JP6369738B2 - Zoom lens, camera, and portable information terminal device - Google Patents
Zoom lens, camera, and portable information terminal device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6369738B2 JP6369738B2 JP2013172747A JP2013172747A JP6369738B2 JP 6369738 B2 JP6369738 B2 JP 6369738B2 JP 2013172747 A JP2013172747 A JP 2013172747A JP 2013172747 A JP2013172747 A JP 2013172747A JP 6369738 B2 JP6369738 B2 JP 6369738B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- lens group
- positive
- zoom
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
本発明は、ズームレンズに関し、より詳しくは回折面を有するズームレンズ、そのようなズームレンズを撮影用光学系として有するカメラおよびそのようなズームレンズをカメラ機能部の撮影用光学系として有する携帯情報端末装置に関するものである。 The present invention relates to a zoom lens, and more particularly, a zoom lens having a diffractive surface, a camera having such a zoom lens as a photographing optical system, and portable information having such a zoom lens as a photographing optical system of a camera function unit. The present invention relates to a terminal device.
セキュリティ等に用いるカメラ市場は、大きなものとなっており、要望も多岐にわたっている。中でも、高画質化と高変倍化は、常にユーザの欲するところであり、ウエイトが大きい。よって、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と高変倍化の両立が求められる。
ここで、高性能化という面では、少なくとも、100万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。また、高変倍化としては、16倍程度の変倍が必要と考えられる。
また、暗い状態においても撮影できるように、近赤外の波長域においても収差が十分に補正されていることが望まれている。
また、広画角化も望まれており、ズームレンズの短焦点端の半画角は、25度以上であることが望ましい。
さらに、大口径化も望まれており、短焦点端(「広角」と称する場合がある)のFナンバが2.0以下であることが望ましい。
The market for cameras used for security and the like has become large and demands are diverse. Among them, high image quality and high zoom ratio are always desired by users and have a large weight. Therefore, a zoom lens used as a photographing lens is also required to have both high performance and high zoom ratio.
Here, in terms of high performance, it is necessary to have at least a resolving power corresponding to an imaging element of 1 to 5 million pixels over the entire zoom range. Further, it is considered that a magnification change of about 16 times is necessary for high magnification change.
In addition, it is desired that aberrations are sufficiently corrected even in the near-infrared wavelength region so that photographing can be performed even in a dark state.
In addition, widening the angle of view is also desired, and the half angle of view at the short focal point of the zoom lens is desirably 25 degrees or more.
Further, a large aperture is also desired, and it is desirable that the F number at the short focal end (sometimes referred to as “wide angle”) is 2.0 or less.
物体側より像側に向かって、順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、負の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群とを有し、第1レンズ群が回折面を有するズームレンズの従来例として、特許文献1(特開2008−197534号公報)、特許文献2(特開2003−287678号公報)、特許文献3(特開2000−221402号公報)等に開示のものがある。
これら特許文献1および特許文献2に開示されたズームレンズは、レンズを構成する枚数が20枚以上と多く使われており、軽量化できておらず、大型であり、コストも高くなるという難点がある。
また、特許文献3に開示されたズームレンズは、Fナンバが4.0程度と大きく、変倍比も6倍程度と小さい。
また、特許文献1〜特許文献3のいずれにおいても、近赤外域の収差補正について何ら考慮されていない。
In order from the object side to the image side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a positive refraction. As a conventional example of a zoom lens having a fourth lens group having power and the first lens group having a diffractive surface, Patent Document 1 (JP 2008-197534 A) and Patent Document 2 (JP 2003-287678 A). No.), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-221402), and the like.
The zoom lenses disclosed in
The zoom lens disclosed in
In any of
上述したように、特許文献1〜3のいずれかに開示された構成も、高変倍比で、高画角化および小型化を達成しながら、短焦点端のFナンバが2.0以下であり、特に、近赤外域の収差等が少ないというユーザーの要望を充分に満たすものではない。
そこで、高変倍比で、高画角化および小型化を達成することができ、しかも収差が少ないズームレンズを提供することが求められている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、16倍程度の変倍比で、短焦点端の半画角が30度程度でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、長焦点端のFナンバが2.0程度であり、レンズの構成枚数が15〜16程度で比較的安価であり、近赤外の波長域においても収差が十分に補正され、小型でかつ100万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することを目的としている。
As described above, the configuration disclosed in any one of
Accordingly, there is a need to provide a zoom lens that can achieve a high angle of view and a small size with a high zoom ratio and that has few aberrations.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has a zoom ratio of about 16 times, a half angle of view at the short focus end of about 30 degrees, and an F number at the short focus end of 2.0 or less. The F number at the long focal end is about 2.0, the number of lenses is about 15 to 16, and it is relatively inexpensive, the aberration is sufficiently corrected even in the near-infrared wavelength region, and is small and 100 An object of the present invention is to provide a zoom lens having a resolving power corresponding to an image sensor with 10,000 to 5,000,000 pixels.
本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とからなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第1レンズ群は固定であり、前記第2レンズ群は像側に移動し、前記第3レンズ群は移動し、前記第4レンズ群は固定であるズームレンズにおいて、前記第4レンズ群は前記第4レンズ群内で最も間隔が大きい位置より物体側に、物体側から順に、正レンズL4a1、正レンズL4a2、正レンズL4a3、負レンズL4a4、正レンズL4a5よりなる第4aレンズ群を有し、像側に、物体側から順に、負レンズL4b1、正レンズL4b2よりなる第4bレンズ群を有し、前記第4aレンズ群は以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足する正レンズを有し、前記第1レンズ群は回折面を有し、以下の条件式(4)を満足することを特徴としている。
1.40<nd<1.65 (1)
65.0<νd<100.0 (2)
0.015<Pg,F−(−0.001802×νd+0.6483)<0.060 (3)
50<fdoe/f1<200 (4)
ただし、ndは前記正レンズの屈折率であり、νdは前記正レンズのアッベ数であり、Pg,Fは前記正レンズの部分分散比であり、fdoeは回折面の焦点距離であり、f1は前記第1レンズ群の焦点距離である。
ここで、Pg、F=(ng−nF)/(nF−nc)であり、ng、nF、ncは、それぞれ正レンズL13のg線、F線、c線に対する屈折率である。
In order to achieve the above-described object, the zoom lens according to the present invention provides
In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power The first lens group is fixed, the second lens group is moved to the image side, the third lens group is moved, and the zoom lens is changed upon zooming from the short focus end to the long focus end. In the zoom lens in which the fourth lens group is fixed, the fourth lens group is arranged in order from the object side to the object side from the position having the largest interval in the fourth lens group, and in order from the object side, the positive lens L4a1, the positive lens L4a2, and the positive lens. L4a3, negative lens L4a4, has a first 4a lens group is a positive lens L4a5, the image side, in order from the object side, a negative lens L4b1, having first 4b lens group is a positive lens L4b2, the first 4a lens group Is the following conditional expression (1 , (2) it is characterized by satisfying the (3) has a positive lens that satisfies the first lens group has a diffractive surface, the following conditional expression (4).
1.40 <n d <1.65 (1 )
65.0 <ν d <100.0 (2)
0.015 <P g, F − (− 0.001802 × ν d +0.6483) <0.060 (3)
50 <fdoe / f1 <200 (4)
Where n d is the refractive index of the positive lens, ν d is the Abbe number of the positive lens, P g and F are the partial dispersion ratios of the positive lens, and f doe is the focal length of the diffractive surface. , F1 is the focal length of the first lens group.
Here, P g, F = (n g -n F) a / (n F -n c), n g, n F, n c is, g line respectively positive lens L13, F line, for c-line Refractive index.
本発明によれば、
物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とからなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第1レンズ群は固定であり、前記第2レンズ群は像側に移動し、前記第3レンズ群は移動し、前記第4レンズ群は固定であるズームレンズにおいて、前記第4レンズ群は前記第4レンズ群内で最も間隔が大きい位置より物体側に、物体側から順に、正レンズL4a1、正レンズL4a2、正レンズL4a3、負レンズL4a4、正レンズL4a5よりなる第4aレンズ群を有し、像側に、物体側から順に、負レンズL4b1、正レンズL4b2よりなる第4bレンズ群を有し、
前記正レンズの屈折率をndとし、前記正レンズのアッベ数をνdとしで、前記正レンズの部分分散比をPg,Fとし、回折面の焦点距離をfdoeとし、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、前記正レンズのg線、F線、c線の屈折率をそれぞれng、nF、ncとし、前記部分分散比Pg,Fを、
Pg,F=(ng−nF)/(nF−nC)として、
前記第4aレンズ群は以下の条件式(1)、(2)、(3):
1.40<nd<1.65 (1)
65.0<νd<100.0 (2)
0.015<Pg,F−(−0.001802×νd+0.6483)<0.060 (3)
を満足し、
前記第1レンズ群は回折面を有し、
以下の条件式(4):
50<fdoe/f1<200 (4)
を満足することにより、16倍程度の変倍比で短焦点端の半画角が30度程度でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、長焦点端のFナンバが2.0程度であり、構成枚数が15〜16程度で比較的安価であり、近赤外の波長域においても収差が十分に補正され、小型で且つ100万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができる。
According to the present invention,
In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power The first lens group is fixed, the second lens group is moved to the image side, the third lens group is moved, and the zoom lens is changed upon zooming from the short focus end to the long focus end. In the zoom lens in which the fourth lens group is fixed, the fourth lens group is arranged in order from the object side to the object side from the position having the largest interval in the fourth lens group, and in order from the object side, the positive lens L4a1, the positive lens L4a2, and the positive lens. L4a3, negative lens L4a4 has a first 4a lens group is a positive lens L4a5, the image side, in order from the object side has a negative lens L4b1, the 4b lens of a positive lens L4b2,
The refractive index of the positive lens is n d , the Abbe number of the positive lens is ν d , the partial dispersion ratio of the positive lens is P g, F , the focal length of the diffraction surface is f doe, and the first lens the focal length of the group and f1, the positive lens for g line, F-line, the refractive index each n g of c-line, n F, and n c, the partial dispersion ratio P g, the F,
As P g, F = (n g -n F ) / (n F -n C ),
The 4a lens group includes the following conditional expressions (1), (2), (3):
1.40 <n d <1.65 (1 )
65.0 <ν d <100.0 (2)
0.015 <P g, F − (− 0.001802 × ν d +0.6483) <0.060 (3)
Satisfied,
The first lens group has a diffractive surface;
The following conditional expression (4):
50 <fdoe / f1 <200 (4)
By satisfying the above, the short focus end F number is 2.0 or less and the long focus end F number is 2.0 or less while the half angle of view at the short focus end is about 30 degrees with a zoom ratio of about 16 times. The number of components is about 15 to 16 and is relatively inexpensive, the aberration is sufficiently corrected even in the near-infrared wavelength region, and the resolving power corresponding to a small image sensor with 1 to 5 million pixels is achieved. A zoom lens can be provided.
