なくとも一つの接合レンズを有し、少なくとも一つの接合レンズの接合面に回折光学素子DOE(回折光学部)を有する。
The zoom lens of each embodiment includes a first lens unit L1 having a negative refractive power and a lens unit having a positive refractive power (hereinafter simply referred to as “positive lens group”), which are arranged in order from the object side to the image side. And a rear group LR including LP, and a variable stop (aperture stop) SP is disposed on the image side of the first lens unit L1, and the distance between adjacent lens units changes during zooming. .
The positive lens group LP included in the rear group LR monotonically moves from the image side to the object side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, is disposed on the image side from the variable stop SP, and has two or more positive refractions. A lens having power (hereinafter simply referred to as “positive lens”).
The zoom lens of each embodiment has at least one cemented lens formed by bonding a plurality of lenses, and has a diffractive optical element DOE (diffractive optical unit) on the cemented surface of at least one cemented lens.
ここで、第1レンズ群L1の焦点距離をf1、後群LRに含まれる正レンズ群LPの焦点距離をfpとしたとき、各実施例のズームレンズは
−1.50<f1/fp<−0.20・・・(1)
なる条件式を満たしている。
Here, when the focal length of the first lens unit L1 is f1, and the focal length of the positive lens unit LP included in the rear unit LR is fp, the zoom lens of each embodiment has −1.50 <f1 / fp <−. 0.20 ... (1)
The following conditional expression is satisfied.
各実施例のズームレンズは、小型かつ軽量でありながら、広い画角を有し、収差を良好に補正するために、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群L1と、正レンズ群LPを含む後群LRとを有する構成としている。 The zoom lens of each embodiment is small and lightweight, has a wide angle of view, and is arranged in order from the object side in order to satisfactorily correct aberrations. The first lens unit L1 having negative refractive power is disposed in order. And a rear group LR including the positive lens group LP.
後群LRに含まれる正レンズ群LPは、効率的に変倍を行うために、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ単調に移動する構成としている。
また、後群LRに含まれる正レンズ群LPを広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ単調に移動する構成とすることによって、ズームレンズの小型化やズームレンズにおいて発生する収差変動を抑制することができる。
また、後群LRに含まれる正レンズ群LPは、特に広角端において軸上光線が通過する位置を高くして球面収差やコマ収差を良好に補正するために、可変絞りSPより像側に配置し、かつ正レンズを2枚以上有する構成としている。
The positive lens group LP included in the rear group LR is configured to move monotonously from the image side to the object side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end in order to efficiently perform zooming.
In addition, when the positive lens group LP included in the rear lens group LR is monotonically moved from the image side to the object side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the zoom lens can be downsized and aberration generated in the zoom lens. Variations can be suppressed.
Further, the positive lens group LP included in the rear group LR is arranged on the image side from the variable stop SP in order to improve the spherical aberration and the coma aberration well by increasing the position where the axial ray passes particularly at the wide angle end. In addition, the configuration has two or more positive lenses.
また、各実施例のズームレンズは色収差を補正するために、回折光学素子DOEを有している。
ここで、回折光学素子DOEのd線に関するアッべ数νddoe及びC線とt線に関する部分分散比θCtdoeは、d線、C線、F線、t線の波長を各々λd、λC、λF、λtとするとき、以下の式(A)及び(B)で表される。
νddoe=λd/(λF−λC) ・・・(A)
θCtdoe=(λC−λt)/(λF−λC) ・・・(B)
Further, the zoom lens of each embodiment has a diffractive optical element DOE in order to correct chromatic aberration.
Here, the Abbe number νddoe for the d-line of the diffractive optical element DOE and the partial dispersion ratio θCtdoe for the C-line and t-line are the wavelengths of the d-line, C-line, F-line, and t-line, respectively, λd, λC, λF, λt Is expressed by the following formulas (A) and (B).
νddoe = λd / (λF−λC) (A)
θCtdoe = (λC−λt) / (λF−λC) (B)
式(A)及び(B)から、各実施例のズームレンズに設けられている回折光学素子DOEのアッベ数νddoe及び部分分散比θCtdoeは各々−3.45、2.10となる。
回折光学素子DOEの回折面の分散特性は負の値をとっており、一般的な光学材料の分散特性とは逆の作用を有する。また、回折光学素子DOEのC線とt線の部分分散比θCtdoeは一般的な光学材料よりも大きな値となっているため、レンズ系に用いることで、可視光から近赤外光までの広い波長範囲にわたる色収差の補正に非常に有効である。
From the expressions (A) and (B), the Abbe number νddo and the partial dispersion ratio θCtdoe of the diffractive optical element DOE provided in the zoom lens of each embodiment are −3.45 and 2.10.
The dispersion characteristic of the diffractive surface of the diffractive optical element DOE has a negative value, and has an action opposite to that of a general optical material. Moreover, since the partial dispersion ratio θCtdoe of the C-line and the t-line of the diffractive optical element DOE is larger than that of a general optical material, it can be used for a lens system to widen the range from visible light to near infrared light. This is very effective for correcting chromatic aberration over the wavelength range.
回折光学素子DOEは、光学素子Aと光学素子Bとで挟み込まれる形で接合されるのが良い。回折光学素子DOEはUV硬化樹脂で作製することが一般的であるが、外気に露出させる状態で用いられると、経年変化により回折効率が低下し、光学性能が劣化してしまう。具体的には、吸水により回折光学素子DOEの屈折率や形状が変化して回折効率が低下してしまう。そのため、回折光学素子DOEを光学素子Aと光学素子Bとで挟み込まれる形で接合させることにより、吸水による回折効率の低下を抑制することができる。 The diffractive optical element DOE is preferably joined in a form sandwiched between the optical element A and the optical element B. The diffractive optical element DOE is generally made of a UV curable resin. However, when used in a state exposed to the outside air, the diffraction efficiency decreases due to secular change, and the optical performance deteriorates. Specifically, the refractive index and shape of the diffractive optical element DOE change due to water absorption, and the diffraction efficiency decreases. Therefore, by joining the diffractive optical element DOE so as to be sandwiched between the optical element A and the optical element B, it is possible to suppress a decrease in diffraction efficiency due to water absorption.
次に前述の条件式(1)の技術的意味について説明する。
条件式(1)は、第1レンズ群L1の焦点距離と、後群LRに含まれる正レンズ群LPの焦点距離との比の値(以下、簡単に「比」と称する。)を規定する式である。焦点距離の比が条件式(1)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1の負の焦点距離が長くなりすぎ(焦点距離の絶対値が大きくなりすぎ)、広角端において広い画角を確保することが困難となるため、好ましくない。
一方、焦点距離の比が条件式(1)の上限値を超えると、第1レンズ群L1の負の焦点距離が短くなりすぎ(焦点距離の絶対値が小さくなりすぎ)、広角側において諸収差、特に倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
Next, the technical meaning of conditional expression (1) will be described.
Conditional expression (1) defines the value of the ratio between the focal length of the first lens unit L1 and the focal length of the positive lens unit LP included in the rear unit LR (hereinafter simply referred to as “ratio”). It is a formula. When the focal length ratio is below the lower limit value of the conditional expression (1), the negative focal length of the first lens unit L1 becomes too long (the absolute value of the focal length becomes too large), and a wide angle of view is obtained at the wide angle end. Since it becomes difficult to ensure, it is not preferable.
On the other hand, when the focal length ratio exceeds the upper limit value of the conditional expression (1), the negative focal length of the first lens unit L1 becomes too short (the absolute value of the focal length becomes too small), and various aberrations occur on the wide angle side. In particular, this is not preferable because it is difficult to correct lateral chromatic aberration.
第1レンズ群L1は、少なくとも1枚の正レンズを有し、第1レンズ群L1に含まれる少なくとも1枚の正レンズのいずれかの正レンズのd線に関する屈折率とアッベ数をそれぞれNd1p、νd1pとする。また、後群LRに含まれる正レンズ群LPが有する少なくとも2枚の正レンズのうちのいずれかの正レンズのd線に関するアッベ数をνdppとする。各実施例のズームレンズの広角端における焦点距離、望遠端における焦点距離をそれぞれfw、ftとする。
なお、d線に関するアッベ数は、d線、C線、F線に対する屈折率をそれぞれnd、nC、nFとしたとき、
νd=(nd−1)/(nF−nC) ・・・(C)
のように表される。
また、回折光学素子DOEの焦点距離をfdoeとし、焦点距離fdoeは、回折格子の位相係数C2を用いて
fdoe=−1/(2×C2) ・・・(D)
のように表される。
このとき、各実施例のズームレンズにおいてさらに好ましくは次の各条件式のうちの一つ以上を満足するのが良い。
1.80<Nd1p<2.50 ・・・(2)
10<νd1p<40 ・・・(3)
80<νdpp ・・・(4)
50.0<|fdoe/fw|<2000.0 ・・・(5)
−5.0<f1/fw<−0.5 ・・・(6)
0.5<fp/ft<3.0 ・・・(7)
The first lens unit L1 includes at least one positive lens, and the refractive index and the Abbe number for the d-line of any one of the at least one positive lens included in the first lens unit L1 are Nd1p, Let νd1p. In addition, an Abbe number related to the d-line of any positive lens among at least two positive lenses included in the positive lens group LP included in the rear group LR is represented by νdpp. The focal length at the wide-angle end and the focal length at the telephoto end of the zoom lens of each embodiment are defined as fw and ft, respectively.
