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JP2005321744A - Small-sized three-group zoom lens - Google Patents

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JP2005321744A
JP2005321744A JP2004177470A JP2004177470A JP2005321744A JP 2005321744 A JP2005321744 A JP 2005321744A JP 2004177470 A JP2004177470 A JP 2004177470A JP 2004177470 A JP2004177470 A JP 2004177470A JP 2005321744 A JP2005321744 A JP 2005321744A
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lens group
small
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Fujinon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a lens system compact at the photographing and collapsing time while favorably maintaining high resolution of the lens system in a small-sized three-group zoom lens whose variable power ratio is threefold or more. <P>SOLUTION: The lens system is composed of three groups of lenses which are negative, positive, and positive in order from an object side. When varying the power, a 1st group G<SB>1</SB>is moved to relatively approach to a 2nd group G<SB>2</SB>, and this G<SB>2</SB>is monotonously moved to the object side, and a 3rd lens group G<SB>3</SB>is moved so that the moving locus is a convex arc to the object side. The G<SB>3</SB>is moved to the object side at the time of focusing. Moreover, the G<SB>1</SB>consists of, in order from the object side, a negative 1st lens L<SB>1</SB>facing a concave surface of a large curvature to the image side and a positive meniscus form 2nd lens L<SB>2</SB>of which at least one surface is made aspherical and the convex surface of a large curvature is faced to the object side. Moreover, the lens system satisfies the conditional expressions (1) and (2); 2.0<¾f<SB>1</SB>¾/f<SB>W</SB><2.6 (1), 0.41<F<SB>2</SB>/f<SB>3</SB><0.50 (2), however, f<SB>W</SB>represents a focal length of the whole system at the wide angle end, and f<SB>1</SB>represents a focal length of the 1st lens group. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、CCDやCMOS等の撮像素子上に結像した画像を読み取るための3群構成のズームレンズに関し、詳しくは、デジタルカメラやビデオカメラに好適に用いられ、変倍比が3倍を超える小型3群ズームレンズに関する。   The present invention relates to a zoom lens having a three-group structure for reading an image formed on an image sensor such as a CCD or a CMOS. Specifically, the zoom lens is preferably used for a digital camera or a video camera and has a zoom ratio of 3 times. It relates to a small three-group zoom lens.

近年、急速に普及しつつあるデジタルカメラでは、コンパクト化を図るとともに収差補正を良好とするために3群ズームレンズが用いられており、特にフォーカシング時に最終群を繰り出すリアフォーカス式の3群ズームレンズが頻繁に用いられている(例えば、下記特許文献1、2参照)。   In recent years, digital cameras, which are rapidly spreading, use a three-group zoom lens for compactness and good aberration correction. In particular, a rear focus type three-group zoom lens that extends the final group during focusing. Are frequently used (see, for example, Patent Documents 1 and 2 below).

下記特許文献1記載の3群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有するとともに明るさ絞りを有する第2レンズ群、および正の屈折力を有する第3レンズ群を配設してなり、広角端から望遠端に向かって変倍する際に、第1レンズ群は、像側へ移動させた後に反転して物体側へ向かって移動させることにより移動軌跡が像側に凸弧状となるように移動させ、第2レンズ群は、物体側へ単調に移動させ、第3レンズ群は、物体側へ移動させた後に反転して像側へ向かって移動させることにより移動軌跡が物体側に凸弧状となるように移動させるように構成されている。   The three-group zoom lens described in Patent Document 1 below includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power and having an aperture stop, and a positive refractive power. When a zooming operation is performed from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens unit is moved toward the image side and then reversed and moved toward the object side. As a result, the movement locus is moved so as to form a convex arc shape on the image side, the second lens group is moved monotonously to the object side, and the third lens group is moved to the object side and then reversed to the image side. It is configured to move so that the movement trajectory has a convex arc shape on the object side.

下記特許文献2記載の3群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、および正の屈折力を有する第3レンズ群を配設してなり、広角端から望遠端に向かって変倍する際に無限遠物体に合焦させた状態で、第3レンズ群は、像面側に単調移動あるいは像面側に凸弧状の軌跡を描いて移動するように構成されている。   The three-group zoom lens described in Patent Document 2 below includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. The third lens unit moves monotonically on the image plane side or has a convex arc shape on the image plane side while focusing on an object at infinity when zooming from the wide-angle end to the telephoto end. It is configured to move while drawing the trajectory.

特開平10−307258号公報JP-A-10-307258 特開2001−296476号公報JP 2001-296476 A

しかしながら、ここ数年来、デジタルカメラの進歩は目覚しく、レンズ系の小型化、高変倍化および高解像力化への要求は年々厳しいものとなっている。   However, digital cameras have made remarkable progress over the past few years, and demands for smaller lens systems, higher zoom ratios, and higher resolution have become stricter year by year.

このような要求下において、上記特許文献1に記載されたものでは、第1レンズ群の焦点距離が、広角端におけるレンズ全系の焦点距離の絶対値の2.8〜3.6倍程度であり、変倍比が3倍以上になった場合、レンズ全長のコンパクト化を達成することが難しい。
一方、上記特許文献2に記載されたものでは、上述したように、変倍時において第3レンズ群が、像面側に凸弧状の軌跡を描くように、あるいは像面側に単調に移動するように構成されており、変倍比が3倍以上になると、中間倍率における像面湾曲の補正が困難となる。
Under such a requirement, in the one described in Patent Document 1, the focal length of the first lens group is about 2.8 to 3.6 times the absolute value of the focal length of the entire lens system at the wide angle end. Yes, when the zoom ratio is 3 times or more, it is difficult to achieve compactness of the entire lens length.
On the other hand, in the lens described in Patent Document 2, as described above, at the time of zooming, the third lens group moves so as to draw a convex arc-like locus on the image surface side or monotonously on the image surface side. If the zoom ratio is 3 times or more, it becomes difficult to correct field curvature at an intermediate magnification.