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。
具体的な実施例について説明する前に、先ず、本発明の原理的な実施の形態について説明する。
本発明は、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群を配置してなる。いわば、正−負−負−正の4レンズ群で構成されるズームレンズは、第2レンズ群が主要な変倍作用を負担する、いわゆるバリエータとして構成される。
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1レンズ群は固定し、第2レンズ群は像側に移動し、第3レンズ群は移動し、第4レンズ群が固定であることにより、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔は大きくなり、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は小さくなる。
また、近赤外の波長域の色収差を補正するために、回折面を用いることが望ましい。第1レンズ群に回折面を用いると長焦点端の軸上色収差の補正に非常に有効である。長焦点端の軸上色収差を補正するためには、以下に述べる条件を満足することが望ましい。
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a zoom lens, a camera, and a portable information terminal device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Before describing specific examples, first, a fundamental embodiment of the present invention will be described.
In the present invention, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power. And a fourth lens group having the same. In other words, a zoom lens composed of four lens groups of positive-negative-negative-positive is configured as a so-called variator in which the second lens group bears a main zooming action.
When zooming from the short focal end to the long focal end, the first lens unit is fixed, the second lens unit is moved to the image side, the third lens unit is moved, and the fourth lens unit is fixed. The distance between the first lens group and the second lens group is increased, and the distance between the second lens group and the third lens group is decreased.
In addition, it is desirable to use a diffractive surface in order to correct chromatic aberration in the near infrared wavelength region. Using a diffractive surface for the first lens group is very effective in correcting longitudinal chromatic aberration at the long focal end. In order to correct the longitudinal chromatic aberration at the long focal end, it is desirable to satisfy the following conditions.
先ず、長焦点端の軸上色収差をレンズで補正しようとする場合、異常分散性の光学材料を第1レンズ群に多く用いることになる。そのため、第1レンズ群のレンズ枚数が増え、大型化につながる。また、異常分散性の光学材料は、温度による屈折率変化や線膨張係数が大きく、多数用いると温度変化により長焦点端の性能に対して影響が大きく発生するという新たな問題が生ずる。
第1レンズ群に回折面を用いるのみでは短焦点端での軸上色収差を補正することはできない。本発明のように大口径のズームレンズにおいては、短焦点端での軸上色収差を十分に補正する必要がある。そのために、短焦点端においても軸上マージナル光線が高い位置を通る後述する第4aレンズ群に以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足する光学材料を用いると良い。いわゆる異常分散性のある光学材料であり、短焦点端の軸上色収差を十分に補正することができる。
即ち、上記ズームレンズは、さらに、以下のような特徴を有するものである。
先ず、上記第4レンズ群は、第4レンズ群内で最も間隔が大きい位置より物体側に第4aレンズ群を、そして像側に第4bレンズ群を配置している。
First, when an axial chromatic aberration at the long focal end is to be corrected by a lens, an anomalous dispersion optical material is often used for the first lens group. For this reason, the number of lenses in the first lens group increases, leading to an increase in size. In addition, anomalous dispersion optical material has a large refractive index change and a linear expansion coefficient due to temperature, and if it is used in large numbers, there arises a new problem that the temperature change greatly affects the performance of the long focal end.
The axial chromatic aberration at the short focal point cannot be corrected only by using the diffractive surface for the first lens group. In a zoom lens having a large aperture as in the present invention, it is necessary to sufficiently correct axial chromatic aberration at the short focal end. Therefore, it is preferable to use an optical material that satisfies the following conditional expressions (1), (2), and (3) for the later-described 4a lens group that passes through a high position of the axial marginal ray even at the short focal end. It is an optical material having so-called anomalous dispersion, and can sufficiently correct axial chromatic aberration at the short focal end.
That is, the zoom lens further has the following characteristics.
First, in the fourth lens group, the 4a lens group is disposed on the object side and the 4b lens group is disposed on the image side from the position having the largest interval in the fourth lens group.
前記第4aレンズ群に含まれる正レンズの屈折率をndとし、正レンズのアッベ数をνdとし、正レンズの部分分散比をPg,Fとし、回折面の焦点距離をfdoeとし、前記第4レンズ群の焦点距離をf1とし、前記正レンズのg線、F線、c線に対する屈折率をそれぞれng、nF、ncとし、前記正レンズの部分分散比Pg,Fを、
Pg,F=(ng−nF)/(nF−nC)として、
前記第1レンズ群の中で前記正レンズが、
以下の条件式(1)、(2)、(3):
1.40<nd<1.65 (1)
65.0<νd<100.0 (2)
0.015<Pg,F−(−0.001802×νd+0.6483)<0.060 (3)
そして、前記第1レンズ群のいずれかのレンズ面には、回折面を有し、
以下の条件式(4):
50<fdoe/f1<200 (4)
を満足することが望ましい。
The refractive index of the positive lens included in the first 4a lens group and n d, Abbe number of the positive lens is [nu d, and a partial dispersion ratio of the positive lens P g, and F, the focal length of the diffractive surface and fDOE, wherein the focal length of the fourth lens group and f1, the positive lens for g line, F-line, the refractive index, respectively n g to c line, n F, and n c, the partial dispersion ratio of the positive lens P g, F The
As P g, F = (n g -n F ) / (n F -n C ),
In the first lens group, the positive lens is
The following conditional expressions (1), (2), (3):
1.40 <n d <1.65 (1 )
65.0 <ν d <100.0 (2)
0.015 <P g, F − (− 0.001802 × ν d +0.6483) <0.060 (3)
And any one of the lens surfaces of the first lens group has a diffractive surface,
The following conditional expression (4):
50 <fdoe / f1 <200 (4)
It was desired to satisfy.
回折面の焦点距離fは、
f=−1/(2×C2)で表される。ここで、C2は、位相関数の2次項の係数である。
条件式(1)(2)(3)を満足することにより、短焦点端の軸上色収差を十分に補正することができる。
条件式(1)の下限値を下回ると、単色収差の補正が不十分となり、条件式(2)の下限値を下回ると色収差の補正が不十分となり、(3)の下限値を下回ると色収差の二次スペクトルの補正が不十分となる。一方、全ての条件式(1)、(2)、(3)について上限を上回るような光学材料は存在しないか、存在したとしても非常に特殊且つ高価であり、現実的でない。
一方、条件式(4)を満足することにより、長焦点端の軸上色収差を十分に補正することができる。また、条件式(4)の上限値を上回ると、回折面による長焦点端の軸上色収差補正が小さくなりすぎ、十分な色収差補正をすることができない。上記条件式(4)の下限値を下回ると、回折面による長焦点端の軸上色収差補正を過剰補正することになったり、回折ピッチが小さくなりすぎ加工が困難になったり、フレアが大きく発生することにつながる。
The focal length f of the diffractive surface is
It is represented by f = −1 / (2 × C2). Here, C2 is a coefficient of the quadratic term of the phase function.
By satisfying conditional expressions (1), (2), and (3), the axial chromatic aberration at the short focal end can be sufficiently corrected.
If the lower limit value of conditional expression (1) is not reached, the correction of monochromatic aberration is insufficient. If the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, correction of chromatic aberration is insufficient. If the lower limit value of (3) is not reached, chromatic aberration is corrected. The correction of the secondary spectrum is insufficient. On the other hand, there is no optical material that exceeds the upper limit for all conditional expressions (1), (2), and (3), or even if it exists, it is very special and expensive, and is not practical.
On the other hand, when the conditional expression (4) is satisfied, the longitudinal chromatic aberration at the long focal end can be sufficiently corrected. If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the longitudinal chromatic aberration correction at the long focal point by the diffraction surface becomes too small, and sufficient chromatic aberration correction cannot be performed. If the lower limit value of the conditional expression (4) is not reached, the longitudinal chromatic aberration correction of the long focal point by the diffraction surface will be overcorrected, the diffraction pitch will be too small, and processing will be difficult, or a large flare will occur. Will lead to.
より望ましくは以下の条件式(4´)を満足するすると良い.
100<fdoe/f1<150 (4´)
より高性能にするためには以下の条件式(4´´)を満足するすると良い。
More preferably, the following conditional expression (4 ′) should be satisfied.
100 <fdoe / f1 <150 (4 ′)
In order to achieve higher performance, the following conditional expression (4 ″) should be satisfied.
50<fdoe/ft<150 (4´´)
条件式(4´)を満足することにより、長焦点端の軸上色収差を十分に補正することができる。
第4aレンズ群の中で条件1を満足する正レンズは、2枚であることが望ましい。
第4aレンズ群に条件1、即ち、条件式(1)、(2)、(3)を満足するレンズを用いることにより、軸上色収差を補正するために必要である。しかしながら、条件式(1)、(2)、(3)を満足する光学材料は、温度による屈折率変化や線膨張係数が大きく、多数用いると温度により性能への影響がでる。そのため、軸上色収差と温度による性能への影響を両立させるためには条件式(1)、(2)、(3)を満足する正レンズを第4aレンズ群に2枚用いると良い。
50 <fdoe / ft <150 (4 ″)
When the conditional expression (4 ′) is satisfied, the longitudinal chromatic aberration at the long focal end can be sufficiently corrected.
Positive lens that satisfies a
Necessary for correcting the longitudinal chromatic aberration by using a lens satisfying the
尚、第1レンズ群を、物体側から負レンズL11、正レンズL12、正レンズL13で構成し、第1レンズ群のうちの正レンズL13が上記条件式(1)、(2)、(3)を満足するようにしても良い。
より高性能にするためには、以下の条件式(5)を満足することを特徴とする。
0.20<Da/D4<0.35 (5)
ただし、D4は第4レンズ群の肉厚であり、Daは第4aレンズ群と第4bレンズ群の間の空気間隔である。
第4aレンズ群と第4bレンズ群では収差のやりとりが大きく、条件式を満足する範囲で第4レンズ群の中で比較的大きめに間隔を確保することが望ましい。
上記条件式(5)の下限値を下回ると、第4aレンズ群と第4bレンズ群の間の間隔が小さくなりすぎ、第4aレンズ群と第4bレンズ群の収差補正が大きくなり、収差補正が困難になる。条件式(5)の上限値を上回ると、第4aレンズ群と第4bレンズ群の間の間隔が大きくなりすぎ、第4aレンズ群や第4bレンズ群の厚さが小さくなりすぎ、収差補正が困難になる。
The first lens group includes a negative lens L11, a positive lens L12, and a positive lens L13 from the object side, and the positive lens L13 of the first lens group includes the conditional expressions (1), (2), (3 ) May be satisfied.
For better performance, the you and satisfies the following conditional expression (5).
0.20 <Da / D4 <0.35 (5)
However, D4 is the thickness of the 4th lens group, and Da is the air space between the 4a lens group and the 4b lens group.
The exchange of aberrations is large between the 4a lens group and the 4b lens group, and it is desirable to ensure a relatively large distance in the fourth lens group within a range that satisfies the conditional expression.
If the lower limit value of the conditional expression (5) is not reached, the distance between the 4a lens group and the 4b lens group becomes too small, the aberration correction between the 4a lens group and the 4b lens group becomes large, and the aberration correction is performed. It becomes difficult. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the distance between the 4a lens group and the 4b lens group becomes too large, the thickness of the 4a lens group and the 4b lens group becomes too small, and aberration correction is performed. It becomes difficult.