Note that the Abbe number for the d-line is as follows, where the refractive indices for the d-line, C-line, and F-line are nd, nC, and nF, respectively.
νd = (nd−1) / (nF−nC) (C)
It is expressed as
Further, the focal length of the diffractive optical element DOE is fdoe, and the focal length fdoe is obtained by using the phase coefficient C2 of the diffraction grating. Fdoe = −1 / (2 × C2) (D)
It is expressed as
At this time, in the zoom lens of each embodiment, it is more preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
1.80 <Nd1p <2.50 (2)
10 <νd1p <40 (3)
80 <νdpp (4)
50.0 <| fdoe / fw | <2000.0 (5)
−5.0 <f1 / fw <−0.5 (6)
0.5 <fp / ft <3.0 (7)
条件式(2)及び(3)は、第1レンズ群L1が有する少なくとも1枚の正レンズの材料の特性に関する式である。
条件式(2)の上限値を超えると、特に望遠端で発生する球面収差がアンダー方向に増加しやすくなり、好ましくない。一方、条件式(2)の下限値を下回ると、望遠端で発生する球面収差がオーバー方向に増加しやすくなり、好ましくない。さらに、正レンズのパワーを得るために曲率半径を小さくしたりレンズ厚を大きくしたりする必要が生じ、小型化を妨げるため、好ましくない。
Conditional expressions (2) and (3) are expressions relating to the material properties of at least one positive lens included in the first lens unit L1.
Exceeding the upper limit value of conditional expression (2) is not preferable because spherical aberration occurring particularly at the telephoto end tends to increase in the under direction. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the spherical aberration occurring at the telephoto end tends to increase in the over direction, which is not preferable. Further, it is necessary to reduce the radius of curvature or increase the lens thickness in order to obtain the power of the positive lens, which is not preferable because it prevents miniaturization.
条件式(3)は色収差の補正に関する条件であり、第1レンズ群L1に含まれる負の屈折力を有するレンズ(以下、簡単に「負レンズ」と称する。)で発生する色収差を、条件式(3)を満足する正レンズを使用することによってキャンセルすることができる。
条件式(3)の下限値を下回ると、ズーム全域における倍率色収差が増加してしまう。例えば、d線に対するg線やF線等の短波長側の収差が、オーバー方向に増加してしまい、好ましくない。一方、条件式(3)の上限値を超えると、下限値を下回るときと同様に、ズーム全域における倍率色収差が増加してしまう。この場合、d線に対するg線やF線等の短波長側の収差が、アンダー方向に増加してしまい、好ましくない。
Conditional expression (3) is a condition related to correction of chromatic aberration, and chromatic aberration generated in a lens having negative refractive power (hereinafter simply referred to as “negative lens”) included in the first lens unit L1 is expressed by the conditional expression. It can be canceled by using a positive lens that satisfies (3).
If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, lateral chromatic aberration will increase over the entire zoom range. For example, aberrations on the short wavelength side such as g-line and F-line with respect to d-line increase in the over direction, which is not preferable. On the other hand, when the upper limit value of conditional expression (3) is exceeded, the chromatic aberration of magnification increases in the entire zoom range, similarly to when the lower limit value is exceeded. In this case, aberrations on the short wavelength side such as g-line and F-line with respect to d-line increase in the under direction, which is not preferable.
条件式(4)は、後群LRに含まれる正レンズ群LPが有する少なくとも2枚の正レンズの材料の特性に関する式である。条件式(4)は特に軸上色収差の補正に関する条件であり、軸上光線の通過が高くなる位置に条件式(4)を満たす正レンズを使用することで、ズーム全域において軸上色収差を良好に補正することができる。
条件式(4)の下限値を下回ると、軸上色収差の補正が不足してしまう。良好に補正するためには各レンズ群の屈折力を弱める必要があるが、その場合、広角化や高変倍比を確保するためにレンズ全長が大型化してしまうため、好ましくない。
Conditional expression (4) is an expression relating to the material characteristics of at least two positive lenses included in the positive lens group LP included in the rear group LR. Conditional expression (4) is a condition relating to correction of axial chromatic aberration in particular, and by using a positive lens that satisfies conditional expression (4) at a position where the passage of axial rays is high, axial chromatic aberration is excellent over the entire zoom range. Can be corrected.
If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the correction of longitudinal chromatic aberration will be insufficient. In order to correct it well, it is necessary to weaken the refractive power of each lens group. However, in this case, the entire lens length becomes large in order to ensure a wide angle and a high zoom ratio, which is not preferable.
条件式(5)は、回折光学素子DOEの焦点距離と、ズームレンズの広角端における焦点距離との比を規定する式である。
条件式(5)の下限値を下回ると、回折光学素子DOEの焦点距離が小さくなりすぎ、倍率色収差が過補正となってしまうため、好ましくない。また、条件式(5)の下限値を下回ると、ズームレンズの広角端における焦点距離が長くなりすぎ、広角端において広い画角を確保するのが困難となるため、好ましくない。
一方、条件式(5)の上限値を超えると、回折光学素子DOEの焦点距離が大きくなりすぎ、倍率色収差が補正不足となってしまうため、好ましくない。また、条件式(5)の上限値を超えると、第1レンズ群L1の焦点距離が短くなりすぎ、広角側における諸収差、特に倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
Conditional expression (5) defines the ratio between the focal length of the diffractive optical element DOE and the focal length at the wide-angle end of the zoom lens.
If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the focal length of the diffractive optical element DOE becomes too small and the lateral chromatic aberration is overcorrected, which is not preferable. If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the focal length at the wide-angle end of the zoom lens becomes too long, and it is difficult to ensure a wide angle of view at the wide-angle end.
On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the focal length of the diffractive optical element DOE becomes too large, and the chromatic aberration of magnification becomes insufficiently corrected. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the focal length of the first lens unit L1 becomes too short, and it becomes difficult to correct various aberrations on the wide-angle side, particularly lateral chromatic aberration.
条件式(6)は、第1レンズ群L1の焦点距離とズームレンズの広角端における焦点距離との比を規定する式である。
条件式(6)の下限値を下回ると、第1レンズ群L1の負の焦点距離が長くなりすぎ(焦点距離の絶対値が大きくなりすぎ)、広角端において広い画角を確保するのが困難となるため、好ましくない。
一方、条件式(6)の上限値を超えると、第1レンズ群L1の負の焦点距離が短くなりすぎ(焦点距離の絶対値が小さくなりすぎ)、ズーム全域において第1レンズ群L1で発生する像面湾曲、歪曲が大きくなり、ズーミングにおける変動に対する補正が困難となるため、好ましくない。
Conditional expression (6) defines the ratio between the focal length of the first lens unit L1 and the focal length at the wide-angle end of the zoom lens.
Below the lower limit of conditional expression (6), the negative focal length of the first lens unit L1 becomes too long (the absolute value of the focal length becomes too large), and it is difficult to ensure a wide angle of view at the wide angle end. Therefore, it is not preferable.
On the other hand, when the upper limit value of conditional expression (6) is exceeded, the negative focal length of the first lens unit L1 becomes too short (the absolute value of the focal length becomes too small), and occurs in the first lens unit L1 over the entire zoom range. This is not preferable because the curvature of field and the distortion are increased and correction for fluctuations in zooming becomes difficult.
条件式(7)は、後群LRに含まれる正レンズ群LPの焦点距離とズームレンズの望遠端における焦点距離との比を規定する式である。
条件式(7)の下限値を下回ると、後群LRに含まれる正レンズ群LPの焦点距離が短くなりすぎ、ズーム全域で球面収差やコマ収差が大きく発生し、かつズーミングにおける変動に対する抑制が困難となるため、好ましくない。
一方、条件式(7)の上限値を超えると、後群LRに含まれる正レンズ群LPの焦点距離が長くなりすぎる。この場合、広角端において広い画角を確保するためには第1レンズ群L1の負の屈折力をきわめて強くする必要があり、第1レンズ群L1で発生する像面湾曲、歪曲の抑制が困難となるため、好ましくない。
Conditional expression (7) is an expression that defines the ratio between the focal length of the positive lens group LP included in the rear lens group LR and the focal length at the telephoto end of the zoom lens.