また、レンズ系のコンパクト化という点では、撮影時のレンズ全長がコンパクトであることのほかに、レンズ系がカメラ本体に沈胴収納された状態での厚みが薄いことが望まれる。そのためには、特に第1レンズ群のレンズ厚みを薄くすることが必要で第1レンズ群の枚数を少なくすることが望まれるが、周辺画角の解像性能を考慮に入れると、非球面レンズを含んだ2枚のレンズにより構成することが肝要である。   In addition, in terms of downsizing the lens system, it is desirable that the lens length is small when the lens system is retracted into the camera body in addition to the compact length of the lens at the time of shooting. For that purpose, it is particularly necessary to reduce the thickness of the first lens group and to reduce the number of the first lens group. However, when the resolution of the peripheral angle of view is taken into consideration, an aspheric lens It is important that the lens is composed of two lenses including

その点、上記特許文献2に記載されたものでは、第1レンズ群の構成を、物体側から順に、像側に曲率の大きい凹面を向けた1面の非球面を有する負レンズと両面を球面とされた正レンズで構成されており、一応、上記条件は満たしている。しかしながら、物体側の負レンズが非球面ガラスレンズで構成されており、特に特許文献2の各実施例に記載されているように曲率の大きい凹面とされた像側の面に非球面が形成されている場合には、ガラス成形上の問題からレンズ中心厚を薄くすることが困難であり、さらなるコンパクト化を図ることが難しい。   In that respect, in the configuration described in Patent Document 2, the configuration of the first lens group includes a negative lens having one aspherical surface with a concave surface having a large curvature facing the image side and a spherical surface on both sides in order from the object side. The above condition is satisfied for the time being. However, the negative lens on the object side is composed of an aspherical glass lens, and an aspherical surface is formed on the image-side surface which is a concave surface having a large curvature, as described in each example of Patent Document 2, in particular. In this case, it is difficult to reduce the lens center thickness due to glass molding problems, and it is difficult to achieve further compactness.

本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、変倍比が3倍を超える小型3群ズームレンズにおいて、レンズ系の高解像力化を図りつつ、撮影時および沈胴時におけるレンズ系のコンパクト化を図り得る小型3群ズームレンズを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in a small three-group zoom lens having a zoom ratio exceeding 3 times, the lens system is made compact at the time of photographing and retracting while achieving high resolution of the lens system. An object of the present invention is to provide a small three-group zoom lens capable of achieving the above.

本発明の小型3群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有するとともに光量調節用の絞りを有する第2レンズ群、および正の屈折力を有する第3レンズ群を配設してなり、
広角端から望遠端に向かって変倍する際に、前記第1レンズ群は、前記第2レンズ群に相対的に近づくように移動させ、前記第2レンズ群は、単調に物体側へ移動させ、前記第3レンズ群は、物体側へ移動させた後に反転して像側へ向かって移動させることにより移動軌跡が物体側に凸弧状となるように移動させ、
無限遠から近距離へ向かってフォーカシングする際に、前記第3レンズ群を物体側へ向かって移動させてなる小型3群ズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた、少なくとも1面に非球面を有する正レンズを配設してなることを特徴とするものである。
The small three-group zoom lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power and a diaphragm for adjusting the amount of light, and a positive refractive power A third lens group having
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group is moved so as to be relatively close to the second lens group, and the second lens group is moved monotonously to the object side. The third lens group is moved so that the movement locus becomes a convex arc shape on the object side by reversing and moving toward the image side after moving to the object side,
In a compact three-group zoom lens in which the third lens group is moved toward the object side when focusing from infinity to a short distance,
The first lens group includes, in order from the object side, a negative lens having a concave surface facing the image side and a positive lens having a convex surface facing the object side and having an aspheric surface on at least one surface. It is what.

また、本発明の小型3群ズームレンズは、前記構成に加えて、下記条件式(1)および(2)を満足してなることが好ましい。
2.0<|f|/f<2.6 ・・・ (1)
0.41<f/f<0.50 ・・・ (2)
ただし、
:広角端における全系の焦点距離
:第1レンズ群の焦点距離
:第2レンズ群の焦点距離
:第3レンズ群の焦点距離
In addition to the above configuration, the small three-group zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expressions (1) and (2).
2.0 <| f 1 | / f w <2.6 (1)
0.41 <f 2 / f 3 <0.50 (2)
However,
f w : Focal length of the entire system at the wide angle end f 1 : Focal length of the first lens group f 2 : Focal length of the second lens group f 3 : Focal length of the third lens group

また、前記第2レンズ群は、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズとの接合レンズ、および少なくとも1面が非球面とされるとともに正の屈折力を有する単レンズとを、物体側からこの順に配設してなることが好ましい。   The second lens group includes a cemented lens of a biconvex lens and a lens having a negative refractive power with a concave surface facing the object side, and a single lens having at least one aspherical surface and a positive refractive power. Are preferably arranged in this order from the object side.

また、前記第1レンズ群中の前記正レンズは、ガラスレンズと、該ガラスレンズよりも厚みが薄い樹脂材料とを接合してなる複合レンズからなり、該ガラスレンズに接合されていない側の該樹脂材料の面が非球面とされていることが好ましい。   Further, the positive lens in the first lens group is composed of a composite lens formed by bonding a glass lens and a resin material having a thickness smaller than that of the glass lens, and the positive lens in the side not bonded to the glass lens. The surface of the resin material is preferably an aspheric surface.

また、前記第1レンズ群中の前記負レンズと前記正レンズは、それぞれのレンズ周辺部において直接に、または所定の平行部材を介して互いに接するように構成されていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the negative lens and the positive lens in the first lens group are configured to contact each other directly or via a predetermined parallel member at the periphery of each lens.