色収差を十分に補正しつつ、高性能にするためには、以下の条件式(6)を満足すると良い。
1.0<f4p/f4<3.0 (6)
ただし、f4は第4レンズ群の焦点距離であり、f4pは第4aレンズ群の中で条件式(1)、(2)、(3)を満足する正レンズの焦点距離である。
上限値を上回ると、条件式(1)、(2)、(3)を満足する正レンズの焦点距離が大きくなりすぎ、異常分散性の効果を十分に得ることができず、軸上色収差を十分に補正することができない。条件式(6)の下限値を下回ると、条件式(1)、(2)、(3)を満足する正レンズの焦点距離が短くなりすぎ、単色収差の補正が困難になる。
第4aレンズ群は、物体側から正レンズL4a1、正レンズL4a2、正レンズL4a3、負レンズL4a4、正レンズL4a5を有し、第4bレンズ群を物体側から負レンズL4b1、正レンズL4b2から構成すると良い。
While the chromatic aberration sufficiently corrected, in order to high performance, it has good to satisfy the following conditional expression (6).
1.0 <f4p / f4 <3.0 (6)
Here, f4 is the focal length of the fourth lens group, and f4p is the focal length of the positive lens that satisfies the conditional expressions (1), (2), and (3) in the 4a lens group.
If the upper limit is exceeded, the focal length of the positive lens that satisfies the conditional expressions (1), (2), and (3) becomes too large, and the effect of anomalous dispersion cannot be obtained sufficiently. It cannot be corrected sufficiently. If the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the focal length of the positive lens that satisfies conditional expressions (1), (2), and (3) becomes too short, and it becomes difficult to correct monochromatic aberration.
The 4a lens group includes a positive lens L4a1, a positive lens L4a2, a positive lens L4a3, a negative lens L4a4, and a positive lens L4a5 from the object side, and the fourth b lens group includes a negative lens L4b1 and a positive lens L4b2 from the object side. not good.
第4aレンズ群は、軸上マージナル光線が高い位置を通るため、大口径なレンズにおいてレンズ構成が重要になる。そこで、上記構成を有することにより、球面収差やコマ収差を全体として十分に補正することができている。 In the 4a lens group, since the on-axis marginal ray passes through a high position, the lens configuration is important in a large aperture lens. Therefore, by having the above configuration, spherical aberration and coma aberration can be sufficiently corrected as a whole.
さらに高性能にするためには、以下の条件式(8)を満足すると良い。
0.2<D4b/D4a<0.5 (8)
ただし、D4aは第4aレンズ群の肉厚であり、D4bは第4bレンズ群の肉厚である。
To performance in of et, it may satisfy the following conditional expression (8).
0.2 <D4b / D4a <0.5 (8)
However, D4a is the thickness of the 4a lens group, and D4b is the thickness of the 4b lens group.
上限値を上回ると、第4aレンズ群が薄くなりすぎ、軸上マージナル光線が高い位置を通る第4aレンズ群での収差補正が困難になる。条件式(8)の下限値を下回ると、第4bレンズ群が薄くなりすぎ、第4aレンズ群で残存した収差を補正しつつ、射出瞳距離を適切に設定することが困難になる。
望ましくは、以下の条件式(8)を満足すると良い。
0.25<D4b/D4a<0.35 (8´)
よりズーム域全体の高性能を達成するためには,以下の条件式(9)を満足することをが望ましい。
0.10<f4/ft<0.25 (9)
ただし、f4は第4レンズ群の焦点距離であり、ftは長焦点端における全系の焦点距離である。
第4レンズ群は、条件式(9)を満足することにより、ズーム域全体としてバランスがとれ、ズーム域全体の収差補正を達成することができる。
像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、絞り口径を小さくしても良いが、絞り径を大きく変えることなく、NDフィルタ等により光量を減少させた方が、回折現象による解像力の低下を防止できるという点で好ましい。
If the upper limit is exceeded, the 4a lens group becomes too thin, and it becomes difficult to correct aberrations in the 4a lens group passing through a position where the on-axis marginal ray is high. If the lower limit value of conditional expression (8) is not reached, the 4b lens group becomes too thin, and it becomes difficult to set the exit pupil distance appropriately while correcting the aberration remaining in the 4a lens group.
Desirably, the following conditional expression (8) should be satisfied.
0.25 <D4b / D4a <0.35 (8 ')
To achieve a more zoom range overall performance is not to wish to satisfy the following condition (9).
0.10 <f4 / ft <0.25 (9)
Here, f4 is the focal length of the fourth lens group, and ft is the focal length of the entire system at the long focal end.
When the fourth lens group satisfies the conditional expression (9), the entire zoom range is balanced, and aberration correction of the entire zoom range can be achieved.
When it is necessary to reduce the amount of light that reaches the image plane, the aperture diameter may be reduced. However, if the amount of light is reduced by an ND filter or the like without greatly changing the aperture diameter, the resolving power decreases due to the diffraction phenomenon. Is preferable in that it can be prevented.
フォーカシングは、第1レンズ群ですることが望ましい。第1レンズ群でフォーカスする場合、どのズーム域でもフォーカス群である第1レンズ群の位置が同じとなるメリットがある。動画撮影の場合、ズーミングしていった時に、フォーカシングし直す必要がないというメリットになる。
回折面には、積層型の回折光学素子を用いることが望ましい。各々波長において適切な屈折率差になるような光学素子を積層することにより、広範囲に波長域において回折効率を高くすることが可能である。
また、積層した光学素子をレンズ面に密着しても良い。さらにレンズの接合面を回折構造にすることにより、回折面に対する環境による影響(外乱)に対して十分耐え得るロバスト(robust)にすることができる。
一方、上述した本発明に係るズームレンズを、撮影用光学系として、または動画撮影用光学系として用いて、いわゆるデジタルカメラ等のカメラまたは動画撮影用カメラ(いわゆるムービーカメラ)を構成することができる。
The focusing is preferably performed by the first lens group. When focusing with the first lens group, there is an advantage that the position of the first lens group as the focus group is the same in any zoom range. In the case of video shooting, there is a merit that there is no need to refocus when zooming.
It is desirable to use a laminated diffractive optical element for the diffractive surface. By laminating optical elements each having an appropriate refractive index difference at each wavelength, it is possible to increase the diffraction efficiency in a wide wavelength range.
Further, the laminated optical element may be in close contact with the lens surface. Further, by making the cemented surface of the lens a diffractive structure, the lens can be made robust enough to withstand the influence (disturbance) of the environment on the diffractive surface.
On the other hand, a camera such as a so-called digital camera or a camera for moving image shooting (so-called movie camera) can be configured by using the zoom lens according to the present invention as a shooting optical system or a moving image shooting optical system. The
このようなカメラは、撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、小型且つ高画質で、通常の撮影領域を十分にカバーする変倍域を有したカメラを実現することができる。
また、カメラ機能等の撮影機能部を有する、いわゆる携帯情報端末装置における撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを用いて構成することもできる。
このような携帯情報端末装置は、撮影機能を有し、撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、小型で高画質であり、通常の撮影領域を十分カバーする変倍域を有した携帯情報端末装置を提供することができる。このためユーザは、携帯性に優れた携帯情報端末装置で高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信したりすることができる。
上述したように、本発明によれば、16倍程度の変倍比で、短焦点端の半画角が30度程度でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、長焦点端のFナンバが2.0程度であり、構成枚数が15〜16枚程度で比較的安価であり、近赤外の波長域においても収差が十分に補正され、小型で且つ100万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができる。
By providing the zoom lens as described above as a photographing optical system, such a camera realizes a camera having a zooming area that is small and has high image quality and sufficiently covers a normal photographing area. Can do.
Also it has an imaging function of the camera function and the like, as an imaging optical system in a so-called personal digital assistant device, Ru can also be configured using a zoom lens as described above.
Such a portable information terminal device has a photographing function, and includes a zoom lens as described above as a photographing optical system, so that it is small in size and high in image quality and sufficiently covers a normal photographing region. A portable information terminal device having a zone can be provided. For this reason, the user can take a high-quality image with a portable information terminal device excellent in portability and transmit the image to the outside.
As described above, according to the present invention, the short angle end F-number is 2.0 or less and the long focus end has a zoom ratio of about 16 times and the short field end half angle of view is about 30 degrees. The F number is about 2.0, the number of components is about 15 to 16, and it is relatively inexpensive. The aberration is sufficiently corrected even in the near-infrared wavelength range, and it is small and has a size of 1 to 5 million pixels. A zoom lens having a resolving power corresponding to the image sensor can be provided.
また、本発明を応用することにより、下記の諸々の効果を得ることができる。温度変化による性能への影響を抑えつつ、色収差を良好に補正し、高性能なズームレンズを提供することができるため、画面全体にわたる色にじみ等を抑えつつ、温度変化があっても良好な描写の得られるカメラを実現することができる。
各収差をさらに良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することができるため、さらに高い解像力を有する高画質のカメラを実現することができる。
色収差をより良好に補正し、高性能なズームレンズを提供することができるため、画面全体にわたる色にじみ等をさらに抑えた、良好な描写の得られるカメラを実現することができる。
16倍程度の変倍比で短焦点端の半画角が30度程度でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、長焦点端のFナンバが2.0程度であり、構成枚数が15〜16程度で比較的安価であり、近赤外の波長域においても収差が十分に補正され、小型でかつ100万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを撮影光学系として使用した、小型で高画質のカメラを提供ことができるため、ユーザは携帯性に優れたカメラで高画質な画像を撮影することができる。
Further, by applying the present invention, the following various effects can be obtained. It is possible to provide a high-performance zoom lens that corrects chromatic aberration well while suppressing the effect on performance due to temperature changes. Can be obtained.
Since it is possible to provide a high-performance zoom lens in which each aberration is corrected more favorably, it is possible to realize a high-quality camera having higher resolution.
More satisfactorily correct the color aberration, it is possible to provide a high-performance zoom lens, further suppressed like color blur over the entire screen, it is possible to realize a camera capable of obtaining a good depiction.
Although the zoom ratio is about 16 times and the half angle of view at the short focus end is about 30 degrees, the F number at the short focus end is about 2.0 or less and the F number at the long focus end is about 2.0. Is a relatively low-priced lens having a resolution of 15 to 16 and a sufficiently small aberration in the near-infrared wavelength region, and a small zoom lens having a resolving power corresponding to a 1 to 5 million pixel imaging device. Since a small and high-quality camera used as a system can be provided, a user can take a high-quality image with a camera having excellent portability.
16倍程度の変倍比で短焦点端の半画角が30度程度でありながら、短焦点端のFナンバが2.0以下、長焦点端のFナンバが2.0程度であり、構成枚数が15〜16程度で比較的安価であり、小型でかつ100万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、近赤外の波長域においても収差が十分に補正され、小型で高画質で動画が撮影できるカメラを提供ことができる。そのため、ユーザは携帯性に優れたカメラで高画質な動画を撮影することができる。
また、16倍程度の変倍比で短焦点端の半画角が30度程度でありながら、短焦点端のFナンバが2.0以下、長焦点端のFナンバが2.0程度であり、構成枚数が15〜16程度で比較的安価であり、近赤外の波長域においても収差が十分に補正され、小型でかつ100万〜500万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供ことができる。そのため、ユーザは携帯性に優れた携帯情報端末装置で高画質な動画や静止画を撮影することができる。
The short focus end F number is about 2.0 or less and the long focus end F number is about 2.0 with a zoom ratio of about 16 times and a short field angle of about 30 degrees. Near-infrared wavelength using a zoom lens having a resolution of about 15 to 16 and relatively inexpensive, having a resolution corresponding to an image sensor with 1 million to 5 million pixels, as the imaging optical system of the camera function unit A camera capable of capturing a moving image with a small size and high image quality with aberrations sufficiently corrected even in the area can be provided. Therefore, the user can shoot a high-quality moving image with a camera having excellent portability.