If the lower limit value of conditional expression (7) is not reached, the focal length of the positive lens group LP included in the rear lens group LR becomes too short, and spherical aberration and coma aberration occur greatly over the entire zoom range, and suppression of fluctuations in zooming is suppressed. Since it becomes difficult, it is not preferable.
On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (7) is exceeded, the focal length of the positive lens group LP included in the rear group LR becomes too long. In this case, in order to ensure a wide angle of view at the wide-angle end, it is necessary to extremely increase the negative refractive power of the first lens unit L1, and it is difficult to suppress field curvature and distortion generated in the first lens unit L1. Therefore, it is not preferable.
なお、さらに好ましくは条件式(1)〜(3)及び(5)〜(7)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−1.35<f1/fp<−0.30 ・・・(1a)
1.82<Nd1p<2.45 ・・・(2a)
13<νd1p<38 ・・・(3a)
100.0<|fdoe/fw|<1500.0 ・・・(5a)
−4.5<f1/fw<−1.0 ・・・(6a)
0.70<fp/ft<2.00 ・・・(7a)
More preferably, the numerical ranges of conditional expressions (1) to (3) and (5) to (7) are set as follows.
−1.35 <f1 / fp <−0.30 (1a)
1.82 <Nd1p <2.45 (2a)
13 <νd1p <38 (3a)
100.0 <| fdoe / fw | <1500.0 (5a)
−4.5 <f1 / fw <−1.0 (6a)
0.70 <fp / ft <2.00 (7a)
よりさらに好ましくは条件式(1a)〜(3a)及び(5a)〜(7a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−1.30<f1/fp<−0.40 ・・・(1b)
1.84<Nd1p<2.40 ・・・(2b)
15<νd1p<36 ・・・(3b)
150.0<|fdoe/fw|<1000.0 ・・・(5b)
−4.0<f1/fw<−1.2 ・・・(6b)
0.8<fp/ft<1.5 ・・・(7b)
More preferably, the numerical ranges of the conditional expressions (1a) to (3a) and (5a) to (7a) are set as follows.
−1.30 <f1 / fp <−0.40 (1b)
1.84 <Nd1p <2.40 (2b)
15 <νd1p <36 (3b)
150.0 <| fdoe / fw | <1000.0 (5b)
-4.0 <f1 / fw <-1.2 (6b)
0.8 <fp / ft <1.5 (7b)
次に、本発明のズームレンズの実施例1〜5それぞれのレンズ構成の特徴を説明する。
各実施例のレンズ断面図において、Iは像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。以下、各光学素子は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されているとして説明する。
Next, features of the lens configurations of the first to fifth embodiments of the zoom lens according to the present invention will be described.
In the lens cross-sectional views of the respective examples, I is an image plane, which corresponds to the imaging plane of the solid-state imaging device. In the following description, it is assumed that the optical elements are arranged in order from the object side to the image side unless otherwise specified.
[実施例1]
実施例1に係るズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群L1、正の屈折力を有する第2レンズ群L2で構成されている。第1レンズ群L1に含まれる接合レンズは、接合面に回折光学素子DOEを備えている。実施例1に係るズームレンズの後群LRは、第2レンズ群L2で構成され、後群LRに含まれる正レンズ群LPは、第2レンズ群L2で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群L2は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第1レンズ群L1は変倍に伴う像面変動を補正している。また、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との間に配置されている可変絞りSPは、変倍時には光軸方向に対して固定となっている。
第1レンズ群L1に含まれる接合レンズの接合面に回折光学素子DOEを用いることで、監視カメラに必要な耐久性を確保している。以降の実施例2〜5においても、回折光学素子DOEは、接合レンズの接合面に設けられている。
[Example 1]
The zoom lens according to Example 1 includes a first lens unit L1 having a negative refractive power and a second lens unit L2 having a positive refractive power. The cemented lens included in the first lens unit L1 includes a diffractive optical element DOE on the cemented surface. The rear lens group LR of the zoom lens according to Example 1 includes the second lens unit L2, and the positive lens unit LP included in the rear unit LR includes the second lens unit L2.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens unit L2 moves monotonically to the object side and performs zooming. The first lens unit L1 corrects image plane fluctuations accompanying zooming. The variable stop SP disposed between the first lens unit L1 and the second lens unit L2 is fixed with respect to the optical axis direction at the time of zooming.
The use of the diffractive optical element DOE on the cemented surface of the cemented lens included in the first lens unit L1 ensures the durability required for the surveillance camera. Also in the following Examples 2 to 5, the diffractive optical element DOE is provided on the cemented surface of the cemented lens.
第1レンズ群L1は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、接合面に回折光学素子DOEを含む正レンズと負レンズとの接合レンズで構成されている。軸外光線が高い位置を通る第1レンズ群L1に回折光学素子DOEを設けることで、ズーム全域において可視光から近赤外光までの広い波長領域における倍率色収差の変動を抑制している。
第2レンズ群L2は、物体側から順に、正レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズで構成されている。第2レンズ群L2の最も物体側の正レンズは両面とも非球面である。主たる変倍群であるとともに軸上光線が通過する位置が高い第2レンズ群L2に両面とも非球面であるレンズを設けることで、ズーム全域における球面収差やコマ収差の変動を抑制している。
The first lens unit L1 includes, in order from the object side, a negative lens, a negative lens, and a cemented lens of a positive lens including a diffractive optical element DOE on the cemented surface and a negative lens. By providing the diffractive optical element DOE in the first lens unit L1 passing through a position where the off-axis light beam is high, fluctuations in lateral chromatic aberration in a wide wavelength region from visible light to near infrared light are suppressed in the entire zoom range.
The second lens unit L2 includes, in order from the object side, a positive lens, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, a negative lens, and a cemented lens of a positive lens and a negative lens. The positive lens closest to the object side of the second lens unit L2 is both aspheric. By providing the second lens unit L2 which is a main zooming group and where the axial ray passes at a high position, a lens having both aspheric surfaces is provided, thereby suppressing variations in spherical aberration and coma in the entire zoom range.
実施例1に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表1に示す。実施例1はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において倍率色収差を低減したズームレンズを実現している。 Table 1 shows corresponding values for the conditional expressions of the zoom lens according to Example 1. In Example 1, all the conditional expressions are satisfied, and a zoom lens in which the chromatic aberration of magnification is reduced in the entire zoom range while having a compact and wide field angle is realized.
なお、本発明のズームレンズにおける回折光学素子DOEを有さない接合レンズは微小な空気間隔を有する分離レンズとして設けられていてもよい。また、本発明のズームレンズにおける可変絞りSPの開口径は、ズーミングに際して一定とすることも、変化させることもできる。可変絞りSPの径を変化させることで、軸外光束における下線コマフレアをカットすることができ、より良好な光学性能を得ることができる。これは本発明のズームレンズにおいて、レンズ形状としての変形及び変更の想定内であり、以下全ての実施例においても同様である。 Note that the cemented lens that does not have the diffractive optical element DOE in the zoom lens of the present invention may be provided as a separation lens having a minute air interval. In addition, the aperture diameter of the variable stop SP in the zoom lens of the present invention can be constant during zooming or can be changed. By changing the diameter of the variable stop SP, underline coma flare in the off-axis light beam can be cut, and better optical performance can be obtained. This is within the assumption of deformation and change as the lens shape in the zoom lens of the present invention, and the same applies to all the embodiments below.