また、前記第2レンズ群中の前記接合レンズと前記単レンズは、それぞれのレンズ周辺部において直接に、または所定の平行部材を介して互いに接するように構成されていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the cemented lens and the single lens in the second lens group are configured to contact each other directly or via a predetermined parallel member at the periphery of each lens.

また、前記第3レンズ群は、物体距離を無限遠とした場合に、広角端における位置を望遠端における位置よりも物体側とするように設定されていることが好ましい。   The third lens group is preferably set so that the position at the wide-angle end is closer to the object side than the position at the telephoto end when the object distance is infinity.

本発明の小型3群ズームレンズによれば、第1レンズ群は、物体側より順に、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズの2枚レンズ構成とされ、この像側に位置する正レンズの少なくとも1面に非球面を有するように構成されている。これにより、周辺画角の解像性能を良好に維持しつつ、第1レンズ群のレンズ枚数を最小にするという、レンズ系がカメラ本体に沈胴収納された状態での厚みを薄くするための第1条件が満足される。   According to the small three-group zoom lens of the present invention, the first lens group has, in order from the object side, a two-lens configuration including a negative lens having a concave surface on the image side and a positive lens having a convex surface on the object side. At least one surface of the positive lens located on the image side has an aspheric surface. This reduces the thickness of the lens system in a state where the lens system is retracted into the camera body, while maintaining the resolution of the peripheral angle of view favorably and minimizing the number of lenses in the first lens group. One condition is satisfied.

その上、非球面を、最も物体側の負レンズではなく、この負レンズの像側に位置する正レンズに設けているため、従来技術においてレンズ厚みを薄くするために障害となっていたガラス成形上の問題が生じる余地はない。したがって、第1レンズ群を構成する各レンズの厚み、特に、最も物体側に位置する負レンズの厚みを薄くすることができ、撮影時のレンズ全長のみならず、レンズ系がカメラ本体に沈胴収納された状態での厚みをさらに薄くすることが可能となる。   In addition, since the aspherical surface is provided not on the most object-side negative lens but on the positive lens located on the image side of this negative lens, glass molding has become an obstacle to reducing the lens thickness in the prior art. There is no room for the above problems. Therefore, the thickness of each lens constituting the first lens group, particularly the thickness of the negative lens located closest to the object side can be reduced, and not only the total lens length at the time of shooting but also the lens system is retracted into the camera body. It is possible to further reduce the thickness in the applied state.

さらに、本発明の小型3群ズームレンズによれば、変倍に際して第3レンズ群を物体側に凸弧状の軌跡を描くように移動させることにより、変倍比が3倍を超えると像面湾曲の補正が難しい中間倍率においても、像面湾曲を良好に補正することができる。   Furthermore, according to the small three-group zoom lens of the present invention, when the zooming ratio exceeds three times, the third lens group is moved so as to draw a convex arc-like locus on the object side during zooming. Even at an intermediate magnification that is difficult to correct, the field curvature can be corrected well.

また、無限遠から近距離へ向かってフォーカシングする際に、第3レンズ群を物体側へ向かって移動させることにより、特に望遠端でのフォーカシング時における第3レンズ群の移動量を低減して、レンズ系のコンパクト化を図ることができる。   Further, when focusing from infinity to a short distance, the third lens unit is moved toward the object side to reduce the amount of movement of the third lens unit, particularly during focusing at the telephoto end. The system can be made compact.

以下、本発明の小型3群ズームレンズの代表的な実施形態について、図1に示す実施例1を参照して説明する。
図1は、本発明の実施例1に係る小型3群ズームレンズのレンズ構成を示すもので、上段は広角端におけるレンズ構成図、下段は望遠端におけるレンズ構成図である。また、中段には、広角端から望遠端に至る各レンズ群の移動軌跡を示してある。
Hereinafter, a representative embodiment of a small three-group zoom lens according to the present invention will be described with reference to Example 1 shown in FIG.
FIG. 1 shows the lens configuration of a small three-group zoom lens according to Example 1 of the present invention, in which the upper diagram is a lens configuration diagram at the wide-angle end, and the lower diagram is a lens configuration diagram at the telephoto end. The middle row shows the movement locus of each lens unit from the wide-angle end to the telephoto end.

本発明の実施形態に係る小型3群ズームレンズは、図1に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G、正の屈折力を有するとともに光量調節用の絞り2を有する第2レンズ群G、および正の屈折力を有する第3レンズ群Gを配設してなる。 As shown in FIG. 1, the small three-group zoom lens according to the embodiment of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group G 1 having a negative refractive power, a positive refractive power, and a light amount adjusting lens. A second lens group G 2 having a diaphragm 2 and a third lens group G 3 having a positive refractive power are disposed.

また、広角端から望遠端に向かって変倍する際に、各レンズ群を以下のように移動させる。すなわち、第1レンズ群Gは、像側へ移動させた後に反転して物体側へ向かって移動させることにより像側に凸弧状の軌跡を描くように移動させ、第2レンズ群Gは、単調に物体側へ移動させ、第3レンズ群Gは、物体側へ移動させた後に反転して像側へ向かって移動させることにより物体側に凸弧状の軌跡を描くように移動させる。これにより、従来、変倍比が3倍を越えると、アンダーになる像面湾曲の補正が難しい中間倍率においても、第3レンズ群Gの移動軌跡を物体側に凸の弧状移動とすることで、良好に補正することができる。
なお、第1レンズ群Gと第2レンズ群Gとは相対的に単調に近づくように移動することになる。
Further, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, each lens group is moved as follows. That is, the first lens group G 1 is moved to draw an arc-like locus on the image side by moving to the image side and then reverse and moving toward the object side, and the second lens group G 2 is moved. monotonically move toward the object side, the third lens group G 3 is moved so as to draw a convex arcuate locus toward the object side by inverted after moving toward the object side is moved toward the image side. Thus, conventionally, when the zoom ratio exceeds 3 times, even in the intermediate magnification correction is difficult for curvature of field becomes under, that the movement locus of the third lens group G 3 and the convex arcuate movement of the object side Thus, it can be corrected satisfactorily.
Incidentally, so that the first lens group G 1 and the second lens group G 2 moves closer to relatively monotonous.