In addition , the short focus end F number is about 2.0 or less and the long focus end F number is about 2.0 while the short angle end half angle of view is about 30 degrees with a zoom ratio of about 16 times. A zoom lens having a resolving power corresponding to an image sensor with a small size of 1 to 5 million pixels, which is relatively inexpensive with a number of components of about 15 to 16 and is sufficiently inexpensive, even in the near-infrared wavelength region. Can be provided as a photographing optical system of a camera function unit, and a small and high-quality portable information terminal device can be provided. Therefore, the user can shoot a high-quality moving image or still image with a portable information terminal device excellent in portability.
次に、上述した本発明の原理的な実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例1〜実施例4は、本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に係るズームレンズの数値例(数値実施例)による具体的な構成の実施例である。図1〜図4は、本発明の第1の実施の形態に係る実施例1におけるズームレンズを説明するためのものである。図5〜図8は、本発明の第2の実施の形態に係る実施例2におけるズームレンズを説明するためのものである。図9〜図12は、本発明の第3の実施の形態に係る実施例3におけるズームレンズを説明するためのものである。そして図13〜図16は、本発明の第4の実施の形態に係る実施例4におけるズームレンズを説明するためのものである。
実施例1〜実施例4のズームレンズは、いずれも、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置した、いわゆる正−負−負−正の4群構成のズームレンズである。
Next, specific examples based on the above-described principle embodiments of the present invention will be described in detail. Examples 1 to 4 described below are examples of specific configurations according to numerical examples (numerical examples) of the zoom lens according to the first to fourth embodiments of the present invention. . 1 to 4 are diagrams for explaining a zoom lens in Example 1 according to the first embodiment of the present invention. 5 to 8 are diagrams for explaining a zoom lens in Example 2 according to the second embodiment of the present invention. FIGS. 9-12 is for demonstrating the zoom lens in Example 3 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. FIGS. 13 to 16 are for explaining a zoom lens in Example 4 according to the fourth embodiment of the present invention.
In each of the zoom lenses of Examples 1 to 4, the first lens group having a positive refractive power, the second lens group having a negative refractive power, and the first lens having a negative refractive power are sequentially arranged from the object side. The zoom lens has a so-called positive-negative-negative-positive four-group configuration in which three lens groups and a fourth lens group having positive refractive power are arranged.
実施例1〜実施例4の各実施例のズームレンズにおいて、第4レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタおよび紫外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、CMOS(相補型金属酸化物半導体)イメージセンサまたはCCD(電荷結合素子)イメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものであり、ここでは、等価的な透明平行平板として、フィルタ等FGと総称することにする。
また、絞りADの物体側または像側に配置される平行平板は、NDフィルタ等の各種フィルタFを想定したものである。
また、実施例1〜実施例4の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、株式会社オハラ(OHARA)およびHOYA株式会社(HOYA)の製品の光学硝種名で示している。
レンズの材質は、全ての実施例において、全て光学ガラスとなっているが、樹脂レンズを用いても良い。
実施例1〜実施例4の各実施例のズームレンズにおける収差は、十分に補正されており、100万〜500万画素またはそれ以上の画素数の受光素子に対応することが可能となっている。本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に従ってズームレンズを構成することによって、十分な小型化を達成しながら、非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜実施例4の各実施例より明らかである。
In the zoom lenses according to the first to fourth embodiments, the optical element formed of a parallel plate disposed on the image plane side of the fourth lens group includes various optical filters such as an optical low-pass filter and an ultraviolet cut filter. , Assuming a cover glass (seal glass) of a light receiving image pickup device such as a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor or a CCD (charge coupled device) image sensor. Here, as an equivalent transparent parallel plate , And so on.
Further, the parallel plate arranged on the object side or the image side of the stop AD assumes various filters F such as ND filters.
Moreover, the glass material of the optical glass used in each Example of Example 1-Example 4 is shown by the optical glass type name of the product of OHARA Co., Ltd. (OHARA) and HOYA Corporation (HOYA).
In all the embodiments, the lens material is optical glass, but a resin lens may be used.
Aberrations in the zoom lenses of Examples 1 to 4 are sufficiently corrected, and can correspond to light receiving elements having 1 million to 5 million pixels or more. . Example 1 is that the zoom lens is configured according to the first to fourth embodiments of the present invention, and a very good image performance can be secured while achieving a sufficiently small size. -It is clear from each Example of Example 4.
実施例1〜実施例4に共通な記号の意味は、次の通りである。
f:光学系全系の焦点距離
F:F値(Fナンバ)
ω:半画角(度)
R:曲率半径
D:面間隔
nd:屈折率
νd:アッベ数
C2:位相関係の2次項の係数
C4:位相関係の4次項の係数
回折格子の形状を、基準波長(d線)をλd、光軸からの距離をh、位相をφ(h)とし、
φ(h)=(2π/λd)(C2・h2+C4・h4)と表す。
The meanings of symbols common to the first to fourth embodiments are as follows.
f: Focal length of the entire optical system F: F value (F number)
ω: Half angle of view (degrees)
R: radius of curvature D: spacing between surfaces n d : refractive index ν d : Abbe number C2: coefficient of second-order term of phase relationship C4: coefficient of fourth-order term of phase relationship Cd: shape of diffraction grating, reference wavelength (d-line) as λd , The distance from the optical axis is h, the phase is φ (h),
φ (h) = (2π / λd) (C2 · h 2 + C4 · h 4 )
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る実施例1のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、(a)は短焦点端、即ち広角端における断面図、(b)は所定の中間焦点距離における断面図、そして(c)は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例1のレンズ群配置を示す図1において、図示左側が物体(被写体)側である。
図1に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。
第4レンズ群G4は、当該第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より物体側に第4aレンズ群G4aを、像側に第4bレンズ群G4bを配置している。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の各群毎に一体的に動作し、絞りADは、第4レンズ群G4と一体的に設けられている。図1には、各光学面の面番号も示している。なお、図1における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いている。そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは、他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 1 shows the lens configuration of the optical system of the zoom lens of Example 1 according to the first embodiment of the present invention and the short focal point, that is, the long focal point, that is, the telephoto end through a predetermined intermediate focal length from the wide angle end. FIG. 4A shows a zoom trajectory associated with zooming, wherein (a) is a cross-sectional view at the short focal end, that is, a wide-angle end, (b) is a cross-sectional view at a predetermined intermediate focal length, and (c) is a long focal end, It is sectional drawing in a telephoto end. In FIG. 1 showing the lens group arrangement of Example 1, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 1 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens group having a negative refractive power. G3 and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are arranged.
In the fourth lens group G4, the 4a lens group G4a is disposed closer to the object side than the position having the largest interval in the fourth lens group G4, and the 4b lens group G4b is disposed on the image side.
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are each supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group. For zooming or the like, the second lens group G2 and the third lens group G3 are integrated with each other. The diaphragm AD is provided integrally with the fourth lens group G4. FIG. 1 also shows the surface numbers of the optical surfaces. 1 are used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference code. Therefore, even if the same reference numerals as those in the drawings according to the other embodiments are attached, they are not necessarily the same configuration as the other embodiments.
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1は、固定であり、第2レンズ群G2は、像側に移動し、第3レンズ群G3は、移動し、第4レンズ群G4は、固定である。これにより、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が小さくなるように移動する。
図1に示す本発明に係る第1の実施の形態であって、実施例(数値実施例。以下同じ)1のズームレンズの第1レンズ群G1は、物体側から順に、凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL13とを、配置している。
この第1レンズ群G1のレンズ面、この例の場合、接合面に積層型の回折光学素子を密着する。
そして、第1レンズ群G1の負レンズL11と正レンズL12の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚の接合レンズを形成している。
During zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 moves to the image side, and the third lens group G3 moves, and the fourth lens group G4 is fixed. Thereby, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is increased, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is decreased.
1 is a first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and the first lens group G1 of the zoom lens of Example 1 (numerical example; the same applies hereinafter) has a concave surface in order from the object side to the image surface side. A negative lens L11 composed of a negative meniscus lens toward the surface, a positive lens L12 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image surface side on the object side, and a positive lens composed of a positive meniscus lens having a convex surface directed to the object side L13 is arranged.
A laminated diffractive optical element is closely attached to the lens surface of the first lens group G1, in this case, the cemented surface.
Then, the two lenses of the negative lens L11 and the positive lens L12 of the first lens group G1 are intimately bonded to each other and integrally joined to form two cemented lenses.
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL21と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL23とを配置している。
第3レンズ群G3は、物体側に像面側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL31と、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL32とを配置している。
そして、第3レンズ群G3の負レンズL31と正レンズL32の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された2枚の接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間には、絞りADと、この絞りADに隣接して平行平板よりなるNDフィルタ等の各種フィルタFが介挿され、第4レンズ群G4と一体に保持されている。
第4レンズ群G4のうち、第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より物体側に配置された第4aレンズ群G4aは、物体側から順に、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL4a1と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a2と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a3と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL4a4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL4a5とを配置している。
The second lens group G2 includes, in order from the object side, a negative lens L21 made of a negative meniscus lens having a concave surface facing the image surface side, and a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface directed to the image surface side. A negative lens L22 and a positive lens L23 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are arranged.
The third lens group G3 includes a negative lens L31 formed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the image surface side on the object side, and a positive lens L32 formed of a plano-convex lens having a convex surface directed to the object side. .
The two lenses of the negative lens L31 and the positive lens L32 of the third lens group G3 are in close contact with each other to form two cemented lenses that are integrally joined.
Between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, a diaphragm AD and various filters F such as an ND filter made of a parallel plate adjacent to the diaphragm AD are inserted, and the fourth lens group G4 and It is held together.
Among the fourth lens group G4, the 4a lens group G4a disposed on the object side from the position having the largest interval in the fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the image plane in order from the object side. A positive lens L4a2 composed of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the object side surface on the image surface side, and a biconvex lens with a convex surface having a larger curvature on the image surface side than the object side surface A positive lens L4a3, a negative lens L4a4 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the image side surface, and a positive lens L4a5 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. doing.
そして、第4aレンズ群G4aの正レンズL4a3と負レンズL4a4とは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された2枚の接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4のうち、第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より像面側に配置された第4bレンズ群G4bは、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL4b1と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4b2を配置している。
そして、第4aレンズ群G4aの像面側には、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタやCMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものである。ここでは、等価的な透明平行平板として表わした、フィルタ等FGが配置されている。
この場合、図1に示すように、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は移動し、第4レンズ群G4は固定であるため、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔は大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は小さくなる。
The positive lens L4a3 and the negative lens L4a4 of the fourth-a lens group G4a are closely bonded to each other to form two cemented lenses that are integrally joined.