[実施例2]
実施例2に係るズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群L1、正の屈折力を有する第2レンズ群L2、正の屈折力を有する第3レンズ群L3、正の屈折力を有する第4レンズ群L4、負の屈折力を有する第5レンズ群L5、正の屈折力を有する第6レンズ群L6で構成されている。第1レンズ群L1に含まれる接合レンズは、接合面に回折光学素子DOEを備えている。実施例2に係るズームレンズの後群LRは、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6で構成され、後群LRに含まれる正レンズ群LPは、第4レンズ群L4で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第1レンズ群L1は変倍に伴う像面変動を補正している。第6レンズ群L6は変倍時に不動である。また、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との間に配置されている可変絞りSPは、変倍時に第4レンズ群L4と一体となって光軸方向に移動する。また、第3レンズ群L3の最も物体側にはフレアカット絞りFCが設けられている。
[Example 2]
The zoom lens according to Example 2 includes a first lens unit L1 having a negative refractive power, a second lens unit L2 having a positive refractive power, a third lens unit L3 having a positive refractive power, and a positive refractive power. The fourth lens unit L4 includes a fifth lens unit L5 having a negative refractive power, and a sixth lens unit L6 having a positive refractive power. The cemented lens included in the first lens unit L1 includes a diffractive optical element DOE on the cemented surface. The rear lens group LR of the zoom lens according to Example 2 includes the second lens unit L2, the third lens unit L3, the fourth lens unit L4, the fifth lens unit L5, and the sixth lens unit L6. The included positive lens group LP includes a fourth lens group L4.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens unit L2, the third lens unit L3, the fourth lens unit L4, and the fifth lens unit L5 move monotonically to the object side and perform zooming. The first lens unit L1 corrects image plane fluctuations accompanying zooming. The sixth lens unit L6 does not move during zooming. Further, the variable stop SP disposed between the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4 moves in the optical axis direction together with the fourth lens unit L4 during zooming. A flare cut stop FC is provided on the most object side of the third lens unit L3.
第1レンズ群L1は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、接合面に回折光学素子DOEを含む負レンズと正レンズとの接合レンズで構成されている。軸外光線が高い位置を通る第1レンズ群L1に回折光学素子DOEを設けることで、ズーム全域において可視光から近赤外光までの広い波長領域における倍率色収差の変動を抑制している。また、第1レンズ群L1の2枚目の負レンズの像側の面は非球面であり、それにより特に広角側の像面湾曲や歪曲を良好に補正している。
第2レンズ群L2は、正レンズで構成されている。第2レンズ群L2の正レンズの物体側の面は非球面であり、それによりズーム全域における球面収差、コマ収差、像面湾曲の変動を良好に補正している。
第3レンズ群L3は、物体側から順に、正レンズと負レンズとの接合レンズ、正レンズで構成されている。第3レンズ群L3の負レンズの像側の面は非球面であり、それによりズーム全域における球面収差やコマ収差の変動を良好に補正している。
The first lens unit L1 includes, in order from the object side, a negative lens, a negative lens, and a cemented lens of a negative lens including a diffractive optical element DOE on the cemented surface and a positive lens. By providing the diffractive optical element DOE in the first lens unit L1 passing through a position where the off-axis light beam is high, fluctuations in lateral chromatic aberration in a wide wavelength region from visible light to near infrared light are suppressed in the entire zoom range. Further, the image-side surface of the second negative lens of the first lens unit L1 is an aspherical surface, and thereby particularly corrects the curvature of field and distortion on the wide-angle side.
The second lens unit L2 includes a positive lens. The object side surface of the positive lens in the second lens unit L2 is an aspherical surface, and thereby, variations in spherical aberration, coma aberration, and field curvature in the entire zoom range are corrected favorably.
The third lens unit L3 includes, in order from the object side, a cemented lens of a positive lens and a negative lens, and a positive lens. The image side surface of the negative lens of the third lens unit L3 is an aspherical surface, thereby favorably correcting variations in spherical aberration and coma aberration over the entire zoom range.
第4レンズ群L4は、物体側から順に、負レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズで構成されている。
第5レンズ群L5は、物体側から順に、正レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、負レンズで構成されている。第5レンズ群L5の最も物体側の正レンズの物体側の面は非球面であり、それによりズーム全域における像面湾曲やコマ収差の変動を良好に補正している。
第6レンズ群L6は、正レンズで構成されている。最も像面に近い第6レンズ群L6を正レンズ群とすることで、高い像高における撮像素子への入射角を浅くすることができる。これにより、撮像素子へ光線が斜めに入射することによって発生する、周辺光量落ちなどを防ぐことができる。たとえば周辺光量落ちを補正するためには、画像処理的もしくは電気回路的に画面周辺のゲインを上げる必要があるが、十分な光量が得られていない環境ではノイズが発生する可能性がある。ノイズは監視カメラにとって好ましくないため、ノイズの発生を抑制することは監視カメラにとって好適である。
The fourth lens unit L4 includes, in order from the object side, a negative lens, a cemented lens of a positive lens and a negative lens, and a cemented lens of a negative lens and a positive lens.
The fifth lens unit L5 includes, in order from the object side, a positive lens, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and a negative lens. The object-side surface of the positive lens closest to the object side in the fifth lens unit L5 is an aspherical surface, thereby favorably correcting field curvature and coma variation in the entire zoom range.
The sixth lens unit L6 includes a positive lens. By using the sixth lens unit L6 closest to the image plane as a positive lens unit, the incident angle to the image sensor at a high image height can be reduced. Thereby, it is possible to prevent a decrease in the amount of peripheral light that occurs when light rays are incident on the image sensor at an angle. For example, in order to correct the peripheral light amount drop, it is necessary to increase the gain around the screen in terms of image processing or electric circuit, but noise may occur in an environment where a sufficient light amount is not obtained. Since noise is not preferable for the monitoring camera, it is preferable for the monitoring camera to suppress the generation of noise.
実施例2に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表1に示す。実施例2はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において倍率色収差を低減したズームレンズを実現している。 Table 1 shows corresponding values for the conditional expressions of the zoom lens according to Example 2. In Example 2, all the conditional expressions are satisfied, and a zoom lens in which the chromatic aberration of magnification is reduced in the entire zoom range while having a compact and wide field angle is realized.
[実施例3]
実施例3に係るズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群L1、正の屈折力を有する第2レンズ群L2で構成されている。第2レンズ群L2に含まれる接合レンズのうちの一つは、接合面に回折光学素子DOEを備えている。実施例3に係るズームレンズの後群LRは、第2レンズ群L2で構成され、後群LRに含まれる正レンズ群LPは、第2レンズ群L2で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群L2は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第1レンズ群L1は変倍に伴う像面変動を補正している。また、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との間に配置されている可変絞りSPは、変倍時には光軸方向に対して固定となっている。
[Example 3]
The zoom lens according to Example 3 includes a first lens unit L1 having a negative refractive power and a second lens unit L2 having a positive refractive power. One of the cemented lenses included in the second lens unit L2 includes a diffractive optical element DOE on the cemented surface. The rear group LR of the zoom lens according to Example 3 is configured by the second lens group L2, and the positive lens group LP included in the rear group LR is configured by the second lens group L2.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens unit L2 moves monotonically to the object side and performs zooming. The first lens unit L1 corrects image plane fluctuations accompanying zooming. The variable stop SP disposed between the first lens unit L1 and the second lens unit L2 is fixed with respect to the optical axis direction at the time of zooming.
第1レンズ群L1は、物体側から順に、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。
第2レンズ群L2は、物体側から順に、正レンズ、接合面に回折光学素子DOEを含む負レンズと正レンズとの接合レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズで構成されている。
広角側で軸外光線が比較的高い位置を通り、望遠側では軸外光線が比較的低い位置を通る第2レンズ群L2の物体側の接合レンズに回折光学素子DOEを設けている。これにより、可視光から近赤外光までの広い波長領域において、ズーム全域における倍率色収差を打ち消している。第2レンズ群L2の最も物体側の正レンズは両面が非球面である。主たる変倍群であるとともに軸上光線が通過する位置が高い第2レンズ群L2に両面が非球面であるレンズを設けることで、ズーム全域における球面収差やコマ収差の変動を抑制している。
The first lens unit L1 includes, in order from the object side, a negative lens, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, a negative lens, and a positive lens.
The second lens unit L2 includes, in order from the object side, a positive lens, a negative lens including a diffractive optical element DOE on the cemented surface and a positive lens, a negative lens, and a cemented lens of a positive lens and a negative lens. Yes.
The diffractive optical element DOE is provided in the cemented lens on the object side of the second lens unit L2 through which the off-axis light beam passes through a relatively high position on the wide angle side and the off-axis light beam passes through a relatively low position on the telephoto side. Thereby, the chromatic aberration of magnification in the entire zoom range is canceled in a wide wavelength region from visible light to near infrared light. The positive lens closest to the object side of the second lens unit L2 has two aspheric surfaces. By providing the second lens unit L2 which is the main zooming unit and has a high position through which axial rays pass, a lens having both aspheric surfaces is provided, thereby suppressing variations in spherical aberration and coma in the entire zoom range.
実施例3に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表1に示す。実施例3はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において倍率色収差を低減したズームレンズを実現している。 Table 1 shows corresponding values for the conditional expressions of the zoom lens according to Example 3. In Example 3, all the conditional expressions are satisfied, and a zoom lens in which the chromatic aberration of magnification is reduced in the entire zoom range while having a compact and wide field angle is realized.