また、物体距離を無限遠とした場合に、広角端における第3レンズ群Gの位置を望遠端における該位置よりも物体側とする。さらに、無限遠から近距離へ向かってフォーカシングする際に、第3レンズ群Gを物体側へ向かって移動させる。これにより、変倍時とフォーカシング時における、第3レンズ群Gの移動量を低減することができる。
3つのレンズ群G、G、Gを光軸Xに沿って上述の如く移動せしめることで全系の焦点距離fを変化させるとともに光束を結像面上に効率良く集束させることができる。
Further, when the object distance infinity, and the object side than the position of the position of the third lens group G 3 at the wide-angle end at the telephoto end. Further, when the focusing toward infinity to a close, moving the third lens group G 3 toward the object side. Thus, at the time of zooming and focusing, it is possible to reduce the amount of movement of the third lens group G 3.
By moving the three lens groups G 1 , G 2 , and G 3 along the optical axis X as described above, the focal length f of the entire system can be changed and the light beam can be efficiently focused on the imaging surface. .

また、第6レンズLと結像面(CCD撮像面)の間にはローパスフィルタや赤外線カットフィルタを含むフィルタ部1が配されている。 Between the sixth lens L 6 and the image plane (CCD imaging surface) filter unit 1 including a low pass filter or an infrared cut filter is arranged.

また、第1レンズ群Gは、物体側から順に、像側に曲率の大きい凹面を向けた負の屈折力を有する第1レンズL、および少なくとも1面が非球面とされるとともに物体側に曲率の大きい凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第2レンズL(実施例2では第2レンズLと第3レンズLとを接合してなる複合レンズ)からなる。 The first lens group G 1 includes, in order from the object side, a first lens L 1 having a negative refractive power with a concave surface having a large curvature directed to the image side, and at least one surface is aspherical and has an object side. The second lens L 2 having a meniscus shape having a positive refractive power and a convex surface having a large curvature (a compound lens formed by cementing the second lens L 2 and the third lens L 3 in Example 2).

第1レンズ群Gをこのような構成とすることにより、従来技術においてレンズ厚みを薄くするために障害となっていた、ガラスにより非球面負レンズを成形する際の問題を生じることなく、像面湾曲、歪曲収差等を良好に補正することができる。したがって、高解像化を図りつつ、第1レンズ群Gを構成する各レンズの厚み、特に、最も物体側に位置する負レンズの厚みを薄くすることができ、撮影時のレンズ全長のみならず、レンズ系がカメラ本体に沈胴収納された状態での厚みをさらに薄くすることが可能となる。 By the first lens group G 1 with such a configuration, it has been an obstacle to reduce the lens thickness in the prior art, without causing problems in molding the aspherical negative lens of glass, the image It is possible to satisfactorily correct surface curvature, distortion, and the like. Therefore, while achieving high resolution, the thickness of the lenses constituting the first lens group G 1, especially if, it is possible to reduce the thickness of the negative lens located at the most object side, only the total lens length at the time of shooting Therefore, it is possible to further reduce the thickness in a state where the lens system is retracted into the camera body.

また、第2レンズ群Gは、両側凸面の正レンズからなる第3レンズL(実施例2では第4レンズL)と両側凹面の負レンズからなる第4レンズL(実施例2では第5レンズL)との接合レンズ、および単レンズからなる第5レンズL(実施例2では第6レンズL)の3枚で構成され、この第5レンズLは、少なくとも1つの非球面を有する正レンズとされていることで、球面収差を良好に補正することができるため、高解像力化を達成しながらレンズ全系の厚みと沈胴時の厚みを小さくすることができる。 The second lens group G 2 includes a fourth lens L 4 and a third lens L 3 (in the second embodiment the fourth lens L 4) on both sides concave negative lens consisting of a positive lens of both side convex surface (Example 2 Then, the lens is composed of three lenses, a cemented lens with the fifth lens L 5 ) and a fifth lens L 5 (sixth lens L 6 in the second embodiment) consisting of a single lens, and the fifth lens L 5 is at least 1 Since the positive lens having two aspheric surfaces can correct spherical aberration satisfactorily, it is possible to reduce the thickness of the entire lens system and the thickness of the retracted lens while achieving high resolution.

また、第1レンズ群G中の負レンズ(L)と正レンズ(L)はレンズ周辺部にて接している、または平行部材を介して接していることで、第1レンズ群Gの厚みを小さくすることができ、また第1レンズ群G中のレンズ偏芯を小さくすることができる。 In addition, by being in contact through the negative lens in the first lens group G 1 and (L 1) a positive lens (L 2) are in contact with the periphery of the lens, or the parallel members, the first lens group G it is possible to reduce a thickness, also can reduce the lens eccentricity of the first lens group G 1.

また、第2レンズ群Gは、上述したように両側凸面の正レンズ(L)と両側凹面の負レンズ(L)との接合レンズ、および単レンズ(L)との3枚で構成され、単レンズ(L)は少なくとも1つの非球面を有することで、球面収差を良好に補正ができるため、高解像力化を達成しつつレンズ全系の厚みと沈胴時の厚みを小さくすることができる。 Further, as described above, the second lens group G 2 is composed of a cemented lens of a positive lens (L 3 ) on both sides convex and a negative lens (L 4 ) on both sides and a single lens (L 5 ). Since the single lens (L 5 ) has at least one aspherical surface and can correct spherical aberration well, the entire lens system and the thickness when retracted are reduced while achieving high resolution. be able to.