Among the fourth lens group G4, the 4b lens group G4b disposed on the image plane side from the position having the largest interval in the fourth lens group G4 is a negative meniscus having a concave surface directed toward the image plane in order from the object side. A negative lens L4b1 made of a lens and a positive lens L4b2 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image surface side are disposed on the object side.
In addition, on the image surface side of the 4a lens group G4a, various optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and a cover glass (seal glass) of a light-receiving imaging element such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor are assumed. Is. Here, an FG such as a filter represented as an equivalent transparent parallel plate is disposed.
In this case, as shown in FIG. 1, at the time of zooming from the short focal end to the long focal end, the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 moves to the image side, and the third lens group G3. Since the fourth lens group G4 is fixed, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is increased, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is decreased.
フォーカシングは、第1レンズ群G1で行うことが望ましい。
その理由は、第1レンズ群でフォーカシングする場合、どのズーム域でもフォーカス群である第1レンズ群の位置が同じくなる、というメリットがあるからである。
この実施例1においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれf=7.72〜30.00〜116.43、F=1.64〜1.64〜1.92およびω=32.64〜8.59〜2.24の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表1の通りである。
Focusing is preferably performed by the first lens group G1.
The reason is that, when focusing with the first lens group, there is a merit that the position of the first lens group as the focus group is the same in any zoom range.
In Example 1, the focal length f, the F number F, and the half angle of view ω of the entire optical system are f = 7.72 to 30.00 to 116.116 by zooming from the short focal point to the long focal point, respectively. 43, F = 1.64 to 1.64 to 1.92 and ω = 32.64 to 8.59 to 2.24. The optical characteristics of each optical element are as shown in Table 1 below.
fdoe=−1(2×C2)
で表されるが、この実施例1においては、第2面、即ち、負レンズL11と正レンズL12との接合面に形成される回折面の位相関数の2次項の係数C2は、以下の表3に記載の通りである。尚、位相関数の4次項の係数C4も併記する。
fdoe = −1 (2 × C2)
In the first embodiment, the coefficient C2 of the second-order term of the phase function of the diffractive surface formed on the second surface, that is, the cemented surface of the negative lens L11 and the positive lens L12, is expressed by the following table. 3 as described. The coefficient C4 of the fourth order term of the phase function is also shown.
φ(h)=2π/λd(C2・h2+C4・h4)と表される。
この実施例1の場合、上記条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次表4の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(9)を満足している。特に、第4aレンズ群G4aのうち、正レンズL4a2と正レンズL4a3は、条件式(1)、(2)、(3)および条件式(6)を共に満足している。
φ (h) = 2π / λd (C2 · h 2 + C4 · h 4 ).
In the case of Example 1, values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) are as shown in Table 4 below, which satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively. In particular, in the 4a lens group G4a, the positive lens L4a2 and the positive lens L4a3 satisfy both the conditional expressions (1), (2), (3) and the conditional expression (6).
また、図2、図3および図4に、それぞれ、実施例1の短焦点端(広角端)、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
図2〜図4より明らかなように、実施例1のズームレンズにおいて、収差は、十分に補正されている。100万〜500万画素の受光素子に対応することが可能となっており、実施例1のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。
2, 3, and 4 show spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma at the short focal end (wide angle end), the intermediate focal length, and the long focal end (telephoto end) of Example 1, respectively. Each aberration diagram of the aberration is shown. In these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
As is apparent from FIGS. 2 to 4, the aberration is sufficiently corrected in the zoom lens of Example 1. It is possible to deal with light receiving elements with 1 to 5 million pixels, and by constructing a zoom lens as in Example 1, it is possible to achieve very good image performance while achieving sufficient size reduction. It is clear that it can be secured.
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る実施例2のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示している。図5(a)は、短焦点端、即ち広角端における断面図である。図5(b)は、所定の中間焦点距離における断面図である。そして図5(c)は、長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例2のレンズ群配置を示す図5において、図示左側が物体(被写体)側である。
図5に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。
第4レンズ群G4は、当該第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より物体側に第4aレンズ群G4aを、像側に第4bレンズ群G4bを配置している。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際して、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、各群毎に一体的に動作し、絞りADは、第4レンズ群G4と一体的に設けられている。図5には、各光学面の面番号も示している。なお、図5における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いている。そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは、他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
FIG. 5 shows the lens configuration of the optical system of the zoom lens of Example 2 according to the second embodiment of the present invention and the short focal point, that is, the long focal point, that is, the telephoto end after passing through a predetermined intermediate focal length from the wide angle end. The zoom locus | trajectory accompanying zooming to is shown. FIG. 5A is a cross-sectional view at the short focus end, that is, at the wide angle end. FIG. 5B is a cross-sectional view at a predetermined intermediate focal length. FIG. 5C is a cross-sectional view at the long focal end, that is, the telephoto end. In FIG. 5 showing the lens group arrangement of Example 2, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 5 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens group having a negative refractive power. G3 and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are arranged.
In the fourth lens group G4, the 4a lens group G4a is disposed closer to the object side than the position having the largest interval in the fourth lens group G4, and the 4b lens group G4b is disposed on the image side.
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are each supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group. During zooming, the second lens group G2 and the third lens group G3 are provided for each group. The diaphragm AD operates integrally, and the diaphragm AD is provided integrally with the fourth lens group G4. FIG. 5 also shows the surface numbers of the optical surfaces. Note that each reference symbol in FIG. 5 is used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference symbol. Therefore, even if the same reference numerals as those in the drawings according to the other embodiments are attached, they are not necessarily the same configuration as the other embodiments.
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1は、固定であり、第2レンズ群G2は、像側に移動し、第3レンズ群G3は、移動し、第4レンズ群G4は、固定であることにより、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が小さくなるように移動する。
図5に示す本発明に係る第2の実施の形態であって、実施例(数値実施例。以下同じ)2のズームレンズの第1レンズ群G1は、物体側から順に、凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL13とを、配置している。
この第1レンズ群G1のレンズ面、この例の場合、接合面に積層型の回折光学素子を密着する。
そして、第1レンズ群G1の負レンズL11と正レンズL12の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚の接合レンズを形成している。
During zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 moves to the image side, and the third lens group Since G3 moves and the fourth lens group G4 is fixed, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is increased, and the second lens group G2 and the third lens group G3 are separated from each other. Move so that the interval is smaller.
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which the first lens group G1 of the zoom lens of Example 2 (numerical example; the same applies hereinafter) has concave surfaces on the image plane side in order from the object side. A negative lens L11 composed of a negative meniscus lens toward the surface, a positive lens L12 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image surface side on the object side, and a positive lens composed of a positive meniscus lens having a convex surface directed to the object side L13 is arranged.
A laminated diffractive optical element is closely attached to the lens surface of the first lens group G1, in this case, the cemented surface.
Then, the two lenses of the negative lens L11 and the positive lens L12 of the first lens group G1 are intimately bonded to each other and integrally joined to form two cemented lenses.
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に物体側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL21と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL22と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL23と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL24を配置している。そして、第2レンズ群G2の正レンズL23と負レンズL24の2枚のレンズは、互いに密接に貼り合わせられて一体に接合され、2枚の接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3は、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL31と、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL32とを配置している。
そして、第3レンズ群G3の負レンズL31と正レンズL32の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された2枚の接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間には、絞りADと、この絞りADに隣接して平行平板よりなるNDフィルタ等の各種フィルタFが介挿され、第4レンズ群G4と一体に保持されている。
The second lens group G2, in order from the object side, has a negative lens L21 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side on the image side, and a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image surface side. A negative lens L22 made of a biconcave lens, a positive lens L23 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the image surface side, and a negative lens L24 made of a negative meniscus lens having a concave surface directed to the object side are disposed. The two lenses of the second lens group G2, the positive lens L23 and the negative lens L24, are closely bonded to each other and are integrally joined to form two cemented lenses.
The third lens group G3 includes a negative lens L31 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the surface on the image side, and a positive lens L32 made of a plano-convex lens having a convex surface facing the object side. ing.
The two lenses of the negative lens L31 and the positive lens L32 of the third lens group G3 are in close contact with each other to form two cemented lenses that are integrally joined.
Between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, a diaphragm AD and various filters F such as an ND filter made of a parallel plate adjacent to the diaphragm AD are inserted, and the fourth lens group G4 and It is held together.
第4レンズ群G4のうち、第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より物体側に配置された第4aレンズ群G4aは、物体側から順に、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a1と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a2と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a3と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL4a4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL4a5とを配置している。
そして、第4aレンズ群G4aの正レンズL4a3と負レンズL4a4とは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された2枚の接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4のうち、第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より像面側に配置された第4bレンズ群G4bは、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL4b1と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4b2を配置している。
そして、第4aレンズ群G4aの像面側には、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタやCMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものであり、ここでは、等価的な透明平行平板として表わしたフィルタ等FGが配置されている。
Among the fourth lens group G4, the 4a lens group G4a arranged on the object side from the position having the largest interval in the fourth lens group G4 has a curvature from the object side surface to the image surface side in order from the object side. A positive lens L4a1 composed of a biconvex lens having a large convex surface, a positive lens L4a2 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature on the image surface side than the object side surface, and a curvature from the object side surface on the image surface side. From a positive lens L4a3 composed of a biconvex lens having a large convex surface, a negative lens L4a4 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the surface on the image side toward the object side, and a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side A positive lens L4a5 is arranged.
The positive lens L4a3 and the negative lens L4a4 of the fourth-a lens group G4a are closely bonded to each other to form two cemented lenses that are integrally joined.
Among the fourth lens group G4, the 4b lens group G4b disposed on the image plane side from the position having the largest interval in the fourth lens group G4 is a negative meniscus having a concave surface directed toward the image plane in order from the object side. A negative lens L4b1 composed of a lens and a positive lens L4b2 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the object-side surface are disposed on the image surface side.
In addition, on the image surface side of the 4a lens group G4a, various optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and a cover glass (seal glass) of a light-receiving imaging element such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor are assumed. Here, an FG such as a filter represented as an equivalent transparent parallel plate is arranged.
この場合、図5に示すように、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は移動し、第4レンズ群G4は固定である。その結果、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔は大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は小さくなる。
フォーカシングは、第1レンズ群G1で行うことが望ましい。
この実施例2においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれf=7.72〜30.00〜116.36、F=1.65〜1.65〜1.95およびω=31.51〜8.08〜2.10の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表5の通りである。
In this case, as shown in FIG. 5, at the time of zooming from the short focal end to the long focal end, the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 moves to the image side, and the third lens group G3. Moves, and the fourth lens group G4 is fixed. As a result, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is increased, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is decreased.
Focusing is preferably performed by the first lens group G1.