[実施例4]
実施例4に係るズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群L1、正の屈折力を有する第2レンズ群L2で構成されている。第2レンズ群L2に含まれる接合レンズのうちの一つは、接合面に回折光学素子DOEを備えている。実施例4に係るズームレンズの後群LRは、第2レンズ群L2で構成され、後群LRに含まれる正レンズ群LPは、第2レンズ群L2で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群L2は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第1レンズ群L1は変倍に伴う像面変動を補正している。また、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との間に配置されている可変絞りSPは、変倍時には光軸方向に対して固定となっている。
[Example 4]
The zoom lens according to Example 4 includes a first lens unit L1 having a negative refractive power and a second lens unit L2 having a positive refractive power. One of the cemented lenses included in the second lens unit L2 includes a diffractive optical element DOE on the cemented surface. The rear group LR of the zoom lens according to Example 4 is configured by the second lens group L2, and the positive lens group LP included in the rear group LR is configured by the second lens group L2.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens unit L2 moves monotonically to the object side and performs zooming. The first lens unit L1 corrects image plane fluctuations accompanying zooming. The variable stop SP disposed between the first lens unit L1 and the second lens unit L2 is fixed with respect to the optical axis direction at the time of zooming.
第1レンズ群L1は、物体側から順に、負レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズで構成されている。
第2レンズ群L2は、物体側から順に、正レンズ、負レンズと正レンズとの接合レンズ、負レンズ、接合面に回折光学素子DOEを含む正レンズと負レンズとの接合レンズで構成されている。
軸外光線が通過する位置が高い第2レンズ群L2の最も像側の接合レンズに回折光学素子DOEを設けることで、ズーム全域において可視光から近赤外光までの広い波長領域における倍率色収差の変動を抑制している。第2レンズ群L2の最も物体側の正レンズは両面が非球面である。主たる変倍群であるとともに軸上光線が通過する位置が高い第2レンズ群L2に両面が非球面であるレンズを設けることで、ズーム全域における球面収差やコマ収差の変動を抑制している。
実施例4に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表1に示す。実施例4はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において倍率色収差を低減したズームレンズを実現している。
The first lens unit L1 includes, in order from the object side, a negative lens, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and a cemented lens of a negative lens and a positive lens.
The second lens unit L2 includes, in order from the object side, a positive lens, a cemented lens of a negative lens and a positive lens, a negative lens, and a cemented lens of a positive lens and a negative lens including a diffractive optical element DOE on the cemented surface. Yes.
By providing the diffractive optical element DOE on the most image side cemented lens of the second lens unit L2 where the off-axis light beam passes through, the chromatic aberration of magnification in a wide wavelength region from visible light to near infrared light in the entire zoom range. Fluctuation is suppressed. The positive lens closest to the object side of the second lens unit L2 has two aspheric surfaces. By providing the second lens unit L2 which is the main zooming unit and has a high position through which axial rays pass, a lens having both aspheric surfaces is provided, thereby suppressing variations in spherical aberration and coma in the entire zoom range.
Table 1 shows corresponding values for the conditional expressions of the zoom lens according to Example 4. In Example 4, all the conditional expressions are satisfied, and a zoom lens in which the chromatic aberration of magnification is reduced in the entire zoom range while having a compact and wide field angle is realized.
[実施例5]
実施例5に係るズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群L1、正の屈折力を有する第2レンズ群L2で構成されている。第2レンズ群L2に含まれる接合レンズのうちの一つは、接合面に回折光学素子DOEを備えている。実施例5に係るズームレンズの後群LRは、第2レンズ群L2で構成され、後群LRに含まれる正レンズ群LPは、第2レンズ群L2で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群L2は物体側に単調に移動して変倍を行っている。第1レンズ群L1は変倍に伴う像面変動を補正している。また、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との間に配置されている可変絞りSPは、変倍時には光軸方向に対して固定となっている。
[Example 5]
The zoom lens according to Example 5 includes a first lens unit L1 having negative refractive power and a second lens unit L2 having positive refractive power. One of the cemented lenses included in the second lens unit L2 includes a diffractive optical element DOE on the cemented surface. The rear lens group LR of the zoom lens according to Example 5 includes the second lens unit L2, and the positive lens unit LP included in the rear lens group LR includes the second lens unit L2.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens unit L2 moves monotonically to the object side and performs zooming. The first lens unit L1 corrects image plane fluctuations accompanying zooming. The variable stop SP disposed between the first lens unit L1 and the second lens unit L2 is fixed with respect to the optical axis direction at the time of zooming.
第1レンズ群L1は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。
第2レンズ群L2の構成は、実施例4と同様である。軸外光線が高い位置を通る第2レンズ群L2の最も像側の接合レンズに回折光学素子DOEを設けることで、ズーム全域において可視光から近赤外光までの広い波長領域における倍率色収差の変動を抑制している。
The first lens unit L1 includes a negative lens, a negative lens, and a positive lens in order from the object side.
The configuration of the second lens unit L2 is the same as that of the fourth embodiment. Variation in chromatic aberration of magnification in a wide wavelength range from visible light to near-infrared light over the entire zoom range by providing a diffractive optical element DOE on the most image side cemented lens of the second lens unit L2 passing through a position where off-axis rays pass through a high position. Is suppressed.
実施例5に係るズームレンズの各条件式に対する対応値を表1に示す。実施例5はいずれの条件式も満足しており、コンパクトかつ広い画角を持ちながら、ズーム全域において倍率色収差を低減したズームレンズを実現している。 Table 1 shows corresponding values for the conditional expressions of the zoom lens according to Example 5. In Example 5, all the conditional expressions are satisfied, and a zoom lens in which the chromatic aberration of magnification is reduced in the entire zoom range while having a compact and wide field angle is realized.
次に、本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルビデオカメラの実施例を図11を用いて説明する。
図11において、10はカメラ本体、11は実施例1〜5のいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系11によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。
Next, an embodiment of a digital video camera using the zoom lens of the present invention as an imaging optical system will be described with reference to FIG.
In FIG. 11,
また、本発明のズームレンズを撮像光学系として用いた監視カメラの実施例を図12を用いて説明する。
図12において、20はカメラ本体、21は実施例1〜5のいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。22はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系21によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。
An embodiment of a surveillance camera using the zoom lens of the present invention as an imaging optical system will be described with reference to FIG.
In FIG. 12,
このように、本発明のズームレンズをデジタルビデオカメラや監視カメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現することができる。
なお、各実施例のズームレンズは投射装置(プロジェクタ)用の投射光学系として用いることもできる。
Thus, by applying the zoom lens of the present invention to an imaging apparatus such as a digital video camera or a surveillance camera, an imaging apparatus having a small size and high optical performance can be realized.
The zoom lens of each embodiment can also be used as a projection optical system for a projection device (projector).
また、本発明の撮像装置は、上記の各実施例のズームレンズとともに、歪曲収差と倍率色収差の少なくとも一方を電気的に補正する回路(補正手段)を有していても良い。このようにズームレンズの歪曲収差等を許容することができる構成にすれば、ズームレンズ全体のレンズ枚数を少なくすることができ、小型化が容易になる。また倍率色収差を電気的に補正することにより、撮影した画像の色にじみを軽減し、解像力の向上を図ることが容易になる。 The image pickup apparatus of the present invention may include a circuit (correction unit) that electrically corrects at least one of distortion and lateral chromatic aberration in addition to the zoom lens of each of the above embodiments. If the zoom lens has such a configuration that can tolerate distortion and the like, the number of lenses in the entire zoom lens can be reduced, and the size can be easily reduced. Further, by electrically correcting the chromatic aberration of magnification, it becomes easier to reduce the color blur of the captured image and improve the resolution.
なお、各実施例のズームレンズと、ズームレンズを制御する制御部とを含めた撮像システム(監視カメラシステム)を構成してもよい。この場合、制御部は、ズーミングに際して各レンズ群が上述したように移動するようズームレンズを制御すればよい。このとき、制御部がズームレンズと一体的に構成されている必要はなく、制御部をズームレンズとは別体として構成してもよい。例えば、ズームレンズの各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部(制御装置)が、ズームレンズを制御するための制御信号(命令)を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、ズームレンズを遠隔操作することができる。 An imaging system (monitoring camera system) including the zoom lens of each embodiment and a control unit that controls the zoom lens may be configured. In this case, the control unit may control the zoom lens so that each lens group moves as described above during zooming. At this time, the control unit does not need to be configured integrally with the zoom lens, and the control unit may be configured separately from the zoom lens. For example, a configuration is adopted in which a control unit (control device) disposed far from a drive unit that drives each lens of the zoom lens includes a transmission unit that sends a control signal (command) for controlling the zoom lens. May be. According to such a control unit, the zoom lens can be remotely operated.