さらに、第2レンズ群G中の接合レンズ(L、L)と単レンズ(L)はレンズ周辺部にて接している、または平行部材を介して接していることで、第2レンズ群Gの厚みを小さくすることができ、また第2レンズ群G中のレンズ偏芯を小さくすることができる。
なお、第3レンズ群Gは、第6レンズL(実施例2では第7レンズL)からなる。
Further, the cemented lens (L 3 , L 4 ) and the single lens (L 5 ) in the second lens group G 2 are in contact with each other at the lens peripheral part or through a parallel member, so that the second lens can reduce the thickness of the group G 2, also can reduce the lens decentering of the second lens group G 2.
The third lens group G 3 is composed of a sixth lens L 6 (seventh lens L 7 in the second embodiment).

また、各非球面は、下記非球面式により表される。   Each aspheric surface is represented by the following aspheric expression.

Figure 2005321744
Figure 2005321744

本実施形態においては、近年の光学系に対する高解像力化の要請およびコンピュータ性能の向上等の社会的事情を背景として、従来の低次の偶数次項のみならず、奇数次項をも用いて非球面形状を規定している。   In the present embodiment, the aspherical shape using not only the conventional low-order even-order terms but also the odd-order terms, against the background of social circumstances such as the recent demand for higher resolution for optical systems and improved computer performance, etc. Is stipulated.

このように、奇数次項を含む非球面係数を用いることにより、非球面形状を決定するパラメータが増加するため、この非球面の光軸を含む中央領域と、周辺領域との各形状をそれぞれ独立して決定することが可能となり、中央領域および周辺領域共に、良好に収差補正を行うことが可能な形状に形成することが可能となる。   In this way, by using an aspheric coefficient including odd-order terms, the parameters for determining the aspheric shape increase, so that the shape of the central region including the optical axis of the aspheric surface and the peripheral region are independent of each other. Therefore, both the central region and the peripheral region can be formed in a shape capable of satisfactorily correcting aberrations.

本実施形態に係る小型3群ズームレンズは、下記条件式(1)および(2)を満足することが好ましい。
2.0<|f|/f<2.6 ・・・ (1)
0.41<f/f<0.50 ・・・ (2)
ただし、
:広角端における全系の焦点距離
:第1レンズ群の焦点距離
:第2レンズ群の焦点距離
:第3レンズ群の焦点距離
The small three-group zoom lens according to the present embodiment preferably satisfies the following conditional expressions (1) and (2).
2.0 <| f 1 | / f w <2.6 (1)
0.41 <f 2 / f 3 <0.50 (2)
However,
f w : Focal length of the entire system at the wide angle end f 1 : Focal length of the first lens group f 2 : Focal length of the second lens group f 3 : Focal length of the third lens group

次に、各条件式(1)および(2)の技術的意義について説明する。
条件式(1)は、第1レンズ群Gの焦点距離の絶対値|f|と広角端における全系の焦点距離fの比|f|/fの値を規定することにより、コンパクト化を図りつつ像面湾曲を良好に補正するための条件式である。
この条件式(1)において、|f|/fの値が下限を超えると、コンパクト化を図ることはできるが像面湾曲を良好に補正することが困難となる。一方、|f|/fの値が上限を超えると、像面湾曲を良好に補正することはできるがコンパクト化を図ることが困難となる。
Next, the technical significance of conditional expressions (1) and (2) will be described.
Conditional expression (1) defines the ratio | f 1 | / f w of the absolute value | f 1 | of the focal length of the first lens group G 1 and the focal length f w of the entire system at the wide angle end. This is a conditional expression for satisfactorily correcting field curvature while achieving compactness.
In this condition (1), | f 1 | when the value of / f w exceeds the lower limit, although it is possible to downsize it is difficult to satisfactorily correct field curvature. On the other hand, | f 1 | when the value of / f w exceeds the upper limit, although it is possible to effectively correct field curvature becomes difficult to achieve compactness.

条件式(2)は、第2レンズLの焦点距離fと第3レンズLの焦点距離fの比f/fの値を規定することにより、コンパクト化を図りつつ球面収差および像面湾曲を良好に補正するための条件式である。
この条件式(2)において、f/fの値が下限を超えると、コンパクト化を図ることはできるが第2レンズ群Gの屈折力が大きくなって球面収差が悪化しかつ像面湾曲が拡大する。一方、f/fの値が上限を超えると、第2レンズ群Gの屈折力が小さくなって球面収差および像面湾曲を良好に補正することはできるがコンパクト化を図ることが困難となる。
Condition (2), by defining the focal length f 2 of the second lens L 2 to the value of the ratio f 2 / f 3 a focal length f 3 of the third lens L 3, the spherical aberration while achieving downsizing And a conditional expression for favorably correcting curvature of field.
In this conditional expression (2), if the value of f 2 / f 3 exceeds the lower limit, it is possible to reduce the size, but the refractive power of the second lens group G 2 increases, the spherical aberration deteriorates, and the image plane The curvature expands. On the other hand, if the value of f 2 / f 3 exceeds the upper limit, the refractive power of the second lens group G 2 becomes small, and it is possible to satisfactorily correct spherical aberration and field curvature, but it is difficult to achieve compactness. It becomes.

<実施例1>
以下、本発明の小型3群ズームレンズの具体的構成について、実施例1を用いて説明する。
<Example 1>
Hereinafter, a specific configuration of the small three-group zoom lens according to the present invention will be described with reference to Example 1.

すなわち、実施例1に係る小型3群ズームレンズにおいて、第1レンズ群Gは、物体側から順に、像側に曲率の大きい凹面を向けた負のメニスカス形状を有する第1レンズL、および物体側に曲率の大きい凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第2レンズLからなる。また、第2レンズLの両面は、偶数次項と奇数次項の双方に値を有する上記非球面式で表される非球面とされている。また、第1レンズLと第2レンズLとは、それぞれのレンズ周辺部において互いに直接に接するように構成されている。 That is, in the small three-group zoom lens according to Example 1, the first lens group G 1 has, in order from the object side, a first lens L 1 having a negative meniscus shape with a concave surface having a large curvature toward the image side, and and a second lens L 2 having a positive meniscus shape with a large convex curvature on the object side. Further, both surfaces of the second lens L 2 is a non-spherical surface represented by the above aspheric formula having a value in both of the even-order terms and the odd-order terms. The first lens L 1 and the second lens L 2, is configured to directly contact with each other in each of the lens periphery.