In Example 2, the focal length f, the F number F, and the half angle of view ω of the entire optical system are f = 7.72 to 30.00 to 116.116 by zooming from the short focal point to the long focal point, respectively. 36, F = 1.65 to 1.65 to 1.95 and ω = 31.51 to 8.08 to 2.10. The optical characteristics of each optical element are as shown in Table 5 below.
fdoe=−1(2×C2)
で表されるが、この実施例2においては、第2面、即ち、負レンズL11と正レンズL12との接合面に形成される回折面の位相関数の2次項の係数C2は、以下の表7に記載の通りである。尚、位相関数の4次項の係数C4も併記する。
fdoe = −1 (2 × C2)
In Example 2, the coefficient C2 of the second-order term of the phase function of the diffractive surface formed on the second surface, that is, the cemented surface of the negative lens L11 and the positive lens L12, is expressed by the following table. 7 as described. The coefficient C4 of the fourth order term of the phase function is also shown.
φ(h)=2π/λd(C2・h2+C4・h4)と表される。
この実施例2の場合、上記条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次表8の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(9)を満足している。特に、第4aレンズ群G4aのうちの、正レンズL4a2と正レンズL4a3は、条件式(1)、(2)、(3)および条件式(6)を、共に満足している。
φ (h) = 2π / λd (C2 · h 2 + C4 · h 4 ).
In the case of Example 2, values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) are as shown in Table 8 below, which satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively. In particular, in the 4a lens group G4a, the positive lens L4a2 and the positive lens L4a3 satisfy both the conditional expressions (1), (2), (3) and the conditional expression (6).
また、図6、図7および図8に、それぞれ、実施例2の短焦点端(広角端)、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
図6〜図8より明らかなように、実施例2のズームレンズにおいて、収差は、十分に補正されており、100万〜500万画素の受光素子に対応することが可能となっており、実施例2のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。
6, FIG. 7, and FIG. 8 show spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma at the short focal end (wide angle end), intermediate focal length, and long focal end (telephoto end) of Example 2, respectively. Each aberration diagram of the aberration is shown. In these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
As is apparent from FIGS. 6 to 8, in the zoom lens of Example 2, the aberration is sufficiently corrected, and it is possible to cope with a light receiving element of 1 to 5 million pixels. By configuring the zoom lens as in Example 2, it is apparent that very good image performance can be ensured while achieving sufficient size reduction.
図9は、本発明の第3の実施の形態に係る実施例3のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、(a)は短焦点端、即ち広角端における断面図、(b)は所定の中間焦点距離における断面図、そして(c)は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例3のレンズ群配置を示す図9において、図示左側が物体(被写体)側である。
図9に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。
第4レンズ群G4は、当該第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より物体側に第4aレンズ群G4aを、像側に第4bレンズ群G4bを配置している。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては少なくとも第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、各群毎に一体的に動作し、絞りADは、第4レンズ群G4と一体的に設けられている。
FIG. 9 shows the lens configuration of the optical system of the zoom lens of Example 3 according to the third embodiment of the present invention, and the short focal point, that is, the long focal point, that is, the telephoto end through a predetermined intermediate focal length from the wide angle end. FIG. 4A shows a zoom trajectory associated with zooming, wherein (a) is a cross-sectional view at the short focal end, that is, a wide-angle end, (b) is a cross-sectional view at a predetermined intermediate focal length, and (c) is a long focal end, It is sectional drawing in a telephoto end. In FIG. 9 showing the lens group arrangement of the third embodiment, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 9 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens group having a negative refractive power. G3 and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are arranged.
In the fourth lens group G4, the 4a lens group G4a is disposed closer to the object side than the position having the largest interval in the fourth lens group G4, and the 4b lens group G4b is disposed on the image side.
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are each supported by a common support frame or the like appropriate for each group, and at least the second lens group G2 and the third lens group G3 are in each group during zooming and the like. The aperture stop AD is provided integrally with the fourth lens group G4.
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1は、固定であり、第2レンズ群G2は、像側に移動し、第3レンズ群G3は、移動し、第4レンズ群G4は、固定であることにより、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が小さくなるように移動する。
図9に示す本発明に係る第3の実施の形態であって、実施例3のズームレンズの第1レンズ群G1は、物体側から順に、凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL13とを、配置している。
この第1レンズ群G1のレンズ面、この例の場合、接合面に積層型の回折光学素子を密着する。
そして、第1レンズ群G1の負レンズL11と正レンズL12の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚の接合レンズを形成している。
During zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 moves to the image side, and the third lens group Since G3 moves and the fourth lens group G4 is fixed, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is increased, and the second lens group G2 and the third lens group G3 are separated from each other. Move so that the interval is smaller.
In the third embodiment of the present invention shown in FIG. 9, the first lens group G1 of the zoom lens of Example 3 is composed of a negative meniscus lens having a concave surface directed toward the image plane in order from the object side. A negative lens L11, a positive lens L12 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image surface side on the object side, and a positive lens L13 composed of a positive meniscus lens having a convex surface directed to the object side are arranged. .
A laminated diffractive optical element is closely attached to the lens surface of the first lens group G1, in this case, the cemented surface.
Then, the two lenses of the negative lens L11 and the positive lens L12 of the first lens group G1 are intimately bonded to each other and integrally joined to form two cemented lenses.
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL21と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL22と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL23と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL24とを配置している。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL31と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL32とを配置している。
そして、第3レンズ群G3の負レンズL31と正レンズL32の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された2枚の接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間には、絞りADと、この絞りADに隣接して平行平板よりなるNDフィルタ等の各種フィルタFが介挿され、第4レンズ群G4と一体に保持されている。
The second lens group G2 includes, in order from the object side, a negative lens L21 made of a negative meniscus lens having a concave surface facing the image surface side, and a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface directed to the image surface side. A negative lens L22, a positive lens L23 composed of a biconvex lens with a convex surface having a larger curvature than the object side surface on the image side, and a negative lens L24 composed of a negative meniscus lens with a concave surface facing the object side are arranged. Yes.
The third lens group G3 has, in order from the object side, a negative lens L31 composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the surface on the image side facing the object side, and a convex surface having a larger curvature on the object side than the image surface side. A positive lens L32 made of a plano-convex lens is disposed.
The two lenses of the negative lens L31 and the positive lens L32 of the third lens group G3 are in close contact with each other to form two cemented lenses that are integrally joined.
Between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, a diaphragm AD and various filters F such as an ND filter made of a parallel plate adjacent to the diaphragm AD are inserted, and the fourth lens group G4 and It is held together.
第4レンズ群G4のうち、第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より物体側に配置された第4aレンズ群G4aは、物体側から順に、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL4a1と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a2と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a3と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL4a4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL4a5とを配置している。
そして、第4aレンズ群G4aの正レンズL4a3と負レンズL4a4とは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された2枚の接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4のうち、第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より像面側に配置された第4bレンズ群G4bは、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL4b1と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4b2を配置している。
そして、第4aレンズ群G4aの像面側には、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタやCMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものである。ここでは、等価的な透明平行平板として表わしたフィルタ等FGが配置されている。
Among the fourth lens group G4, the 4a lens group G4a disposed on the object side from the position having the largest interval in the fourth lens group G4 is a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the image plane in order from the object side. A positive lens L4a2 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the object-side surface on the image surface side, and a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image-side surface on the object side A positive lens L4a3, a negative lens L4a4 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the image side surface, and a positive lens L4a5 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side. doing.
The positive lens L4a3 and the negative lens L4a4 of the fourth-a lens group G4a are closely bonded to each other to form two cemented lenses that are integrally joined.
Among the fourth lens group G4, the 4b lens group G4b disposed on the image plane side from the position having the largest interval in the fourth lens group G4 is a negative meniscus having a concave surface directed toward the image plane in order from the object side. A negative lens L4b1 made of a lens and a positive lens L4b2 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image surface side are disposed on the object side.
In addition, on the image surface side of the 4a lens group G4a, various optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and a cover glass (seal glass) of a light-receiving imaging element such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor are assumed. Is. Here, an FG such as a filter represented as an equivalent transparent parallel plate is disposed.
この場合、図9に示すように、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は移動し、第4レンズ群G4は固定である。その結果、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔は大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は小さくなる。
フォーカシングは、第1レンズ群G1で行うことが望ましい。
この実施例3においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれf=7.72〜29.99〜116.36、F=1.64〜1.64〜1.92およびω=31.42〜8.08〜2.10の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表9の通りである。
In this case, as shown in FIG. 9, at the time of zooming from the short focal end to the long focal end, the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 moves to the image side, and the third lens group G3. Moves, and the fourth lens group G4 is fixed. As a result, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is increased, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is decreased.
Focusing is preferably performed by the first lens group G1.
In Example 3, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire optical system are f = 7.72 to 29.99 to 116.116 by zooming from the short focal end to the long focal end, respectively. 36, F = 1.64 to 1.64 to 1.92 and ω = 31.42 to 8.08 to 2.10. The optical characteristics of each optical element are as shown in Table 9 below.
fdoe=−1(2×C2)
で表されるが、この実施例3においては、第2面、即ち、負レンズL11と正レンズL12との接合面に形成される回折面の位相関数の2次項の係数C2は、以下の表11に記載の通りである。尚、位相関数の4次項の係数C4も併記する。
fdoe = −1 (2 × C2)
In Example 3, the coefficient C2 of the second-order term of the phase function of the diffractive surface formed on the second surface, that is, the cemented surface of the negative lens L11 and the positive lens L12, is expressed in the following table. 11 as described. The coefficient C4 of the fourth order term of the phase function is also shown.
φ(h)=2π/λd(C2・h2+C4・h4)と表される。
この実施例3の場合、上記条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次表12の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(9)を満足している。特に、第4aレンズ群G4aのうちの、正レンズL4a2と正レンズL4a3は、条件式(1)、(2)、(3)および条件式(6)を、共に満足している。
φ (h) = 2π / λd (C2 · h 2 + C4 · h 4 ).
In the case of Example 3, values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) are as shown in the following table 12, which satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively. In particular, in the 4a lens group G4a, the positive lens L4a2 and the positive lens L4a3 satisfy both the conditional expressions (1), (2), (3) and the conditional expression (6).
また、図10、図11および図12に、それぞれ、実施例3の短焦点端(広角端)、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
図10〜図12より明らかなように、実施例3のズームレンズにおいて、収差は、十分に補正されており、100万〜500万画素の受光素子に対応することが可能となっており、実施例3のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。
10, 11, and 12 show spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma at the short focal end (wide angle end), the intermediate focal length, and the long focal end (telephoto end) of Example 3, respectively. Each aberration diagram of the aberration is shown. In these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
As is apparent from FIGS. 10 to 12, the aberration is sufficiently corrected in the zoom lens of Example 3, and it is possible to cope with a light receiving element of 1 to 5 million pixels. By configuring the zoom lens as in Example 3, it is apparent that very good image performance can be ensured while achieving sufficient size reduction.