また、ズームレンズを遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じてズームレンズを制御する構成を採ってもよい。例えば、操作部として拡大ボタン及び縮小ボタンを設け、ユーザーが拡大ボタンを押したらズームレンズの倍率が大きくなり、ユーザーが縮小ボタンを押したらズームレンズの倍率が小さくなるように、制御部からズームレンズの駆動部に信号が送られるように構成すればよい。 In addition, an operation unit such as a controller or a button for remotely operating the zoom lens may be provided in the control unit, so that the zoom lens may be controlled in accordance with an input to the user operation unit. For example, an enlargement button and a reduction button are provided as an operation unit, and the zoom lens magnification is increased when the user presses the enlargement button, and the zoom lens magnification is reduced when the user presses the reduction button. What is necessary is just to comprise so that a signal may be sent to the drive part.
また、撮像システムは、ズームレンズのズームに関する情報(移動状態)を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。ズームレンズのズームに関する情報とは、例えばズーム倍率(ズーム状態)や各レンズ群の移動量(移動状態)である。この場合、表示部に示されるズームレンズのズームに関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーがズームレンズを遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。 In addition, the imaging system may include a display unit such as a liquid crystal panel that displays information (movement state) regarding zoom of the zoom lens. The information regarding the zoom of the zoom lens includes, for example, zoom magnification (zoom state) and movement amount (movement state) of each lens group. In this case, the user can remotely operate the zoom lens via the operation unit while viewing information on the zoom of the zoom lens shown on the display unit. At this time, the display unit and the operation unit may be integrated by adopting, for example, a touch panel.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
次に本発明の実施例1〜5それぞれに対応する数値実施例1〜5を示す。各数値実施例において、iは物体側からの面の順序を示し、riは物体側より第i番目の面の曲率半径、diは物体側より第i番目の面と第i+1番目の面との間隔、ndi、νdiはそれぞれ、第i番目の面と第i+1番目の面との間の光学部材の屈折率、アッベ数である。
焦点距離、Fナンバー、半画角はそれぞれ、無限遠物体に焦点を合わせたときの値を表している。
Next, numerical examples 1 to 5 corresponding to the first to fifth embodiments of the present invention will be described. In each numerical example, i indicates the order of the surfaces from the object side, ri is the radius of curvature of the i-th surface from the object side, and di is the i-th surface and the (i + 1) -th surface from the object side. The intervals ndi and νdi are the refractive index and Abbe number of the optical member between the i-th surface and the (i + 1) -th surface, respectively.
The focal length, F number, and half angle of view represent values when focusing on an object at infinity.
また、非球面形状は、光軸方向の座標をx、光軸と垂直方向の座標をy、基準の曲率半径をR、円錐定数をK、n次の非球面係数をAnとして、以下の式(E)で表される。
x=(y2/r)/{1+(1−K×y2/r2)0.5}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+・・・ ・・・(E)
また、「e−x」は「×10―x」を意味しており、非球面を有するレンズ面には各表中の面番号の右側に*を付している。
Further, the aspherical shape is expressed by the following equation, where x is the coordinate in the optical axis direction, y is the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis, R is the reference radius of curvature, K is the conic constant, and An is the nth-order aspherical coefficient. It is represented by (E).
x = (y 2 / r) / {1+ (1−K × y 2 / r 2 ) 0.5 } + A4 × y 4 + A6 × y 6 + A8 × y 8 + A10 × y 10 +... E)
“E−x” means “× 10 −x ”, and a lens surface having an aspherical surface is marked with * on the right side of the surface number in each table.
面番号の横に(回折)と付されている回折面(回折光学素子)の位相φは、mを回折光の回折次数、λ0を基準波長、Cj(j=1,2,3…)を各次数の位相係数とするとき、以下の式(F)で表される。
φ(h)=(2π×m/λ0)(C2h2+C4h4+C6h6+C8h8+…) ・・・(F)
The phase φ of the diffractive surface (diffractive optical element) labeled (Diffraction) beside the surface number is m is the diffraction order of the diffracted light, λ0 is the reference wavelength, and Cj (j = 1, 2, 3,...). When the phase coefficient is of each order, it is expressed by the following formula (F).
φ (h) = (2π × m / λ0) (C2h 2 + C4h 4 + C6h 6 + C8h 8 +...) (F)
また、基準波長λ0における回折光学素子DOEの焦点距離fdoeは以下の式(G)で表される。
fdoe=−1/(2×C2) ・・・(G)
さらに、任意の波長λにおける回折光学素子DOEの焦点距離fdoe(λ)は以下の式(H)で表される。
fdoe=−1/(2×C2)(λ0/λ) ・・・(H)
In addition, the focal length fdoe of the diffractive optical element DOE at the reference wavelength λ0 is expressed by the following equation (G).
fdoe = −1 / (2 × C2) (G)
Furthermore, the focal length fdoe (λ) of the diffractive optical element DOE at an arbitrary wavelength λ is expressed by the following equation (H).
fdoe = −1 / (2 × C2) (λ0 / λ) (H)
数値実施例1〜5と前述した各条件式との対応を以下の表1に示す。
数値実施例1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 61.561 1.30 2.00100 29.1
2 14.374 6.33
3 -97.833 1.10 1.63854 55.4
4 24.202 3.92
5 30.409 3.40 1.85478 24.8
6(回折) -148.060 1.00 1.60311 60.6
7 112.055 (可変)
8(絞り) ∞ (可変)
9* 12.266 3.23 1.49710 81.6
10* -76.377 0.12
11 14.025 0.80 1.54814 45.8
12 7.145 6.97 1.49700 81.5
13 -19.403 0.15
14 29.165 0.70 1.64769 33.8
15 7.433 0.89
16 15.407 5.73 1.49700 81.5
17 -5.558 0.70 1.71999 50.2
18 -6036.471 (可変)
19 ∞ 1.72 1.51633 64.1
20 ∞ 2.07
像面 ∞
非球面データ
第6面(回折面)
C 2= 1.23632e-004 C 4= 1.18586e-006 C 6=-1.17682e-008 C 8= 1.27968e-010
C10=-6.55566e-013
第9面
K =-4.96140e-001 A 4=-4.87543e-006 A 6= 5.86472e-007 A 8=-1.57891e-009
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.12042e-004 A 6= 7.24976e-007
各種データ
ズーム比 2.90
広角 中間 望遠
焦点距離 5.52 9.71 15.99
Fナンバー 1.65 2.14 2.95
半画角 58.2 31.6 19.3
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 78.05 60.86 55.31
BF 2.07 2.07 2.07
d 7 25.20 8.02 2.47
d 8 10.02 6.61 1.50
d18 2.70 6.11 11.22
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -17.99
2 9 14.66
Numerical example 1
Unit mm
Surface data surface number rd nd νd
1 61.561 1.30 2.00 100 29.1
2 14.374 6.33
3 -97.833 1.10 1.63854 55.4
4 24.202 3.92
5 30.409 3.40 1.85478 24.8
6 (Diffraction) -148.060 1.00 1.60311 60.6
7 112.055 (variable)
8 (Aperture) ∞ (Variable)
9 * 12.266 3.23 1.49710 81.6
10 * -76.377 0.12
11 14.025 0.80 1.54814 45.8
12 7.145 6.97 1.49700 81.5
13 -19.403 0.15
14 29.165 0.70 1.64769 33.8
15 7.433 0.89
16 15.407 5.73 1.49700 81.5
17 -5.558 0.70 1.71999 50.2
18 -6036.471 (variable)
19 ∞ 1.72 1.51633 64.1
20 ∞ 2.07
Image plane ∞
Aspheric data 6th surface (diffractive surface)
C10 = -6.55566e-013
9th page
K = -4.96140
10th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.12042e-004 A 6 = 7.24976e-007
Various data Zoom ratio 2.90
Wide angle Medium telephoto focal length 5.52 9.71 15.99
F number 1.65 2.14 2.95
Half angle of view 58.2 31.6 19.3
Image height 5.50 5.50 5.50
Total lens length 78.05 60.86 55.31
BF 2.07 2.07 2.07
d 7 25.20 8.02 2.47
d 8 10.02 6.61 1.50
d18 2.70 6.11 11.22
Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 -17.99
2 9 14.66
数値実施例2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 48.171 2.80 1.80400 46.5
2 31.564 5.00
3 42.373 1.90 1.77250 49.6
4* 16.243 15.65
5 -277.043 1.65 1.80610 33.3
6(回折) 29.656 6.02 2.00272 19.3
7 86.925 (可変)
8* 45.686 3.56 1.77250 49.6
9 374.936 (可変)
10 ∞ 0.99
11 31.739 6.53 1.49700 81.5
12 -31.258 1.10 1.91650 31.6
13* -80.738 0.08
14 67.802 5.27 1.49700 81.5
15 -35.941 (可変)
16(絞り) ∞ 2.02
17 -44.661 1.00 1.72825 28.5
18 40.664 0.28
19 42.537 6.78 1.49700 81.5
20 -16.260 0.90 1.58144 40.8
21 431.305 0.09
22 90.286 0.80 1.54814 45.8
23 21.907 5.12 1.84666 23.8
24 -34.443 (可変)
25* -43.899 1.49 2.00100 29.1
26 -26.109 0.13
27 -35.204 1.00 1.89190 37.1
28 64.052 5.82 1.43875 94.7
29 -15.634 0.75
30 -22.094 1.10 1.68948 31.0
31 43.460 (可変)
32 50.772 4.53 1.49700 81.5
33 230.033 14.56
像面 ∞
非球面データ
第4面
K =-4.36825e-001 A 4=-1.01084e-006 A 6=-6.35716e-010 A 8= 8.34947e-013 A10=-3.77602e-015
第6面(回折面)
C 2= 7.29473e-005 C 4= 4.16309e-007 C 6=-1.07641e-009 C 8= 9.86093e-013
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.24813e-006 A 6=-3.78737e-010 A 8= 7.06398e-012 A10=-1.37684e-014 A12= 2.70566e-017
第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.23317e-006 A 6= 2.22670e-010 A 8= 6.02592e-011 A10=-2.97346e-013 A12= 6.05622e-016
第25面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.32513e-005 A 6=-7.82363e-008 A 8= 4.36862e-010 A10=-7.08198e-012 A12= 3.79207e-014
各種データ
ズーム比 2.00
広角 中間 望遠
焦点距離 15.79 19.00 31.58
Fナンバー 2.85 2.88 2.88
半画角 53.9 48.7 34.4
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 135.28 132.50 129.71
BF 14.56 14.56 14.56
d 7 16.96 11.84 4.52
d 9 16.77 14.46 3.86
d15 0.99 1.98 5.29
d24 1.63 1.54 1.03
d31 2.00 5.75 18.09
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -19.50
2 8 67.03
3 10 30.90
4 16 46.34
5 25 -26.93
6 32 130.00
Numerical example 2
Unit mm
Surface data surface number rd nd νd
1 48.171 2.80 1.80 400 46.5
2 31.564 5.00
3 42.373 1.90 1.77250 49.6
4 * 16.243 15.65
5 -277.043 1.65 1.80610 33.3
6 (Diffraction) 29.656 6.02 2.00272 19.3
7 86.925 (variable)
8 * 45.686 3.56 1.77250 49.6
9 374.936 (variable)
10 ∞ 0.99
11 31.739 6.53 1.49700 81.5
12 -31.258 1.10 1.91650 31.6
13 * -80.738 0.08
14 67.802 5.27 1.49700 81.5
15 -35.941 (variable)
16 (Aperture) ∞ 2.02
17 -44.661 1.00 1.72825 28.5
18 40.664 0.28
19 42.537 6.78 1.49700 81.5
20 -16.260 0.90 1.58144 40.8
21 431.305 0.09
22 90.286 0.80 1.54814 45.8
23 21.907 5.12 1.84666 23.8
24 -34.443 (variable)
25 * -43.899 1.49 2.00100 29.1
26 -26.109 0.13
27 -35.204 1.00 1.89190 37.1
28 64.052 5.82 1.43875 94.7
29 -15.634 0.75
30 -22.094 1.10 1.68948 31.0
31 43.460 (variable)
32 50.772 4.53 1.49700 81.5
33 230.033 14.56
Image plane ∞
Aspheric data 4th surface
K = -4.36825
6th surface (diffractive surface)
8th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -2.24813e-006 A 6 = -3.78737e-010 A 8 = 7.06398e-012 A10 = -1.37684e-014 A12 = 2.70566e-017
Side 13
K = 0.00000e + 000 A 4 = 3.23317e-006 A 6 = 2.22670e-010 A 8 = 6.02592e-011 A10 = -2.97346e-013 A12 = 6.05622e-016
25th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -4.32513e-005 A 6 = -7.82363e-008 A 8 = 4.36862e-010 A10 = -7.08198e-012 A12 = 3.79207e-014
Various data Zoom ratio 2.00
Wide angle Medium telephoto focal length 15.79 19.00 31.58
F number 2.85 2.88 2.88
Half angle of view 53.9 48.7 34.4
Image height 21.64 21.64 21.64
Total lens length 135.28 132.50 129.71
BF 14.56 14.56 14.56
d 7 16.96 11.84 4.52
d 9 16.77 14.46 3.86
d15 0.99 1.98 5.29
d24 1.63 1.54 1.03
d31 2.00 5.75 18.09
Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 -19.50
2 8 67.03
3 10 30.90
4 16 46.34
5 25 -26.93
6 32 130.00
数値実施例3
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 60.284 1.30 1.83481 42.7
2 11.557 5.17
3 281.669 1.10 1.49700 81.5
4 11.876 2.83 1.77250 49.6
5 19.281 4.31
6 -25.155 1.00 1.49700 81.5
7 292.318 0.50
8 50.676 1.79 2.00100 29.1
9 -142.532 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11* 12.764 4.24 1.49710 81.6
12* -60.559 0.92
13 19.704 0.80 1.65844 50.9
14(回折) 9.217 6.13 1.49700 81.5
15 -19.798 1.55
16 44.951 0.80 1.95375 32.3
17 9.828 1.78
18 14.453 5.38 1.69895 30.1
19 -9.788 0.80 1.85478 24.8
20 1859.061 (可変)
21 ∞ 1.72 1.51633 64.1
22 ∞ 2.07
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-1.04161e-002 A 4=-4.84596e-005 A 6= 3.93621e-007 A 8=-3.31170e-010
第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.48009e-005 A 6= 6.07006e-007
第14面(回折面)
C 2=-1.44758e-004 C 4=-2.46762e-006 C 6= 2.32195e-008 C 8= 7.46455e-010
C10=-8.27267e-013
各種データ
ズーム比 3.39
広角 中間 望遠
焦点距離 5.71 11.18 19.38
Fナンバー 1.85 2.42 4.14
半画角 58.0 28.1 16.2
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 85.14 69.15 68.69
BF 2.07 2.07 2.07
d 9 18.44 2.45 1.99
d10 17.13 10.87 1.49
d20 5.37 11.63 21.01
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -15.07
2 11 17.25
Numerical Example 3
Unit mm
Surface data surface number rd nd νd
1 60.284 1.30 1.83481 42.7
2 11.557 5.17
3 281.669 1.10 1.49700 81.5
4 11.876 2.83 1.77250 49.6
5 19.281 4.31
6 -25.155 1.00 1.49700 81.5
7 292.318 0.50
8 50.676 1.79 2.00100 29.1
9 -142.532 (variable)
10 (Aperture) ∞ (Variable)
11 * 12.764 4.24 1.49710 81.6
12 * -60.559 0.92
13 19.704 0.80 1.65844 50.9
14 (Diffraction) 9.217 6.13 1.49700 81.5
15 -19.798 1.55
16 44.951 0.80 1.95375 32.3
17 9.828 1.78
18 14.453 5.38 1.69895 30.1
19 -9.788 0.80 1.85478 24.8
20 1859.061 (variable)
21 ∞ 1.72 1.51633 64.1
22 ∞ 2.07
Image plane ∞
Aspheric data 11th surface
K = -1.04161
12th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 9.48009e-005 A 6 = 6.07006e-007
14th surface (diffractive surface)
C10 = -8.27267e-013
Various data Zoom ratio 3.39
Wide angle Medium telephoto focal length 5.71 11.18 19.38
F number 1.85 2.42 4.14
Half angle of view 58.0 28.1 16.2
Image height 5.50 5.50 5.50
Total lens length 85.14 69.15 68.69
BF 2.07 2.07 2.07
d 9 18.44 2.45 1.99
d10 17.13 10.87 1.49
d20 5.37 11.63 21.01
Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 -15.07
2 11 17.25
数値実施例4
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 63.162 1.30 1.83481 42.7
2 11.034 4.89
3 186.446 1.10 1.49700 81.5
4 12.054 2.78 1.77250 49.6
5 21.692 4.53
6 -19.768 1.00 1.49700 81.5
7 33.821 2.17 1.91082 35.3
8 -68.690 (可変)
9(絞り) ∞ (可変)
10* 13.186 4.42 1.49710 81.6
11* -56.136 0.53
12 18.753 0.80 1.63854 55.4
13 8.856 6.45 1.49700 81.5
14 -19.387 0.12
15 33.538 0.80 1.95375 32.3
16 11.489 3.18
17 21.851 4.09 1.69895 30.1
18(回折) -10.413 0.80 1.85478 24.8
19 -189.818 (可変)
20 ∞ 1.72 1.51633 64.1
21 ∞ 2.07
像面 ∞
非球面データ
第10面
K = 1.15976e-001 A 4=-4.53000e-005 A 6= 4.50170e-007 A 8=-7.17479e-010
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.08787e-004 A 6= 7.46893e-007
第18面(回折面)
C 2=-2.90922e-004 C 4=-4.09942e-006 C 6=-1.27544e-010 C 8= 3.56717e-009
C10=-5.47670e-011
各種データ