第2レンズ群Gは、物体側から順に、絞り2、両凸の第3レンズL、像側に曲率の大きい凹面を向けた両凹形状を有する第4レンズL、および物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第5レンズLからなり、第3レンズLと第4レンズLは接合レンズとされている。また、第5レンズLの両面は、偶数次項と奇数次項の双方に値を有する上記非球面式で表される非球面とされている。
第3レンズ群Gは、両凸の第6レンズLからなる。
The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a stop 2, a biconvex third lens L 3 , a fourth lens L 4 having a biconcave shape with a concave surface having a large curvature on the image side, and an object side. It consists of a fifth lens L 5 having a positive meniscus shape with a convex surface, and the third lens L 3 and the fourth lens L 4 are cemented lenses. Further, both surfaces of the fifth lens L 5 is an aspheric surface represented by the above aspheric formula having a value in both of the even-order terms and the odd-order terms.
The third lens group G 3 is composed of a sixth lens L 6 biconvex.

実施例1に係る小型3群ズームレンズに関する各数値を下記表1〜3に示す。
表1に、各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔(以下、これらを総称して軸上面間隔という)D(mm)、各レンズのd線における、屈折率Nおよびアッベ数νの値を示す。
なお、表中の数字は物体側からの順番を表すものである。
また、表1の最上段に、広角端および望遠端各位置における焦点距離f(mm)、FNOおよび画角2ωの値を示す。
Numerical values relating to the small three-group zoom lens according to Example 1 are shown in Tables 1 to 3 below.
Table 1 shows the curvature radius R (mm) of each lens surface, the center thickness of each lens, and the air spacing between the lenses (hereinafter collectively referred to as the axial top surface spacing) D (mm), the d-line of each lens. Shows the values of the refractive index N and the Abbe number ν.
The numbers in the table indicate the order from the object side.
Also, the top of Table 1, the focal length f at the wide-angle end and the telephoto end each position (mm), indicating the value of F NO and the angle 2 [omega.

また、表2に、上記各非球面について、上記非球面式(本実施例においては、上記nは10とされている)の各定数KA、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10の値を示す。
また、表3の上段に、上述した軸上面間隔Dの欄における広角端(f=6.6mm)、中間位置(f=11.7mm)および望遠端(f=20.8mm)のD(d1)、D10(d2)、およびD12(d3)の各値を示す。また、表3の下段に、本実施例における、前述した各条件式(1)および(2)に対応する値を示す。
Table 2 shows the constants KA, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9 of the aspheric formula (in the present embodiment, n is 10) for each of the aspheric surfaces. , A10 values are shown.
Further, in the upper part of Table 3, D 4 (d1) at the wide angle end (f = 6.6 mm), the intermediate position (f = 11.7 mm) and the telephoto end (f = 20.8 mm) in the column of the shaft upper surface distance D described above, Each value of D 10 (d2) and D 12 (d3) is shown. The lower part of Table 3 shows values corresponding to the conditional expressions (1) and (2) described above in the present example.

本実施例においては、前述した各条件式(1)および(2)は全て満足されている。   In the present embodiment, all the conditional expressions (1) and (2) described above are satisfied.

Figure 2005321744
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Figure 2005321744
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Figure 2005321744
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図2は上記実施例1に係る小型3群ズームレンズの広角端(f=6.6mm)、中間位置(f=11.7mm)および望遠端(f=20.8mm)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。なお、各球面収差図には、615nm、587.6nm、460nmにおける収差が示されており、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差が示されている。この図2から明らかなように、実施例1に係る小型3群ズームレンズによればズーム領域の全体に亘って良好な収差補正がなされる。   FIG. 2 shows various aberrations (spherical aberration, astigmatism) at the wide-angle end (f = 6.6 mm), the intermediate position (f = 11.7 mm), and the telephoto end (f = 20.8 mm) of the small three-group zoom lens according to Example 1 above. It is an aberration diagram showing aberration, distortion and lateral chromatic aberration). Each spherical aberration diagram shows aberrations at 615 nm, 587.6 nm, and 460 nm, and each astigmatism diagram shows aberrations with respect to the sagittal image surface and the tangential image surface. As can be seen from FIG. 2, the small three-group zoom lens according to Example 1 can satisfactorily correct aberrations over the entire zoom region.

<実施例2>
次に、本発明の実施例2に係る小型3群ズームレンズについて説明する。
<Example 2>
Next, a small three-unit zoom lens according to Example 2 of the present invention will be described.

すなわち、図3に示すように、実施例2に係る小型3群ズームレンズは、上記実施例1に係るものと略同様に構成されているが、実施例1の第2レンズLに替えて、ガラスからなる第2レンズLと薄肉のプラスチック(樹脂材料からなる)レンズからなる第3レンズLを接合してなる複合非球面レンズを用いている点、および、この複合非球面レンズの物体側の面(第2レンズLの物体側の面)は球面とされ、像側の面(第3レンズLの像側の面)は非球面とされている点において異なっている。 That is, as shown in FIG. 3, a small three-unit zoom lens according to Example 2, pertaining to the first embodiment and has been substantially the same configuration, in place of the second lens L 2 of Example 1 , of the second lens L 2 and the thin made of glass (made of a resin material) plastic that it uses a third lens L 3 is bonded to become a composite aspherical lens made of a lens, and, of the composite aspherical lens the object-side surface (a surface of the second lens L 2 on the object side) is spherical (the image side surface of the third lens L 3) image-side surface is different in that it is an aspherical surface.

このように、上記非球面は、ガラスレンズと厚みが薄いプラスチックレンズとが接合された複合非球面レンズにおいて、ガラスレンズと接合されていない側の該プラスチックレンズの面が非球面とされた複合非球面で構成されているので、ガラスレンズの表面に非球面を形成する場合に比べ、ガラスレンズ硝材の選択の自由度を増加させることができ、適切な硝材を選択することで、安価に倍率色収差の低減を図ることができる。また、上記ガラスレンズと上記プラスチックレンズとの分散の違いを利用することにより倍率色収差をさらに低減することができる。   Thus, the aspherical surface is a composite aspherical lens in which a glass lens and a thin plastic lens are joined, and the surface of the plastic lens not joined to the glass lens is aspherical. Since it is composed of a spherical surface, the degree of freedom in selecting a glass lens glass material can be increased compared to the case where an aspherical surface is formed on the surface of a glass lens, and the chromatic aberration of magnification can be reduced at a low cost by selecting an appropriate glass material. Can be reduced. Further, the chromatic aberration of magnification can be further reduced by utilizing the difference in dispersion between the glass lens and the plastic lens.

換言すれば、ガラスレンズに非球面を形成する際の製造困難性およびコスト高を緩和しつつ、プラスチックレンズにおける温度変化による光学特性の変化が大きいという問題を緩和することができる。   In other words, it is possible to alleviate the problem that the change in the optical characteristics due to the temperature change in the plastic lens is large while reducing the manufacturing difficulty and high cost when forming the aspherical surface on the glass lens.

実施例2に係る小型3群ズームレンズに関する各数値を下記表4〜6に示す。
表4に、各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レンズの軸上面間隔D(mm)、各レンズのd線における、屈折率Nおよびアッベ数νの値を示す。
なお、表中の数字は物体側からの順番を表すものである。
また、表4の最上段に、広角端および望遠端各位置における焦点距離f(mm)、FNOおよび画角2ωの値を示す。
Numerical values relating to the small three-group zoom lens according to Example 2 are shown in Tables 4 to 6 below.
Table 4 shows the values of the curvature radius R (mm) of each lens surface, the axial top surface distance D (mm) of each lens, and the refractive index N and the Abbe number ν in the d-line of each lens.
The numbers in the table indicate the order from the object side.
Also, the top of Table 4, the focal length f at the wide-angle end and the telephoto end each position (mm), indicating the value of F NO and the angle 2 [omega.

また、表5に、上記各非球面について、上記非球面式(本実施例においては、上記nは16とされている)の各定数KA、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A16の値を示す。ただし、第10面および第11面の各非球面について、A11〜A16の各定数は0に設定されている。   Table 5 shows the constants KA, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9 of the aspheric formula (in the present embodiment, n is 16) for each of the aspheric surfaces. , A10, A11, A12, A13, A14, A15, and A16 are shown. However, the constants A11 to A16 are set to 0 for the aspheric surfaces of the tenth surface and the eleventh surface.

すなわち、実施例2の各非球面も上記非球面式で表すことができ、非球面係数は実施例1のものと同様に、偶数次項と奇数次項の双方に値を有するように構成されている。ただし、上記複合レンズの像側の非球面(第5面)は、非球面係数として、第3次から第16次の高次項までを使用するように構成されている。このように、奇数次項を含む高次の非球面係数を用いることにより、非球面形状を決定するパラメータがさらに増加するため、中央領域および周辺領域共に、さらに良好に収差補正を行い得る形状に形成することが可能となる。   That is, each aspheric surface of the second embodiment can also be expressed by the above aspheric formula, and the aspheric coefficient is configured to have values in both the even-order terms and the odd-order terms as in the first embodiment. . However, the aspherical surface (fifth surface) on the image side of the above compound lens is configured to use the third to sixteenth higher order terms as the aspheric coefficient. In this way, by using higher-order aspherical coefficients including odd-order terms, the parameters that determine the aspherical shape further increase, so that both the central region and the peripheral region are formed into shapes that can perform better aberration correction. It becomes possible to do.

また、表6の上段に、上述した軸上面間隔Dの欄における広角端(f=6.6mm)、中間位置(f=11.7mm)および望遠端(f=20.8mm)のD(d1)、D11(d2)、およびD13(d3)の各値を示す。また、表6の下段に、本実施例における、前述した各条件式(1)および(2)に対応する値を示す。 Further, in the upper part of Table 6, D 5 (d1) at the wide angle end (f = 6.6 mm), the intermediate position (f = 11.7 mm) and the telephoto end (f = 20.8 mm) in the column of the shaft upper surface distance D described above, Each value of D 11 (d2) and D 13 (d3) is shown. The lower part of Table 6 shows values corresponding to the conditional expressions (1) and (2) described above in the present example.

本実施例においては、前述した各条件式(1)および(2)は全て満足されている。   In the present embodiment, all the conditional expressions (1) and (2) described above are satisfied.

Figure 2005321744
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Figure 2005321744
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図4は上記実施例2に係る小型3群ズームレンズの広角端(f=6.6mm)、中間位置(f=11.7mm)および望遠端(f=20.8mm)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。なお、各球面収差図には、615nm、587.6nm、460nmにおける収差が示されており、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差が示されている。この図4から明らかなように、実施例2に係る小型3群ズームレンズによればズーム領域の全体に亘って良好な収差補正がなされる。   FIG. 4 shows various aberrations (spherical aberration, astigmatism) at the wide-angle end (f = 6.6 mm), the intermediate position (f = 11.7 mm), and the telephoto end (f = 20.8 mm) of the small three-group zoom lens according to Example 2 above. It is an aberration diagram showing aberration, distortion and lateral chromatic aberration). Each spherical aberration diagram shows aberrations at 615 nm, 587.6 nm, and 460 nm, and each astigmatism diagram shows aberrations with respect to the sagittal image surface and the tangential image surface. As can be seen from FIG. 4, the small three-group zoom lens according to Example 2 can satisfactorily correct aberrations over the entire zoom region.

なお、本発明の小型3群ズームレンズは、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上記各実施例における第2レンズ群に配設された非球面レンズの非球面は、いずれか一方の面に設けてもよい。また、上記実施例2の複合非球面レンズにおいて、この複合非球面レンズの物体側の面も非球面とすることが可能である。   Note that the small three-group zoom lens of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modes can be changed. For example, the aspherical surface of the aspherical lens disposed in the second lens group in each of the above embodiments may be provided on any one surface. In the composite aspheric lens of Example 2, the object-side surface of the composite aspheric lens can also be an aspheric surface.

本発明の実施例1に係る小型3群ズームレンズのレンズ構成図FIG. 3 is a lens configuration diagram of a small three-group zoom lens according to Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る小型3群ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図FIG. 5 is an aberration diagram showing various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration) at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end of the small three-unit zoom lens according to Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係る小型3群ズームレンズのレンズ構成図Lens configuration diagram of a small three-group zoom lens according to Example 2 of the present invention 本発明の実施例2に係る小型3群ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図Aberration diagram showing various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion and lateral chromatic aberration) at the wide-angle end, intermediate position and telephoto end of the small three-group zoom lens according to Example 2 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 フィルタ部
2 絞り
〜G レンズ群
〜L レンズ
〜R15 レンズ面等
〜D14 軸上面間隔
X 光軸
1 filter section 2 aperture G 1 ~G 3 lens group L 1 ~L 7 lens R 1 to R 15 lens surfaces such as D 1 to D 14 axial distance X optical axis

Claims (7)

物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有するとともに光量調節用の絞りを有する第2レンズ群、および正の屈折力を有する第3レンズ群を配設してなり、
広角端から望遠端に向かって変倍する際に、前記第1レンズ群は、前記第2レンズ群に相対的に近づくように移動させ、前記第2レンズ群は、単調に物体側へ移動させ、前記第3レンズ群は、物体側へ移動させた後に反転して像側へ向かって移動させることにより移動軌跡が物体側に凸弧状となるように移動させ、
無限遠から近距離へ向かってフォーカシングする際に、前記第3レンズ群を物体側へ向かって移動させてなる小型3群ズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた、少なくとも1面に非球面を有する正レンズを配設してなることを特徴とする小型3群ズームレンズ。
In order from the object side, a first lens group having negative refractive power, a second lens group having positive refractive power and a diaphragm for adjusting the amount of light, and a third lens group having positive refractive power are disposed. And
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group is moved so as to be relatively close to the second lens group, and the second lens group is moved monotonously to the object side. The third lens group is moved so that the movement locus becomes a convex arc shape on the object side by reversing and moving toward the image side after moving to the object side,
In a compact three-group zoom lens in which the third lens group is moved toward the object side when focusing from infinity to a short distance,
The first lens group includes, in order from the object side, a negative lens having a concave surface facing the image side and a positive lens having a convex surface facing the object side and having an aspheric surface on at least one surface. A small three-group zoom lens.
下記条件式(1)および(2)を満足してなることを特徴とする請求項1記載の小型3群ズームレンズ。
2.0<|f|/f<2.6 ・・・ (1)
0.41<f/f<0.50 ・・・ (2)
ただし、
:広角端における全系の焦点距離
:第1レンズ群の焦点距離
:第2レンズ群の焦点距離
:第3レンズ群の焦点距離
2. The compact three-unit zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expressions (1) and (2) are satisfied.
2.0 <| f 1 | / f w <2.6 (1)
0.41 <f 2 / f 3 <0.50 (2)
However,
f w : Focal length of the entire system at the wide-angle end f 1 : Focal length of the first lens group f 2 : Focal length of the second lens group f 3 : Focal length of the third lens group
前記第2レンズ群は、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズとの接合レンズ、および少なくとも1面が非球面とされるとともに正の屈折力を有する単レンズを、物体側からこの順に配設してなることを特徴とする請求項1または2記載の小型3群ズームレンズ。   The second lens group includes a cemented lens of a biconvex lens and a lens having negative refractive power with a concave surface facing the object side, and a single lens having at least one aspherical surface and having positive refractive power, 3. The small three-group zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is disposed in this order from the object side. 前記第1レンズ群中の前記正レンズは、ガラスレンズと、該ガラスレンズよりも厚みが薄い樹脂材料とを接合してなる複合レンズからなり、該ガラスレンズに接合されていない側の該樹脂材料の面が非球面とされていることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の小型3群ズームレンズ。   The positive lens in the first lens group is composed of a composite lens formed by bonding a glass lens and a resin material having a thickness smaller than that of the glass lens, and the resin material on the side not bonded to the glass lens The small three-group zoom lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface is an aspherical surface. 前記第1レンズ群中の前記負レンズと前記正レンズは、それぞれのレンズ周辺部において直接に、または所定の平行部材を介して互いに接するように構成されていることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記載の小型3群ズームレンズ。   The negative lens and the positive lens in the first lens group are configured to contact each other directly or via a predetermined parallel member at the periphery of each lens. 4. A small three-group zoom lens according to claim 1. 前記第2レンズ群中の前記接合レンズと前記単レンズは、それぞれのレンズ周辺部において直接に、または所定の平行部材を介して互いに接するように構成されていることを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項記載の小型3群ズームレンズ。   2. The cemented lens and the single lens in the second lens group are configured to contact each other directly or via a predetermined parallel member at the periphery of each lens. The small three-group zoom lens according to any one of 5. 前記第3レンズ群は、物体距離を無限遠とした場合に、広角端における位置を望遠端における位置よりも物体側とするように設定されていることを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項記載の小型3群ズームレンズ。   The third lens group is set so that the position at the wide-angle end is closer to the object side than the position at the telephoto end when the object distance is infinity. A small three-group zoom lens according to any one of the preceding claims.
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