図13は、本発明の第4の実施の形態に係る実施例4のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、(a)は短焦点端、即ち広角端における断面図、(b)は所定の中間焦点距離における断面図、そして(c)は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例4のレンズ群配置を示す図13において、図示左側が物体(被写体)側である。
図13に示すズームレンズは、物体側から、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。
第4レンズ群G4は、当該第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より物体側に第4aレンズ群G4aを、像側に第4bレンズ群G4bを配置している。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とは、各群毎に一体的に動作し、絞りADは、第4レンズ群G4に保持される。
FIG. 13 shows the lens configuration of the zoom lens optical system of Example 4 according to the fourth embodiment of the present invention and the short focal point, that is, the long focal point, that is, the telephoto end, after passing through a predetermined intermediate focal length from the wide angle end. FIG. 4A shows a zoom trajectory associated with zooming, where (a) is a cross-sectional view at the short focal end, ie, the wide-angle end, (b) is a cross-sectional view at a predetermined intermediate focal length, and (c) is a long focal end, It is sectional drawing in a telephoto end. In FIG. 13 showing the lens group arrangement of Example 4, the left side in the figure is the object (subject) side.
The zoom lens shown in FIG. 13 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens group having a negative refractive power. G3 and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are arranged.
In the fourth lens group G4, the 4a lens group G4a is disposed closer to the object side than the position having the largest interval in the fourth lens group G4, and the 4b lens group G4b is disposed on the image side.
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are each supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group. For zooming or the like, the second lens group G2 and the third lens group G3 are divided into groups. The aperture AD is held by the fourth lens group G4.
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1は、固定であり、第2レンズ群G2は、像側に移動し、第3レンズ群G3は、移動し、第4レンズ群G4は、固定であることにより、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が小さくなるように移動する。
図13に示す本発明に係る第4の実施の形態であって、実施例(数値実施例。以下同じ)4のズームレンズの第1レンズ群G1は、物体側から順に、凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL13とを、配置している。
この第1レンズ群G1のレンズ面、この例の場合、接合面に積層型の回折光学素子を密着する。
そして、第1レンズ群G1の負レンズL11と正レンズL12の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚の接合レンズを形成している。
During zooming from the short focal end (wide angle end) to the long focal end (telephoto end), the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 moves to the image side, and the third lens group Since G3 moves and the fourth lens group G4 is fixed, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is increased, and the second lens group G2 and the third lens group G3 are separated from each other. Move so that the interval is smaller.
FIG. 13 shows a fourth embodiment of the present invention, in which the first lens group G1 of the zoom lens of Example 4 (numerical example; the same applies hereinafter) has a concave surface in order from the object side to the image surface side. A negative lens L11 composed of a negative meniscus lens toward the surface, a positive lens L12 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image surface side on the object side, and a positive lens composed of a positive meniscus lens having a convex surface directed to the object side L13 is arranged.
A laminated diffractive optical element is closely attached to the lens surface of the first lens group G1, in this case, the cemented surface.
Then, the two lenses of the negative lens L11 and the positive lens L12 of the first lens group G1 are intimately bonded to each other and integrally joined to form two cemented lenses.
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に物体側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL21と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL23を配置している。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL31と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL32とを配置している。
そして、第3レンズ群G3の負レンズL31と正レンズL32の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された2枚の接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間には、絞りADと、この絞りADに隣接して平行平板よりなるNDフィルタ等の各種フィルタFが介挿され、第4レンズ群G4と一体に保持されている。
第4レンズ群G4のうち、第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より物体側に配置された第4aレンズ群G4aは、物体側から順に、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a1と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a2と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4a3と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL4a4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL4a5とを配置している。
The second lens group G2, in order from the object side, has a negative lens L21 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side on the image side, and a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image surface side. A negative lens L22 composed of a biconcave lens and a positive lens L23 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side are disposed.
The third lens group G3 has, in order from the object side, a negative lens L31 composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the surface on the image side facing the object side, and a convex surface having a larger curvature on the object side than the image surface side. A positive lens L32 made of a plano-convex lens is disposed.
The two lenses of the negative lens L31 and the positive lens L32 of the third lens group G3 are in close contact with each other to form two cemented lenses that are integrally joined.
Between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, a diaphragm AD and various filters F such as an ND filter made of a parallel plate adjacent to the diaphragm AD are inserted, and the fourth lens group G4 and It is held together.
Among the fourth lens group G4, the 4a lens group G4a arranged on the object side from the position having the largest interval in the fourth lens group G4 has a curvature from the object side surface to the image surface side in order from the object side. A positive lens L4a1 composed of a biconvex lens having a large convex surface, a positive lens L4a2 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature on the image surface side than the object side surface, and a curvature on the object side from the image surface side. From a positive lens L4a3 composed of a biconvex lens having a large convex surface, a negative lens L4a4 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the surface on the image side toward the object side, and a positive meniscus lens having a convex surface directed toward the object side A positive lens L4a5 is arranged.
そして、第4aレンズ群G4aの正レンズL4a3と負レンズL4a4とは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合された2枚の接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4のうち、第4レンズ群G4内で最も間隔が大きい位置より像面側に配置された第4bレンズ群G4bは、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL4b1と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL4b2を配置している。
そして、第4aレンズ群G4aの像面側には、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタやCMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものであり、ここでは、等価的な透明平行平板として表わしたフィルタ等FGが配置されている。
この場合、図13に示すように、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は移動し、第4レンズ群G4は固定であるため、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔は大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は小さくなる。
フォーカシングは、第1レンズ群G1で行うことが望ましい。
この実施例4においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれf=7.72〜30.00〜116.40、F=1.64〜1.64〜1.92およびω=31.38〜8.09〜2.11の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表13の通りである。
The positive lens L4a3 and the negative lens L4a4 of the fourth-a lens group G4a are closely bonded to each other to form two cemented lenses that are integrally joined.
Among the fourth lens group G4, the 4b lens group G4b disposed on the image plane side from the position having the largest interval in the fourth lens group G4 is a negative meniscus having a concave surface directed toward the image plane in order from the object side. A negative lens L4b1 made of a lens and a positive lens L4b2 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image surface side are disposed on the object side.
In addition, on the image surface side of the 4a lens group G4a, various optical filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and a cover glass (seal glass) of a light-receiving imaging element such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor are assumed. Here, an FG such as a filter represented as an equivalent transparent parallel plate is arranged.
In this case, as shown in FIG. 13, at the time of zooming from the short focal end to the long focal end, the first lens group G1 is fixed, the second lens group G2 moves to the image side, and the third lens group G3. Since the fourth lens group G4 is fixed, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is increased, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 is decreased.
Focusing is preferably performed by the first lens group G1.
In Example 4, the focal length f, the F number F, and the half angle of view ω of the entire optical system are f = 7.72 to 30.00 to 116.116 by zooming from the short focal point to the long focal point, respectively. 40, F = 1.64 to 1.64 to 1.92 and ω = 31.38 to 8.09 to 2.11. The optical characteristics of each optical element are as shown in Table 13 below.
fdoe=−1(2×C2)
で表されるが、この実施例4においては、第2面、即ち、負レンズL11と正レンズL12との接合面に形成される回折面の位相関数の2次項の係数C2は、以下の表15に記載の通りである。尚、位相関数の4次項の係数C4も併記する。
fdoe = −1 (2 × C2)
In Example 4, the coefficient C2 of the second-order term of the phase function of the diffractive surface formed on the second surface, that is, the cemented surface of the negative lens L11 and the positive lens L12, is expressed in the following table. 15 as described. The coefficient C4 of the fourth order term of the phase function is also shown.
φ(h)=2π/λd(C2・h2+C4・h4)と表される。
この実施例4の場合、上記条件式(1)〜条件式(9)に対応する値は、次表16の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(9)を満足している。特に、第4aレンズ群G4aのうち、正レンズL4a2と正レンズL4a3は、条件式(1)、(2)、(3)および条件式(6)を共に満足している。
φ (h) = 2π / λd (C2 · h 2 + C4 · h 4 ).
In the case of Example 4, values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) are as shown in Table 16 below, which satisfy the conditional expressions (1) to (9), respectively. In particular, in the 4a lens group G4a, the positive lens L4a2 and the positive lens L4a3 satisfy both the conditional expressions (1), (2), (3) and the conditional expression (6).
また、図14、図15および図16に、それぞれ、実施例4の短焦点端(広角端)、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
図14〜図16より明らかなように、実施例4のズームレンズにおいて、収差は、十分に補正されており、100万〜500万画素の受光素子に対応することが可能となっており、実施例4のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら、非常に良好な像性能を確保し得ることが明らかである。
14, FIG. 15, and FIG. 16 show spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma at the short focal end (wide angle end), intermediate focal length, and long focal end (telephoto end) of Example 4, respectively. Each aberration diagram of the aberration is shown. In these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
As apparent from FIGS. 14 to 16, in the zoom lens of Example 4, the aberration is sufficiently corrected and can correspond to a light receiving element of 1 to 5 million pixels. By configuring the zoom lens as in Example 4, it is apparent that very good image performance can be ensured while achieving sufficient size reduction.
〔第5の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に係る実施例1〜実施例4等のようなズームレンズを撮影用光学系または動画撮影用光学系として採用して構成した本発明の第5の実施の形態に係るカメラについて図17〜図19を参照して説明する。図17は、本発明の第5の実施の形態に係るカメラとしてのデジタルカメラを物体側から見た外観構成を模式的に示す斜視図、そして図18は、当該デジタルカメラを撮影者側から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。また、図19は、当該デジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。なお、図17〜図19には、カメラとしてのデジタルカメラについて説明しているが、動画撮影を主としたビデオカメラおよび在来の、いわゆる銀塩フィルムを用いるフィルムカメラ等を含む主として撮像専用の撮像装置だけでなく、携帯電話機や、PDA(personal data assistant)などと称される携帯情報端末装置、さらにはこれらの機能を含む、いわゆるスマートフォンやタブレット端末などの携帯端末装置を含む種々の情報装置にデジタルカメラ等に相当する撮像機能が組み込まれることが多い。
[Fifth Embodiment]
Next, a zoom lens such as the first to fourth embodiments according to the first to fourth embodiments of the present invention described above is employed as a photographing optical system or a moving image photographing optical system. A camera according to a fifth embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is a perspective view schematically showing an external configuration of a digital camera as a camera according to the fifth embodiment of the present invention viewed from the object side, and FIG. 18 is a view of the digital camera viewed from the photographer side. It is a perspective view which shows typically the outer appearance structure. FIG. 19 is a block diagram showing a functional configuration of the digital camera. 17 to 19 describe a digital camera as a camera. However, the digital camera is mainly used for imaging including a video camera mainly for moving image shooting and a conventional film camera using a so-called silver salt film. Various information devices including not only imaging devices but also portable information terminal devices such as cellular phones and PDAs (personal data assistants), and also portable terminal devices such as so-called smartphones and tablet terminals including these functions imaging function corresponding to the digital camera or the like it is not a multi that incorporated.
このような情報装置も、外観は若干異にするもののデジタルカメラ等と実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置に上述した本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として用いることができる。
図17および図18に示すように、デジタルカメラは、カメラボディ100に、撮像レンズ(撮影レンズ)101、光学ファインダ102、ストロボ(電子フラッシュライト)103、シャッタボタン104、電源スイッチ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、メモリカードスロット108およびズームスイッチ109等を装備している。さらに、図19に示すように、デジタルカメラは、カメラボディ100内に、中央演算装置(CPU)111、画像処理装置112、受光素子113、信号処理装置114、半導体メモリ115および通信カード等116を具備している。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮像レンズ101と、CMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子またはCCD(電荷結合素子)撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子113とを有しており、撮像レンズ101によって結像される被写体光学像を受光素子113によって読み取る。この撮像レンズ101として、上述した実施例1〜実施例4等において説明したような本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に係るズームレンズを用いる。
Such an information device also includes substantially the same functions and configurations as those of a digital camera or the like, although the appearance is slightly different. Such an information device includes the first embodiment of the present invention described above. The zoom lens according to the fourth embodiment can be used as an imaging optical system.