ズーム比 2.89
広角 中間 望遠
焦点距離 5.78 10.15 16.70
Fナンバー 1.65 2.09 3.30
半画角 59.2 31.4 18.8
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 80.12 68.00 67.06
BF 2.07 2.07 2.07
d 8 15.06 2.94 2.00
d 9 15.11 9.66 1.50
d19 7.21 12.65 20.82
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.75
2 10 17.12
Numerical Example 4
Unit mm
Surface data surface number rd nd νd
1 63.162 1.30 1.83481 42.7
2 11.034 4.89
3 186.446 1.10 1.49700 81.5
4 12.054 2.78 1.77250 49.6
5 21.692 4.53
6 -19.768 1.00 1.49700 81.5
7 33.821 2.17 1.91082 35.3
8 -68.690 (variable)
9 (Aperture) ∞ (Variable)
10 * 13.186 4.42 1.49710 81.6
11 * -56.136 0.53
12 18.753 0.80 1.63854 55.4
13 8.856 6.45 1.49700 81.5
14 -19.387 0.12
15 33.538 0.80 1.95375 32.3
16 11.489 3.18
17 21.851 4.09 1.69895 30.1
18 (Diffraction) -10.413 0.80 1.85478 24.8
19 -189.818 (variable)
20 ∞ 1.72 1.51633 64.1
21 ∞ 2.07
Image plane ∞
Aspheric data 10th surface
K = 1.15976
11th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.08787e-004 A 6 = 7.46893e-007
18th surface (diffractive surface)
C10 = -5.47670e-011
Various data Zoom ratio 2.89
Wide angle Medium telephoto focal length 5.78 10.15 16.70
F number 1.65 2.09 3.30
Half angle of view 59.2 31.4 18.8
Image height 5.50 5.50 5.50
Total lens length 80.12 68.00 67.06
BF 2.07 2.07 2.07
d 8 15.06 2.94 2.00
d 9 15.11 9.66 1.50
d19 7.21 12.65 20.82
Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 -13.75
2 10 17.12
数値実施例5
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 249.363 1.30 1.83481 42.7
2 14.749 6.42
3 -29.273 1.10 1.49700 81.5
4 22.426 1.89
5 30.798 2.62 2.00100 29.1
6 1096.749 (可変)
7(絞り) ∞ (可変)
8* 15.483 2.95 1.49710 81.6
9* -1217.114 0.72
10 14.015 0.80 1.70154 41.2
11 9.156 6.11 1.49700 81.5
12 -19.628 1.48
13 19.487 0.80 1.90366 31.3
14 8.723 3.58
15 18.205 2.49 1.74950 35.3
16(回折) -91.908 0.80 1.85478 24.8
17 51.251 (可変)
18 ∞ 1.72 1.51633 64.1
19 ∞ 2.07
像面 ∞
非球面データ
第8面
K = 4.93464e-001 A 4=-5.37673e-006 A 6= 8.67748e-007 A 8=-1.49643e-009
第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.41698e-004 A 6= 1.40625e-006
第16面(回折面)
A 2=-4.12878e-004 A 4= 2.23481e-006 A 6=-1.92381e-007 A 8= 1.27816e-008
A10=-2.67556e-010
各種データ
ズーム比 2.89
広角 中間 望遠
焦点距離 6.00 10.54 17.35
Fナンバー 1.65 2.06 2.87
半画角 60.0 30.2 18.1
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 80.16 62.76 58.03
BF 2.07 2.07 2.07
d 6 24.90 7.50 2.77
d 7 12.47 8.08 1.50
d17 5.95 10.34 16.92
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -17.73
2 8 17.14
Numerical Example 5
Unit mm
Surface data surface number rd nd νd
1 249.363 1.30 1.83481 42.7
2 14.749 6.42
3 -29.273 1.10 1.49700 81.5
4 22.426 1.89
5 30.798 2.62 2.00 100 29.1
6 1096.749 (variable)
7 (Aperture) ∞ (Variable)
8 * 15.483 2.95 1.49710 81.6
9 * -1217.114 0.72
10 14.015 0.80 1.70154 41.2
11 9.156 6.11 1.49700 81.5
12 -19.628 1.48
13 19.487 0.80 1.90366 31.3
14 8.723 3.58
15 18.205 2.49 1.74950 35.3
16 (Diffraction) -91.908 0.80 1.85478 24.8
17 51.251 (variable)
18 ∞ 1.72 1.51633 64.1
19 ∞ 2.07
Image plane ∞
Aspheric data 8th surface
K = 4.93464
9th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.41698e-004 A 6 = 1.40625e-006
16th surface (diffractive surface)
A 2 = -4.12878
A10 = -2.67556e-010
Various data Zoom ratio 2.89
Wide angle Medium Telephoto focal length 6.00 10.54 17.35
F number 1.65 2.06 2.87
Half angle of view 60.0 30.2 18.1
Image height 5.50 5.50 5.50
Total lens length 80.16 62.76 58.03
BF 2.07 2.07 2.07
d 6 24.90 7.50 2.77
d 7 12.47 8.08 1.50
d17 5.95 10.34 16.92
Zoom lens group data group Start surface Focal length
1 1 -17.73
2 8 17.14
DOE 回折光学素子(回折光学部)
L1 第1レンズ群
LP 正の屈折力のレンズ群
LR 後群
SP 開口絞り
DOE diffractive optical element (diffractive optical part)
L1 First lens group LP Lens group LR having positive refractive power Rear group SP Aperture stop
Claims (22)
少なくとも一つのレンズ群は、接合面に回折光学部が設けられた接合レンズを含み、
前記レンズ群LPよりも物体側には開口絞りが配置されており、
前記レンズ群LPは、2枚の正レンズを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動し、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記レンズ群LPの焦点距離をfpとするとき、
−1.50<f1/fp<−0.20
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 A zoom lens including a first lens unit having a negative refractive power and a rear group including a lens unit LP having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side, and in which the distance between adjacent lens units changes during zooming. A lens,
The at least one lens group includes a cemented lens in which a diffractive optical part is provided on the cemented surface,
An aperture stop is disposed on the object side of the lens group LP,
The lens group LP has two positive lenses and moves to the object side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
When the focal length of the first lens group is f1, and the focal length of the lens group LP is fp,
−1.50 <f1 / fp <−0.20
A zoom lens satisfying the following conditional expression:
該少なくとも1枚の正レンズのいずれかの材料のd線に関する屈折率及びアッベ数をそれぞれNd1p及びνd1pとするとき、
1.80<Nd1p<2.50
10<νd1p<40
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 The first lens group has at least one positive lens;
When the refractive index and Abbe number regarding the d-line of any material of the at least one positive lens are Nd1p and νd1p, respectively.
1.80 <Nd1p <2.50
10 <νd1p <40
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
80<νdpp
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載のズームレンズ。 When the Abbe number of either of the two positive lenses included in the lens group LP is νdpp,
80 <νdpp
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
50.0<|fdoe/fw|<2000.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のズームレンズ。 When the focal length of the entire system at the wide-angle end is fw, and the focal length of the diffractive optical unit is fdoe,
50.0 <| fdoe / fw | <2000.0
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
−5.0<f1/fw<−0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のズームレンズ。 When the focal length of the entire system at the wide angle end is fw,
−5.0 <f1 / fw <−0.5
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.5<fp/ft<3.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のズームレンズ。 When the focal length of the entire system at the telephoto end is ft,
0.5 <fp / ft <3.0
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載のズームレンズ。 −1.35 <f1 / fp <−0.30
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
ズーミングに際して前記ズームレンズを制御する制御部とを有することを特徴とする撮像システム。 A zoom lens according to any one of claims 1 to 16,
An imaging system comprising: a control unit that controls the zoom lens during zooming.
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- 2018-01-30 JP JP2018013288A patent/JP2019132919A/en active Pending
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