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JP4905779B2 - Zoom lens - Google Patents

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JP4905779B2
JP4905779B2 JP2006242802A JP2006242802A JP4905779B2 JP 4905779 B2 JP4905779 B2 JP 4905779B2 JP 2006242802 A JP2006242802 A JP 2006242802A JP 2006242802 A JP2006242802 A JP 2006242802A JP 4905779 B2 JP4905779 B2 JP 4905779B2
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Description

本発明は、ビデオカメラや電子スチルカメラ等に用いられる変倍光学系に関し、特に可視域から近赤外域まで使用されるドーム用監視カメラ等に好適な小型のズームレンズに関する。   The present invention relates to a variable magnification optical system used for a video camera, an electronic still camera, and the like, and more particularly to a small zoom lens suitable for a surveillance camera for a dome used from a visible range to a near infrared range.

従来、ビデオカメラや電子スチルカメラに用いられる変倍光学系として、第2群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行い、それによる像面の補正を第1群の移動により行う2群方式のズームレンズが知られている。このようなズームレンズ系において、特に監視カメラ用途では、色収差等の収差性能が良好に維持されることが求められる。特許文献1には、負の第1群、正の第2群から構成される監視カメラのレンズ系において、色収差の補正が図られたレンズ構成が開示されている。具体的には、第1群が、物体側より順に、2枚の負の単レンズと、負レンズおよび正レンズよりなる接合レンズとを有する構成となっている。このような構成により、小型化を図りつつ、可視域から近赤外域までの色収差を良好に補正することを可能としている。
特開2005−134887号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, as a variable power optical system used in video cameras and electronic still cameras, zooming is performed by moving the second group along the optical axis, and the image plane is corrected by moving the first group. A group-type zoom lens is known. In such a zoom lens system, particularly in surveillance camera applications, it is required that aberration performance such as chromatic aberration be maintained well. Patent Document 1 discloses a lens configuration in which chromatic aberration is corrected in a monitoring camera lens system including a negative first group and a positive second group. Specifically, the first group has a configuration including two negative single lenses and a cemented lens made up of a negative lens and a positive lens in order from the object side. With such a configuration, it is possible to satisfactorily correct chromatic aberration from the visible region to the near-infrared region while reducing the size.
JP 2005-134877 A

ところが、近年では、監視用途のレンズ系においても、収差性能の維持に加え、高変倍であることが要求されるようになってきている。特許文献1の構成では、変倍比が2倍程度となっているが、これよりも更に高変倍(例えば3倍以上)のものが望まれている。また一方で、小型の監視用ドームカメラの普及により、ドーム内に収まる程小さな光学系への要求も高まっている。さらに、監視カメラ用途では、広角端から望遠端までの各変倍域において、可視域から近赤外域までの諸収差が良好に補正されることが好ましい。上記特許文献1の構成では、第1群に接合レンズを用いているため、色収差の補正には有利となるが、変倍比を高くした場合、第1群で発生する収差量が第2群により拡大され、特に望遠端における球面収差の補正が不十分となる。従って、特に監視カメラ用途として、各変倍域において可視域から近赤外域までの諸収差が良好に補正された、小型かつ高変倍のズームレンズ系の実現が望まれている。   However, in recent years, even in a monitoring lens system, in addition to maintaining the aberration performance, it is required to have a high zoom ratio. In the configuration of Patent Document 1, the zoom ratio is about twice, but a higher zoom ratio (for example, three times or more) is desired. On the other hand, with the widespread use of small surveillance dome cameras, there is an increasing demand for optical systems that are small enough to fit within the dome. Furthermore, in surveillance camera applications, it is preferable that various aberrations from the visible range to the near infrared range are corrected well in each zoom range from the wide-angle end to the telephoto end. In the configuration of Patent Document 1, a cemented lens is used for the first group, which is advantageous for correcting chromatic aberration. However, when the zoom ratio is increased, the amount of aberration generated in the first group is the second group. In particular, correction of spherical aberration at the telephoto end becomes insufficient. Therefore, it is desired to realize a zoom lens system having a small size and a high zoom ratio in which various aberrations from the visible range to the near infrared range are satisfactorily corrected in each zoom range, particularly for a surveillance camera application.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、特に各変倍域において可視域から近赤外域までの諸収差が良好に補正され、監視カメラ用途として好適な小型かつ高変倍のズームレンズを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reduce various aberrations from the visible region to the near infrared region in each variable power range, and to make it small and highly suitable for surveillance camera applications. It is to provide a double zoom lens.

本発明によるズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1群と、絞りと、正の屈折力を有する第2群とを備えている。広角端から望遠端への変倍の際には、第2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、変倍に伴う像面の補正を、第1群を光軸に沿って移動させることによって行う。特に、第1群は、物体側から順に、3枚の負の屈折力を有する単レンズと、1枚の正の屈折力を有する単レンズとの4群4枚構成よりなり、正の屈折力を有する単レンズは、物体側の面が凸形状であると共に、物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面よりも小さいものである。   The zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side, a first group having negative refractive power, a stop, and a second group having positive refractive power. At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, zooming is performed by moving the second lens unit toward the object side along the optical axis, and correction of the image plane accompanying zooming is performed on the first lens group. This is done by moving along the optical axis. In particular, the first group has a four-group four-lens configuration of three single lenses having negative refractive power and one single lens having positive refractive power in order from the object side. The object side surface has a convex shape, and the absolute value of the radius of curvature of the object side surface is smaller than that of the image side surface.

本発明によるズームレンズでは、第2群を光軸に沿って物体側に移動させることにより変倍が行われ、それによる像面の補正が第1群を移動させることによって行われる。特に第1群を、物体側より順に、負・負・負・正の屈折力を有する4枚の単レンズにより構成し、かつ正の単レンズの物体側の面に強い正の屈折力を配置することにより、第1群で発生する収差量が抑えられ、小型化を図りつつ、各変倍域での諸収差、特に望遠端での球面収差が効果的に抑制され、高変倍化しやすくなる。   In the zoom lens according to the present invention, zooming is performed by moving the second group to the object side along the optical axis, and the image plane is thereby corrected by moving the first group. In particular, the first group is composed of four single lenses having negative, negative, negative, and positive refractive power in order from the object side, and a strong positive refractive power is disposed on the object side surface of the positive single lens. As a result, the amount of aberration generated in the first lens group is suppressed, and various aberrations in each zooming region, particularly spherical aberration at the telephoto end, are effectively suppressed while achieving miniaturization, and high zooming is easy to achieve. Become.

第2群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第21レンズと、両凸形状の第22レンズとを含むことが好ましい。これにより、諸収差の補正により有利となる。   The second group preferably includes a twenty-first lens having positive refractive power and a biconvex twenty-second lens in order from the object side. This is advantageous for correcting various aberrations.

また、以下の条件式を満足することが好ましい。ただし、mtは望遠端における第2群の近軸結像倍率とする。これにより、特に望遠端における球面収差が良好に補正され、高変倍化により有利となる。
−1.5<mt<−1.0 ・・・・・・(1)
Moreover, it is preferable that the following conditional expressions are satisfied. Here, mt is the paraxial imaging magnification of the second group at the telephoto end. As a result, spherical aberrations are corrected particularly well at the telephoto end, which is advantageous for high zooming.
-1.5 <mt <-1.0 (1)

さらに、第1群の3枚の負の屈折力を有する単レンズは、物体側より順に、像側に凹面を向けた2枚の負のメニスカスレンズと、1枚の両凹レンズとであることが好ましい。これにより、諸収差の補正により有利となる。   Furthermore, the three single lenses having negative refractive power in the first group may be, in order from the object side, two negative meniscus lenses having a concave surface facing the image side and one biconcave lens. preferable. This is advantageous for correcting various aberrations.

また、以下の条件式を満足することが好ましい。ただし、νd14を第1群中の正の屈折力を有する単レンズのd線に対するアッベ数とする。これにより、特に望遠端において、短波長側での色収差が良好に補正され、可視域から近赤外域までの収差性能の維持に有利となる。
νd14<30.0 ・・・・・・(2)
Moreover, it is preferable that the following conditional expressions are satisfied. However, ν d14 is an Abbe number with respect to the d-line of the single lens having positive refractive power in the first group. Thereby, especially at the telephoto end, the chromatic aberration on the short wavelength side is corrected well, which is advantageous for maintaining the aberration performance from the visible range to the near infrared range.
ν d14 <30.0 (2)

さらに好ましくは、以下の条件式を満足するようにする。これにより、可視域から近赤外域までの収差性能の維持により有利となる。
νd14<25.0 ・・・・・・(3)
More preferably, the following conditional expression is satisfied. This is advantageous for maintaining aberration performance from the visible region to the near infrared region.
ν d14 <25.0 (3)

また、第2群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第21レンズと、両凸形状の第22レンズと、負の屈折力を有すると共に像側に凹面を向けたメニスカス形状の第23レンズと、正の屈折力を有する第24レンズとを含むことが好ましい。これにより、諸収差の補正に有利となる。   The second group includes, in order from the object side, a 21st lens having positive refractive power, a biconvex 22nd lens, and a meniscus second lens having negative refractive power and having a concave surface facing the image side. 23 lenses and a 24th lens having a positive refractive power are preferably included. This is advantageous for correcting various aberrations.

また、以下の条件式を満足することが好ましい。ただし、νdbを第2群中の第21レンズおよび第22レンズのうち少なくとも一方のd線に対するアッベ数とする。これにより、第2群における軸上色収差の発生が抑制される。
νdb>75.0 ・・・・・・(4)
Moreover, it is preferable that the following conditional expressions are satisfied. However, ν db is the Abbe number for at least one d-line of the 21st lens and the 22nd lens in the second group. Thereby, the occurrence of longitudinal chromatic aberration in the second group is suppressed.
ν db > 75.0 (4)

本発明のズームレンズによれば、第2群を光軸に沿って移動することにより変倍を行い、それによる像面の補正を第1群により行う2群方式のズームレンズにおいて、特に第1群を、3枚の負の単レンズと1枚の正の単レンズとからなる4群4枚構成とし、正の単レンズの物体側の面に強い正の屈折力を配置するようにしたので、小型化および高変倍化を図りつつ、各変倍域において可視域から近赤外域までの諸収差を良好に補正することができる。従って、特に小型のドーム用監視カメラに好適な小型かつ高変倍のズームレンズ系を実現できる。   According to the zoom lens of the present invention, in the zoom lens of the two-group system in which zooming is performed by moving the second group along the optical axis, and the image plane is corrected by the first group. Since the group has a four-group four-lens configuration composed of three negative single lenses and one positive single lens, and a strong positive refractive power is arranged on the object side surface of the positive single lens. Various aberrations from the visible region to the near-infrared region can be satisfactorily corrected in each variable magnification region while achieving downsizing and high variable magnification. Therefore, it is possible to realize a small zoom lens system that is particularly suitable for a small dome surveillance camera.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第1の構成例を示している。この構成例は、後述の数値実施例1(図6(A),図6(B)、図7)のレンズ構成に対応している。図2は、第2の構成例を示しており、後述の数値実施例2(図8(A),図8(B)、図9)のレンズ構成に対応している。図3は、第3の構成例を示しており、後述の数値実施例3(図10(A),図10(B)、図11)のレンズ構成に対応している。図4は、第4の構成例を示しており、後述の数値実施例4(図12(A),図12(B)、図13)のレンズ構成に対応している。図5は、第5の構成例を示しており、後述の数値実施例5(図14(A),図14(B)、図15)のレンズ構成に対応している。図1〜図5において基本的な構成は同じなので、以下では、図1の構成例を基本にして説明する。   FIG. 1 shows a first configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention. This configuration example corresponds to the lens configuration of Numerical Example 1 (FIGS. 6A, 6B, and 7) described later. FIG. 2 shows a second configuration example, which corresponds to the lens configuration of Numerical Example 2 (FIGS. 8A, 8B, and 9) described later. FIG. 3 shows a third configuration example, which corresponds to a lens configuration of Numerical Example 3 (FIGS. 10A, 10B, and 11) described later. FIG. 4 shows a fourth configuration example, which corresponds to the lens configuration of Numerical Example 4 (FIGS. 12A, 12B, and 13) described later. FIG. 5 shows a fifth configuration example, which corresponds to the lens configuration of Numerical Example 5 (FIGS. 14A, 14B, and 15) described later. Since the basic configuration is the same in FIGS. 1 to 5, the following description is based on the configuration example of FIG. 1.

図1において、符号Riは、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の曲率半径(mm)を示す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔(mm)を示す。この符号Diについては、変倍に伴って変化する部分についてのみ示す。   In FIG. 1, the reference symbol Ri denotes the curvature radius (mm) of the i-th surface that is given a number so as to increase sequentially toward the image side (imaging side), with the surface of the component closest to the object side being first. ). Reference symbol Di indicates a surface interval (mm) between the i-th surface and the (i + 1) -th surface on the optical axis Z1. About this code | symbol Di, it shows only about the part which changes with zooming.

このズームレンズは、ビデオカメラや電子スチルカメラ等に用いられ、特に小型のドーム用監視カメラ等に好適に用いられるものである。このズームレンズは、光軸Z1に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1群10と、絞りStと、正の屈折力を有する第2群20とを備えている。結像面には、図示しないCCD(Charge Coupled Device :電荷結合素子)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor )等の撮像素子が配置される。第2群20と撮像素子との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタ等の平板状の光学部材CGが配置されている。   This zoom lens is used for a video camera, an electronic still camera, and the like, and is particularly suitable for a small dome surveillance camera. This zoom lens includes, in order from the object side along the optical axis Z1, a first group 10 having a negative refractive power, a diaphragm St, and a second group 20 having a positive refractive power. An imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) (not shown) is disposed on the imaging plane. Between the second group 20 and the imaging device, a flat optical member CG such as a cover glass for protecting the imaging surface and an infrared cut filter is disposed according to the configuration on the camera side where the lens is mounted. .

上記構成において、広角端から望遠端への変倍を行う際には、第2群20を光軸Z1に沿って物体側に動かすことによって変倍を行うと共に、それによる像面の補正を第1群10を光軸Z1に沿って移動させることにより行う。このとき、第1群10と第2群20は、図1に実線で示した軌跡を描くように移動する。なお、図1において、Wは広角端でのレンズ位置、Tは望遠端でのレンズ位置を示す。   In the above configuration, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, zooming is performed by moving the second group 20 to the object side along the optical axis Z1, and the image plane is corrected accordingly. This is done by moving the first group 10 along the optical axis Z1. At this time, the first group 10 and the second group 20 move so as to draw a locus shown by a solid line in FIG. In FIG. 1, W represents the lens position at the wide-angle end, and T represents the lens position at the telephoto end.

第1群10は、物体側より順に、負の屈折力を有する3枚の単レンズ、第11レンズL11、第12レンズL12および第13レンズL13と、正の屈折力を有する第14レンズL14とからなる4群4枚構成となっている。特に、第14レンズL14は、物体側の面が凸形状であると共に、物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面よりも小さくなっている。また、第11レンズL11および第12レンズL12は、像側に強い凹面を向けたメニスカス形状であることが好ましい。第13レンズL13は、両凹形状であることが好ましい。第14レンズL14は、例えば、物体側に凸面を向けたメニスカス形状となっている。   The first group 10 includes, in order from the object side, three single lenses having negative refractive power, an eleventh lens L11, a twelfth lens L12 and a thirteenth lens L13, and a fourteenth lens L14 having positive refractive power. It consists of 4 groups and 4 groups. In particular, in the fourteenth lens L14, the object-side surface has a convex shape, and the absolute value of the radius of curvature of the object-side surface is smaller than that of the image-side surface. The eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 preferably have a meniscus shape with a strong concave surface facing the image side. The thirteenth lens L13 is preferably biconcave. For example, the fourteenth lens L14 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side.

第2群20は、物体側より順に、正の屈折力を有する第21レンズL21と、両凸形状の第22レンズL22とを備えていることが好ましい。これらの後続のレンズとしては、例えば、負の屈折力を有し像側に凹面を向けたメニスカス形状の第23レンズL23と、正の屈折力を有する第24レンズL24とを備えていてもよい。また、第2群20は、少なくとも1枚の非球面レンズを有することが好ましい。特に、最も物体側の第21レンズL21の少なくとも1面が非球面形状であることが好ましい。   The second group 20 preferably includes, in order from the object side, a twenty-first lens L21 having positive refractive power and a biconvex twenty-second lens L22. These subsequent lenses may include, for example, a meniscus 23rd lens L23 having negative refractive power and a concave surface facing the image side, and a 24th lens L24 having positive refractive power. . The second group 20 preferably has at least one aspheric lens. In particular, it is preferable that at least one surface of the 21st lens L21 closest to the object side has an aspherical shape.

また、高変倍化を実現するため、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。ただし、mを第2群20の近軸結像倍率とする。
−1.5<m<−0.35 ・・・・・・(5)
Moreover, in order to realize high zoom ratio, it is preferable that the following conditional expression (5) is satisfied. Here, m is the paraxial imaging magnification of the second group 20.
-1.5 <m <-0.35 (5)

特に、望遠端において、以下の条件式を満足することが好ましい。ただし、mtは望遠端における第2群20の近軸結像倍率とする。
−1.5<mt<−1.0 ・・・・・・(1)
In particular, it is preferable that the following conditional expression is satisfied at the telephoto end. Here, mt is the paraxial imaging magnification of the second group 20 at the telephoto end.
-1.5 <mt <-1.0 (1)

また、以下の条件式(2)を満足することが好ましく、条件式(3)を満足することがより好ましい。ただし、νd14を第1群10中の正の屈折力を有する単レンズL14のd線に対するアッベ数とする。
νd14<30.0 ・・・・・・(2)
νd14<25.0 ・・・・・・(3)
Moreover, it is preferable that the following conditional expression (2) is satisfied, and it is more preferable that conditional expression (3) is satisfied. However, ν d14 is the Abbe number with respect to the d line of the single lens L14 having positive refractive power in the first group 10.
ν d14 <30.0 (2)
ν d14 <25.0 (3)

さらに、以下の条件式を満足することが好ましい。ただし、νdbを第2群20中の第21レンズL21および第22レンズL22のうち少なくとも一方のd線に対するアッベ数とする。
νdb>75.0 ・・・・・・(4)
Furthermore, it is preferable that the following conditional expression is satisfied. However, ν db is an Abbe number for at least one of the 21st lens L21 and the 22nd lens L22 in the second group 20 with respect to the d line.
ν db > 75.0 (4)

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。   Next, operations and effects of the zoom lens configured as described above will be described.

このズームレンズでは、第2群20を光軸に沿って物体側に移動することにより変倍が行われ、それによる像面の補正が第1群10により行われる。特に、第1群10において、4枚の単レンズからなる4群4枚構成とし、かつ各単レンズの屈折力や面形状を適切に設定することにより、変倍比を高くした場合においても、小型化を図りつつ、諸収差、特に望遠側での球面収差を良好に補正することができる。仮に、第1群10において接合レンズを含む場合、例えば像側の2枚のレンズが接合レンズである場合には、変倍比を高くすると、第1群10で発生する諸収差が第2群20によって拡大され、各変倍域において収差性能を十分に維持することができないため、高変倍化が困難となる。これに対し、本実施の形態では、第1群10において、第14レンズL14が物体側に強い正の屈折力を有することにより、第1群10で発生する収差量を抑えることができる。これにより、高変倍化を図ったとしても、特に望遠端において、球面収差が良好に補正される。   In this zoom lens, zooming is performed by moving the second group 20 toward the object side along the optical axis, and the image plane is corrected by the first group 10. In particular, in the first group 10, a four-group four-lens configuration composed of four single lenses, and by appropriately setting the refractive power and surface shape of each single lens, Various aberrations, particularly spherical aberration on the telephoto side, can be corrected well while downsizing. If the first lens group 10 includes a cemented lens, for example, if the two lenses on the image side are cemented lenses, various aberrations occurring in the first lens group 10 may occur when the zoom ratio is increased. Since the aberration performance is not sufficiently maintained in each zooming region, it is difficult to achieve high zooming. On the other hand, in the present embodiment, in the first group 10, since the fourteenth lens L14 has a strong positive refractive power on the object side, the amount of aberration generated in the first group 10 can be suppressed. As a result, even when a high zoom ratio is achieved, the spherical aberration is favorably corrected particularly at the telephoto end.

また、第1群10において、物体側の2枚の負レンズを、像側に凹面を向けたメニスカス形状とし、この後続の負レンズを両凹レンズとすれば、特に望遠端における球面収差の補正により有利となる。   Further, in the first group 10, if two negative lenses on the object side have a meniscus shape with a concave surface facing the image side, and the subsequent negative lens is a biconcave lens, it is possible to correct spherical aberration particularly at the telephoto end. It will be advantageous.

さらに、第2群20において、少なくとも1枚の非球面レンズを有することにより、特に、最も物体側の第21レンズL21の少なくとも一面を非球面形状とすることにより、球面収差がより効果的に補正される。   Furthermore, the second group 20 has at least one aspheric lens, and more particularly, at least one surface of the 21st lens L21 closest to the object side has an aspheric shape, so that spherical aberration can be corrected more effectively. Is done.

条件式(5)は、第2群20の近軸結像倍率に関する式であり、高変倍化に寄与している。条件式(5)の上限を超えると、第1群10の持つ負の屈折力が弱まり、変倍に伴う移動量が増え、コンパクト化を阻害する。条件式(5)の下限を超えると、第1群10の持つ負の屈折力が強まり、特に望遠側での球面収差の補正が不十分となるため好ましくない。   Conditional expression (5) is an expression related to the paraxial imaging magnification of the second group 20, and contributes to high zooming. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the negative refractive power of the first group 10 will weaken, the amount of movement associated with zooming will increase, and compactification will be hindered. Exceeding the lower limit of conditional expression (5) is not preferable because the negative refractive power of the first lens group 10 is increased, and correction of spherical aberration on the telephoto side is particularly insufficient.

条件式(1)は、望遠端における第2群20の近軸結像倍率に関する式である。条件式(1)の上限を超えると、高変倍化が困難となり、下限を超えると、第1群10の持つ負の屈折力が強まり、特に望遠側での球面収差の補正が不十分となるため好ましくない。   Conditional expression (1) is an expression relating to the paraxial imaging magnification of the second group 20 at the telephoto end. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, high zooming becomes difficult, and if the lower limit is exceeded, the negative refractive power of the first group 10 increases, and in particular, correction of spherical aberration on the telephoto side is insufficient. Therefore, it is not preferable.

条件式(2)および条件式(3)は、第1群10の正レンズL14のd線に対するアッベ数に関する式である。条件式(2)の上限を超えると、特に望遠端において短波長側での色収差の補正が不十分となり、可視域から近赤外域までの収差性能を維持することが困難となるため、好ましくない。また、条件式(3)を満足することにより、可視域から近赤外域までの収差性能の維持により有利となる。   Conditional expression (2) and conditional expression (3) are expressions relating to the Abbe number with respect to the d-line of the positive lens L14 in the first group 10. Exceeding the upper limit of conditional expression (2) is not preferable because correction of chromatic aberration on the short wavelength side becomes insufficient particularly at the telephoto end, and it becomes difficult to maintain aberration performance from the visible range to the near infrared range. . Further, satisfying conditional expression (3) is advantageous in maintaining aberration performance from the visible region to the near infrared region.

条件式(4)は、第2群20中の第21レンズL21および第22レンズL22のうち少なくとも一方のd線に対するアッベ数に関する式である。第21レンズL21と第22レンズL22の両方が条件式(4)の下限を超えると、第2群20で発生する軸上色収差が増大し、可視域から近赤外域までの収差性能を維持することが困難となる。   Conditional expression (4) is an expression relating to the Abbe number for at least one of the 21st lens L21 and the 22nd lens L22 in the second group 20 with respect to the d-line. When both the 21st lens L21 and the 22nd lens L22 exceed the lower limit of the conditional expression (4), the longitudinal chromatic aberration generated in the second group 20 increases, and the aberration performance from the visible range to the near infrared range is maintained. It becomes difficult.

以上説明したように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、特に第1群10において、3枚の負の単レンズと1枚の正の単レンズとからなる4群4枚構成とし、正レンズの物体側の面に強い正の屈折力を配置すると共に、上述した好ましい態様を適宜採用することにより、小型化および高変倍化を図りつつ、各変倍域において可視域から近赤外域までの諸収差が良好に補正される。従って、ドーム用監視カメラとして好適な、小型かつ高変倍のズームレンズ系を実現することができる。   As described above, according to the zoom lens according to the present embodiment, in the first group 10 in particular, a four-group four-lens configuration including three negative single lenses and one positive single lens is provided. By arranging strong positive refracting power on the object side surface of the positive lens and adopting the preferred modes described above as appropriate, the zoom lens can be reduced in size and increased in magnification, and from the visible region to the near red region in each variable magnification region. Various aberrations up to the outer region are corrected well. Therefore, a small and highly variable zoom lens system suitable as a dome monitoring camera can be realized.

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例1〜5について、実施例1を基本にしてまとめて説明する。   Next, specific numerical examples 1 to 5 of the zoom lens according to the present embodiment will be described together based on the first example.

実施例1として、図1に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを、図6(A),図6(B),図7に示す。図6(A)は基本的なレンズデータ、図6(B)はズーミングに関するデータ、図7は非球面に関するデータを示すものである。   As Example 1, specific lens data corresponding to the configuration of the zoom lens shown in FIG. 1 is shown in FIGS. 6 (A), 6 (B), and 7. FIG. FIG. 6A shows basic lens data, FIG. 6B shows zooming data, and FIG. 7 shows aspherical data.

図6(A)では、面番号Siの欄には、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目(i=1〜19)の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、図1において付した符号Riに対応させて、物体側からi番目の面の曲率半径の値(mm)を示す。面間隔Diの欄についても、同様に物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔(mm)を示す。Ndj,νdjの欄には、それぞれ、物体側からj番目(j=1〜9)の光学要素のd線(波長587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。また、面番号の左側に付された記号「*」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示し、非球面の曲率半径Riとしては、光軸近傍の曲率半径の値を示す。なお、変倍に伴って第1群10および第2群20が光軸上を移動するため、面間隔D8,D9,D17の値は可変となっている。   In FIG. 6A, in the field of the surface number Si, the surface of the component on the most object side is the first, and the i-th (i = 1 to 1) is attached so as to increase sequentially toward the image side. 19) shows the surface number. In the column of the curvature radius Ri, the value (mm) of the curvature radius of the i-th surface from the object side is shown in correspondence with the reference symbol Ri in FIG. Similarly, the column of the surface interval Di indicates the interval (mm) on the optical axis between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1 from the object side. In the columns Ndj and νdj, the values of the refractive index and the Abbe number for the d-line (wavelength 587.6 nm) of the j-th (j = 1 to 9) optical element from the object side are shown. The symbol “*” attached to the left side of the surface number indicates that the lens surface has an aspheric shape, and the curvature radius Ri of the aspheric surface indicates the value of the curvature radius near the optical axis. In addition, since the 1st group 10 and the 2nd group 20 move on an optical axis with zooming, the value of surface spacing D8, D9, D17 is variable.

図6(B)には、可変の面間隔D8,D9,D17についての広角端および望遠端における値を、ズームに関するデータとして示す。また、図6(B)には、広角端および望遠端における全系の焦点距離f(mm)、Fナンバー(FNO.)、画角2ω(ω:半画角)、および第2群20の近軸結像倍率mの値についても示す。   In FIG. 6B, values at the wide-angle end and the telephoto end for the variable surface distances D8, D9, and D17 are shown as data relating to zoom. 6B shows the focal length f (mm) of the entire system at the wide angle end and the telephoto end, the F number (FNO.), The angle of view 2ω (ω: half angle of view), and the second group 20. The value of the paraxial imaging magnification m is also shown.

特に、実施例1のズームレンズでは、第21レンズL21の両面(第10面、第11面)が非球面形状となっている。また、広角端から望遠端までの変倍比は約3.5倍となっている。ただし、後述の実施例4では、変倍比は約3.0倍となっている。   In particular, in the zoom lens of Example 1, both surfaces (the 10th surface and the 11th surface) of the 21st lens L21 are aspherical. The zoom ratio from the wide angle end to the telephoto end is about 3.5 times. However, in Example 4 described later, the zoom ratio is about 3.0.

図7では、非球面データとして示した数値において、記号“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指数”であることを示し、その10を底とした指数関数で表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×10-2」であることを示す。 In FIG. 7, in the numerical values shown as aspherical data, the symbol “E” indicates that the subsequent numerical value is a “power exponent” with 10 as the base, and is represented by an exponential function with 10 as the base. Indicates that the numerical value to be multiplied with the numerical value before "E". For example, “1.0E-02” indicates “1.0 × 10 −2 ”.

非球面データとしては、以下の式(A)によって表される非球面形状の式における各係数RBi ,KAの値を記す。Zは、光軸から高さhの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)を示す。非球面係数RBi としては、第3次〜第20次の係数RB3 〜RB20が有効に用いられて表されている。
Z=C・h2 /{1+(1−KA・C2 ・h2 1/2 }+ΣRBi ・hi ……(A)
(i=3〜n,n:3以上の整数)
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
KA:円錐定数
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
RBi :第i次の非球面係数
As the aspheric surface data, the values of the respective coefficients RB i and KA in the aspheric surface shape expression expressed by the following expression (A) are described. Z represents the length (mm) of a perpendicular line drawn from a point on the aspheric surface at a height h from the optical axis to the tangent plane (plane perpendicular to the optical axis) of the apex of the aspheric surface. As the aspheric coefficient RB i , the third to twentieth coefficients RB 3 to RB 20 are effectively used.
Z = C · h 2 / {1+ (1−KA · C 2 · h 2 ) 1/2 } + ΣRB i · h i (A)
(I = 3 to n, n: an integer of 3 or more)
However,
Z: Depth of aspheric surface (mm)
h: Distance from the optical axis to the lens surface (height) (mm)
KA: Conic constant C: Paraxial curvature = 1 / R
(R: paraxial radius of curvature)
RB i : i-th aspherical coefficient

上記実施例1と同様にして、実施例2に係るズームレンズのレンズデータを、図8(A),図8(B),図9に示す。同様に、実施例3に係るズームレンズのレンズデータを図10(A),図10(B),図11に示す。同様に、実施例4に係るズームレンズのレンズデータを図12(A),図12(B),図13に示す。同様に、実施例5に係るズームレンズのレンズデータを図14(A),図14(B),図15に示す。   Lens data of the zoom lens according to Example 2 is shown in FIGS. 8A, 8B, and 9 in the same manner as in Example 1 above. Similarly, lens data of the zoom lens according to Example 3 are shown in FIGS. 10 (A), 10 (B), and 11. FIG. Similarly, lens data of the zoom lens according to Example 4 are shown in FIGS. 12 (A), 12 (B), and 13. FIG. Similarly, lens data of the zoom lens according to Example 5 are shown in FIGS. 14 (A), 14 (B), and 15. FIG.

図16には、上述の条件式(1)〜(4)に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。図16に示したように、実施例1,2および5については、各条件式の数値範囲内となっている。実施例4については、条件式(3)の範囲外となっている。   In FIG. 16, what put together the value regarding the above-mentioned conditional expression (1)-(4) about each Example is shown. As shown in FIG. 16, Examples 1, 2, and 5 are within the numerical ranges of the conditional expressions. Example 4 is outside the range of conditional expression (3).

図17(A)〜図17(C)には、実施例1に係るズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、およびディストーション(歪曲収差)を示す。図18(A)〜図18(C)には、望遠端における同様の各収差を示す。各収差図には、d線(波長587.6nm)を基準波長とした収差を示す。球面収差図には、波長880nmの近赤外域における収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。FNO.はF値、ωは半画角を示す。   FIGS. 17A to 17C show spherical aberration, astigmatism, and distortion (distortion aberration) at the wide-angle end in the zoom lens according to Example 1. FIGS. FIGS. 18A to 18C show similar aberrations at the telephoto end. Each aberration diagram shows aberrations with the d-line (wavelength 587.6 nm) as a reference wavelength. The spherical aberration diagram also shows aberrations in the near infrared region with a wavelength of 880 nm. In the astigmatism diagram, the solid line indicates the sagittal direction and the broken line indicates the tangential direction. FNO. Indicates an F value, and ω indicates a half angle of view.

同様に、実施例2に係るズームレンズについての諸収差を、図19(A)〜図19(C)(広角端)および図20(A)〜図20(C)(望遠端)に示す。同様に、実施例3に係るズームレンズについての諸収差を、図21(A)〜図21(C)(広角端)および図22(A)〜図22(C)(望遠端)に示す。同様に、実施例4に係るズームレンズについての諸収差を、図23(A)〜図23(C)(広角端)および図24(A)〜図24(C)(望遠端)に示す。同様に、実施例5に係るズームレンズについての諸収差を、図25(A)〜図25(C)(広角端)および図26(A)〜図26(C)(望遠端)に示す。   Similarly, various aberrations of the zoom lens according to Example 2 are shown in FIGS. 19A to 19C (wide-angle end) and FIGS. 20A to 20C (telephoto end). Similarly, various aberrations of the zoom lens according to Example 3 are shown in FIGS. 21A to 21C (wide-angle end) and FIGS. 22A to 22C (telephoto end). Similarly, various aberrations of the zoom lens according to Example 4 are illustrated in FIGS. 23A to 23C (wide-angle end) and FIGS. 24A to 24C (telephoto end). Similarly, various aberrations of the zoom lens according to Example 5 are shown in FIGS. 25A to 25C (wide-angle end) and FIGS. 26A to 26C (telephoto end).

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、ドーム用監視カメラ等に好適な小型かつ高変倍が可能なズームレンズが実現できている。   As can be seen from the numerical data and aberration diagrams described above, in each example, various aberrations are corrected well, and a zoom lens suitable for a surveillance camera for a dome and capable of high zooming can be realized. .

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment and each Example, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, the radius of curvature, the surface interval, and the refractive index of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, and may take other values.

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第1の構成例を示すものであり、実施例1に対応するレンズ断面図である。FIG. 1 is a lens cross-sectional view illustrating a first configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 1; 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第2の構成例を示すものであり、実施例2に対応するレンズ断面図である。FIG. 2 is a lens cross-sectional view illustrating a second configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 2; 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第3の構成例を示すものであり、実施例3に対応するレンズ断面図である。FIG. 9 is a lens cross-sectional view illustrating a third configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 3; 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第4の構成例を示すものであり、実施例4に対応するレンズ断面図である。4 is a lens cross-sectional view illustrating a fourth configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 4; FIG. 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第5の構成例を示すものであり、実施例5に対応するレンズ断面図である。5 is a lens cross-sectional view illustrating a fifth configuration example of a zoom lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 5. FIG. 実施例1に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータ、(B)はズームに関するデータを示す。FIG. 2 is a diagram illustrating lens data of a zoom lens according to Example 1, where (A) shows basic lens data and (B) shows data related to zoom. 実施例1に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating data relating to an aspheric surface of the zoom lens according to Example 1; 実施例2に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータ、(B)はズームに関するデータを示す。FIG. 6 is a diagram illustrating lens data of a zoom lens according to Example 2, where (A) shows basic lens data and (B) shows data related to zoom. 実施例2に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating data relating to an aspherical surface of a zoom lens according to Example 2. 実施例3に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータ、(B)はズームに関するデータを示す。FIG. 7 is a diagram illustrating lens data of a zoom lens according to Example 3, where (A) illustrates basic lens data and (B) illustrates data related to zoom. 実施例3に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating data relating to an aspherical surface of a zoom lens according to Example 3; 実施例4に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータ、(B)はズームに関するデータを示す。FIG. 10 is a diagram illustrating lens data of a zoom lens according to Example 4, where (A) illustrates basic lens data and (B) illustrates data related to zoom. 実施例4に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating data relating to an aspheric surface of a zoom lens according to Example 4; 実施例5に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータ、(B)はズームに関するデータを示す。FIG. 10 is a diagram illustrating lens data of a zoom lens according to Example 5, where (A) shows basic lens data and (B) shows data related to zoom. 実施例5に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating data relating to an aspherical surface of a zoom lens according to Example 5; 条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。It is the figure which showed the value regarding a conditional expression collectively about each Example. 実施例1に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 4 is an aberration diagram illustrating various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens according to Example 1; (A) illustrates spherical aberration, (B) illustrates astigmatism, and (C) illustrates distortion. 実施例1に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 4 is an aberration diagram illustrating various aberrations at the telephoto end of the zoom lens according to Example 1, where (A) illustrates spherical aberration, (B) illustrates astigmatism, and (C) illustrates distortion. 実施例2に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 6 is an aberration diagram showing various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens according to Example 2, wherein (A) shows spherical aberration, (B) shows astigmatism, and (C) shows distortion. 実施例2に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating various aberrations at the telephoto end of the zoom lens according to Example 2, where (A) illustrates spherical aberration, (B) illustrates astigmatism, and (C) illustrates distortion. 実施例3に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens according to Example 3, where (A) illustrates spherical aberration, (B) illustrates astigmatism, and (C) illustrates distortion. 実施例3に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating various aberrations at the telephoto end of the zoom lens according to Example 3, where (A) illustrates spherical aberration, (B) illustrates astigmatism, and (C) illustrates distortion. 実施例4に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 7A is an aberration diagram illustrating various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens according to Example 4; (A) illustrates spherical aberration, (B) illustrates astigmatism, and (C) illustrates distortion. 実施例4に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 7A is an aberration diagram illustrating various aberrations at the telephoto end of the zoom lens according to Example 4; (A) illustrates spherical aberration, (B) illustrates astigmatism, and (C) illustrates distortion. 実施例5に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 7A is an aberration diagram illustrating various aberrations at the wide-angle end of the zoom lens according to Example 5; (A) illustrates spherical aberration, (B) illustrates astigmatism, and (C) illustrates distortion. 実施例5に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーションを示す。FIG. 7A is an aberration diagram illustrating various types of aberration at the telephoto end of the zoom lens according to Example 5, where FIG. 9A illustrates spherical aberration, FIG. 9B illustrates astigmatism, and FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…第1群、20…第2群、CG…光学部材、St…絞り、Ri…物体側から第i番目のレンズ面の曲率半径、Di…物体側から第i番目と第i+1番目のレンズ面との面間隔、Z1…光軸。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st group, 20 ... 2nd group, CG ... Optical member, St ... Diaphragm, Ri ... Radius of curvature of i-th lens surface from object side, Di ... I-th and i + 1-th lens from object side Distance between surfaces, Z1... Optical axis.

Claims (6)

物体側より順に、負の屈折力を有する第1群と、絞りと、正の屈折力を有する第2群とからなり
広角端から望遠端への変倍の際には、前記第2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群を光軸に沿って移動させることによって行うようになされ、
前記第1群が、物体側から順に、3枚の負の屈折力を有する単レンズと、1枚の正の屈折力を有する単レンズとの4群4枚構成よりなり、
前記第2群が、物体側より順に、正の屈折力を有する第21レンズと、両凸形状の第22レンズと、負の屈折力を有すると共に像側に凹面を向けたメニスカス形状の第23レンズと、正の屈折力を有する第24レンズとを含み、
前記第1群の正の屈折力を有する単レンズは、物体側の面が凸形状であると共に、物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面よりも小さい
ことを特徴とするズームレンズ。
In order from the object side, a first lens unit having negative refractive power, a second lens unit having a diaphragm, a positive refractive power,
At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, zooming is performed by moving the second group toward the object side along the optical axis, and correction of the image plane accompanying the zooming is performed. It is done by moving a group along the optical axis,
The first group has a four-group four-lens configuration including three single lenses having negative refractive power and one single lens having positive refractive power in order from the object side.
The second group includes, in order from the object side, a twenty-first lens having positive refractive power, a biconvex twenty-second lens, and a meniscus twenty-third lens having negative refractive power and a concave surface facing the image side. A lens and a 24th lens having a positive refractive power,
The single lens having positive refractive power of the first group has a convex surface on the object side, and an absolute value of a radius of curvature of the object side surface is smaller than that on the image side. lens.
さらに、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項に記載のズームレンズ。
−1.5<mt<−1.0 ・・・・・・(1)
ただし、
mt:望遠端における第2群の近軸結像倍率
とする。
The zoom lens according to claim 1 , further satisfying the following conditional expression:
-1.5 <mt <-1.0 (1)
However,
mt: The paraxial imaging magnification of the second group at the telephoto end.
前記第1群の3枚の負の屈折力を有する単レンズは、物体側より順に、像側に凹面を向けた2枚の負のメニスカスレンズと、1枚の両凹レンズとにより構成されている
ことを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載のズームレンズ。
The three single lenses having negative refractive power in the first group are composed of, in order from the object side, two negative meniscus lenses having a concave surface on the image side and one biconcave lens. the zoom lens according to any one of claims 1 or 2, characterized in that.
さらに、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載のズームレンズ。
νd14<30.0 ・・・・・・(2)
ただし、
νd14:第1群中の正の屈折力を有する単レンズのd線に対するアッベ数
とする。
The zoom lens according to any one of claims 1 to 3 , further satisfying the following conditional expression.
ν d14 <30.0 (2)
However,
ν d14 : An Abbe number with respect to the d-line of a single lens having positive refractive power in the first group.
さらに、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項に記載のズームレンズ。
νd14<25.0 ・・・・・・(3)
ただし、
νd14:第1群中の正の屈折力を有する単レンズのd線に対するアッベ数
とする。
Furthermore, the following conditional expressions are satisfied. The zoom lens according to claim 4 characterized by things.
ν d14 <25.0 (3)
However,
ν d14 : An Abbe number with respect to the d-line of a single lens having positive refractive power in the first group.
さらに、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載のズームレンズ。
νdb>75.0 ・・・・・・(4)
ただし、
νdb:第2群中の第21レンズおよび第22レンズのうち少なくとも一方のd線に対するアッベ数
とする。
Furthermore, the zoom lens according to any one of claims 1 to 5, characterized by satisfying the following conditional expression.
ν db > 75.0 (4)
However,
ν db : Abbe number for at least one d-line of the 21st lens and the 22nd lens in the second group.
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