As shown in FIGS. 17 and 18, the digital camera includes a
The digital camera includes an
受光素子113の出力は、中央演算装置111によって制御される信号処理装置114によって処理され、デジタル画像情報に変換される。信号処理装置114によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置111によって制御される画像処理装置112において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ115に記録される。この場合、半導体メモリ115は、メモリカードスロット108に装填されたメモリカードでもよく、デジタルカメラ本体にオンボードで内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ115に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ115に記録した画像は、通信カードスロット(明確には図示していないが、メモリカードスロット108と兼用しても良い)に装填した通信カード等116を介して外部へ送信することも可能である。
撮像レンズ101は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア(明確には図示していない)により覆われており、ユーザが電源スイッチ105を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。このとき、撮像レンズ101の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点端(広角端)の配置となっており、ズームスイッチ109を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)への変倍動作を行うことができる。
The output of the
When the camera is carried, the objective surface of the
なお、光学ファインダ102の光学系も撮像レンズ101の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン104の半押し操作により、フォーカシングがなされる。
本発明の第1〜第4の実施の形態に係るズームレンズ(前述した実施例1〜実施例4に示されるズームレンズ)におけるフォーカシングは、ズームレンズを構成する複数群の光学系の一部の群の移動によって行うことができる。シャッタボタン104を更に押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ115に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等116を介して外部へ送信させたりする際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ115および通信カード等116は、メモリカードスロット108および通信カードスロット等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
It is desirable that the optical system of the
In many cases, focusing is performed by half-pressing the
Focusing in the zoom lens according to the first to fourth embodiments of the present invention (before mentioned the Example 1 zoom lens shown in Example 4), a part of the optical system of the plurality of groups constituting the zoom lens This can be done by moving the group. When the
When the image recorded in the semiconductor memory 115 is displayed on the liquid crystal monitor 106 or transmitted to the outside via the
なお、撮像レンズ101が沈胴状態にあるときには、結像レンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、沈胴時に第2レンズ群G2および第3レンズ群G3の少なくとも一方が光軸上から退避して、その他のレンズ群と並列的に収納されるような機構とすれば、デジタルカメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述したデジタルカメラ(カメラ)のような撮像装置または同様の撮像機能を有する情報装置には、既に述べた通り、第1〜第4の実施の形態(実施例1〜実施例4)のようなズームレンズを用いて構成した撮像レンズ101を撮影用光学系として使用することができる。したがって、100万〜500万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラのような撮像装置または同様の撮像機能を有する携帯情報端末装置等の情報装置を実現することができる。
また、本発明の第1〜第4の実施の形態に係るズームレンズの構成は、在来の銀塩フィルムカメラの撮影レンズや投影機の投射レンズとしても応用が可能である。
When the
As described above, the imaging apparatus such as the digital camera (camera) described above or an information apparatus having a similar imaging function is similar to the first to fourth embodiments (Examples 1 to 4). An
The configuration of the zoom lens according to the first to fourth embodiments of the present invention can also be applied as a photographing lens of a conventional silver salt film camera or a projection lens of a projector.
G1 第1レンズ群(正)
L11 負レンズ
L12 正レンズ
L13 正レンズ
G2 第2レンズ群(負)
L21 負レンズ
L22 負レンズ
L23 正レンズ
L24 負レンズ
G3 第3レンズ群(負)
L31 負レンズ
L32 正レンズ
G4 第4レンズ群(正)
G4a 第4レンズ群
L4a1 正レンズ
L4a2 正レンズ
L4a3 正レンズ
L4a4 負レンズ
L4a5 正レンズ
G4b 第4bレンズ群
L4b1 負レンズ
L4b2 正レンズ
AD 絞り
FG フィルタ等
F 各種フィルタ
100 カメラボディ
101 撮像レンズ
102 光学ファインダ
103 ストロボ(電子フラッシュライト)
104 シャッタボタン
105 電源スイッチ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 メモリカードスロット
109 ズームスイッチ
111 中央演算装置(CPU)
112 画像処理装置
113 受光素子(エリアセンサ)
114 信号処理装置
115 半導体メモリ
116 通信カード等
G1 first lens group (positive)
L11 Negative lens L12 Positive lens L13 Positive lens G2 Second lens group (negative)
L21 Negative lens L22 Negative lens L23 Positive lens L24 Negative lens G3 Third lens group (negative)
L31 Negative lens L32 Positive lens G4 Fourth lens group (positive)
G4a 4th lens group L4a1 positive lens L4a2 positive lens L4a3 positive lens L4a4 negative lens L4a5 positive lens G4b 4b lens group L4b1 negative lens L4b2 positive lens AD stop FG filter etc.
104
112
114 Signal processor 115
Claims (9)
1.40<nd<1.65 (1)
65.0<νd<100.0 (2)
0.015<Pg,F−(−0.001802×νd+0.6483)<0.060
(3)
50<fdoe/f1<200 (4)
ただし、ndは前記正レンズの屈折率であり、νdは前記正レンズのアッベ数であり、Pg,Fは前記正レンズの部分分散比であり、fdoeは回折面の焦点距離であり、f1は前記第1レンズ群の焦点距離である。
前記正レンズのg線、F線、c線の屈折率をそれぞれng、nF、ncとしたとき、前記部分分散比Pg,Fは、
Pg,F=(ng−nF)/(nF−nC)
である。 In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power The first lens group is fixed, the second lens group is moved to the image side, the third lens group is moved, and the zoom lens is changed upon zooming from the short focus end to the long focus end. In the zoom lens in which the fourth lens group is fixed, the fourth lens group is arranged in order from the object side to the object side from the position having the largest interval in the fourth lens group, and in order from the object side, the positive lens L4a1, the positive lens L4a2, and the positive lens. A fourth lens group consisting of L4a3, a negative lens L4a4, and a positive lens L4a5; a fourth lens group consisting of a negative lens L4b1 and a positive lens L4b2 in order from the object side on the image side; Is the following conditional expression (1 , (2), has a positive lens that satisfies (3), the first lens group has a diffractive surface, the zoom lens satisfies the following conditional expression (4).
1.40 <n d <1.65 (1 )
65.0 <ν d <100.0 (2)
0.015 <P g, F − (− 0.001802 × ν d +0.6483) <0.060
(3)
50 <fdoe / f1 <200 (4)
Where n d is the refractive index of the positive lens, ν d is the Abbe number of the positive lens, P g and F are the partial dispersion ratios of the positive lens, and f doe is the focal length of the diffractive surface. , F1 is the focal length of the first lens group.
The positive lens for g line, when the F-line, the refractive index each n g of c-line, n F, n c, the partial dispersion ratio P g, F is
P g, F = (n g -n F) / (n F -n C)
It is.
0.2<Da/D4<0.35 (5)
ただし、D4は前記第4レンズ群の肉厚であり、Daは前記第4aレンズ群と前記第4bレンズ群との間の空気間隔である。 The zoom lens according to claim 1 or 2, wherein the following conditional expression (5) is satisfied.
0.2 <Da / D4 <0.35 (5)
However, D4 is the thickness of the 4th lens group, and Da is the air space between the 4a lens group and the 4b lens group.
1.0<f4p/f4<3.0 (6)
ただし、f4は前記第4レンズ群の焦点距離であり、f4pは前記第4aレンズ群の中で条件式(1)、(2)、(3)を満足する正レンズの焦点距離である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the following conditional expression (6) is satisfied.
1.0 <f4p / f4 <3.0 (6)
Here, f4 is the focal length of the fourth lens group, and f4p is the focal length of the positive lens that satisfies the conditional expressions (1), (2), and (3) in the 4a lens group.
0.2<D4b/D4a<0.5 (8)
ただし、D4aは前記第4aレンズ群の肉厚であり、D4bは前記第4bレンズ群の肉厚である。 In the zoom lens according to any one of claims 1 to 4, the zoom lens satisfies the following conditional expression.
0.2 <D4b / D4a <0.5 (8)
However, D4a is the thickness of the 4a lens group, and D4b is the thickness of the 4b lens group.
0.10<f4/ft<0.25 (9)
ただし、f4は前記第4レンズ群の焦点距離であり、ftは長焦点端における全系の焦点距離である。 In the zoom lens according to any one of claims 1 to 5, the zoom lens satisfies the following conditional expression.
0.10 <f4 / ft <0.25 (9)
Here, f4 is the focal length of the fourth lens group, and ft is the focal length of the entire system at the long focal end.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013172747A JP6369738B2 (en) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | Zoom lens, camera, and portable information terminal device |
US14/445,408 US9195036B2 (en) | 2013-08-09 | 2014-07-29 | Zoom lens, camera, and portable information device |
EP14179378.6A EP2835680A1 (en) | 2013-08-09 | 2014-07-31 | Zoom lens, camera, and portable information device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013172747A JP6369738B2 (en) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | Zoom lens, camera, and portable information terminal device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015041019A JP2015041019A (en) | 2015-03-02 |
JP6369738B2 true JP6369738B2 (en) | 2018-08-08 |
Family
ID=52695202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013172747A Expired - Fee Related JP6369738B2 (en) | 2013-08-09 | 2013-08-22 | Zoom lens, camera, and portable information terminal device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6369738B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018180364A (en) | 2017-04-17 | 2018-11-15 | キヤノン株式会社 | Optical system and image capturing device having the same |
JP6964615B2 (en) * | 2018-08-21 | 2021-11-10 | 富士フイルム株式会社 | Zoom lens and imaging device |
US11125983B2 (en) * | 2018-08-21 | 2021-09-21 | Fujifilm Corporation | Zoom lens and imaging apparatus |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014132864A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | リコーイメージング株式会社 | Zoom lens system |
-
2013
- 2013-08-22 JP JP2013172747A patent/JP6369738B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015041019A (en) | 2015-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6238123B2 (en) | Zoom lens and camera | |
JP5574225B2 (en) | Zoom lens, imaging device, and information device | |
JP5590444B2 (en) | Zoom lens, imaging device, and information device | |
US9195036B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information device | |
JP6245507B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6256792B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6108215B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5761606B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6252983B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6308425B2 (en) | Zoom lens and camera | |
JP6354196B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus using the zoom lens | |
JP6369738B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6016081B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5664969B2 (en) | Zoom lens, information device, and portable information terminal device | |
JP6032537B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5950195B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5987651B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6108214B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP5954625B2 (en) | Zoom lens, camera, and portable information terminal device | |
JP6090654B2 (en) | Zoom lens, imaging device, and information device | |
JP2014106421A (en) | Zoom lens, image capturing device, and information device | |
JP2013088584A (en) | Zoom lens, imaging apparatus, and information apparatus | |
JP2014052564A (en) | Zoom lens, camera, and mobile information terminal device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160722 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170801 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180615 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180628 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6369738 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |