JP4366091B2

JP4366091B2 - Zoom lens

Info

Publication number: JP4366091B2
Application number: JP2003027144A
Authority: JP
Inventors: 誠藤本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: JP2004240038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に３５ｍｍライカ版の一眼レフカメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に好適な広角高倍率ズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一眼レフレックスカメラ用の超広角ズームレンズとして、特許文献１〜６に示すような例が知られている。
【０００３】
特許文献１〜６は、物体側から像側へ順に、負、正、負、正の４つのレンズ群を有する構成で、各レンズ群を移動して効率よくズーミングを行い、広角端の焦点距離を短くする（広角化を図る）と共に、小型化を図ろうとしている。特許文献１及び２には、広角端の画角が９５°程度、ズーム比１．７５程度のズームレンズが開示されている。特許文献３及び４には、広角端の画角が１１０°程度、ズーム比１．７５程度のズームレンズが開示されている。特許文献５には、広角端の画角が９５°程度、ズーム比１．６５程度のズームレンズが開示されている。特許文献６には、広角端の画角が１００°程度、ズーム比１．８５程度のズームレンズが開示されている。
【０００４】
これら従来の広角ズームレンズには、非球面を用いることが一般的になっている。特に、最も物体側のレンズを像側へ凹面を向けた負メニスカスレンズとし、このレンズの物体側の面（第１面）に非球面を設けることで、前玉径を大きくすることなく、効果的にディストーションを補正できる。特許文献５や６では、この最も物体側のレンズに非球面を設けているが、バックフォーカスの不足をこの最も物体側のレンズの屈折力を強めることで解決している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−２０１３１０号公報
【特許文献２】
特開平２−２９６２０８号公報
【特許文献３】
特開平４−２３５５１４号公報
【特許文献４】
特開平４−２３５５１５号公報
【特許文献５】
特開平５−１７３０７１号公報
【特許文献６】
特開平７−２６１０８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の広角ズームレンズは、最も物体側のレンズの屈折力を強く設定しており、収差の発生を抑えるためにこのレンズに高屈折率の硝材を用いている。高屈折率の硝材は成型が困難なためガラスモールドで加工することができない。このため、高屈折率の硝材を最も物体側のレンズに用いた従来例では、このレンズを非球面レンズとするために研削で非球面を加工せねばならなかった。これはレンズのコストが高くなることを意味する。
【０００７】
一方、低屈折率の硝材を最も物体側のレンズに採用すれば、ガラスモールドで非球面を加工することが可能になるが、単純に従来例の硝材を低屈折率材料に置き換えただけではズーム比が小さくなるという問題がある。
【０００８】
本発明はこれらの従来例を鑑みなされたもので、広角端において所望の画角を確保したズームレンズにおいて、比較的大きなズーム比を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のズームレンズは、前方（物体側）から後方（像側）へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、短焦点距離端（広角端）から長焦点距離端（望遠端）へのズーミングに際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が増大し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が減少するように、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群と第４レンズ群が移動する。第１レンズ群は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズで構成される第１ａレンズ群と、負レンズと正レンズで構成される第１ｂレンズ群より構成され、第１ｂレンズ群を移動させることによりフォーカシングが行われる。第４レンズ群は、両凸形状の正レンズ、負レンズと正レンズを貼り合せた接合レンズを有すると共に、物体側に向けて凹形状の面に非球面を有する。第２レンズ群の焦点距離をｆ２、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、短焦点距離端における全系の焦点距離をｆｗ、第３レンズ群と第４レンズ群の短焦点距離端から長焦点距離端への変倍比をＢ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、負メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ａ、第１レンズ群の負メニスカスレンズを構成する材料の屈折率をｎとするとき、
１．３＜ｆ２／ｆｗ＜１．８
−２．６８≦ｆ３／ｆｗ≦−２．２４
Ｂ＞０．９
１．６＜ｆ１ａ／ｆ１≦１．８４
ｎ＜１．６
なる条件を満足している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて本発明のズームレンズの実施形態について説明する。
【００１１】
図１は後述する数値実施例１に対応した実施形態１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図、図２は実施形態１のズームレンズの広角端における収差図、図３は実施形態１のズームレンズの望遠端（長焦点距離端）における収差図である。図４は後述する数値実施例２に対応した実施形態２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図５は実施形態２のズームレンズの広角端における収差図、図６は実施形態２のズームレンズの望遠端における収差図である。本実施形態（以下、特に断らない限り実施形態１及び実施形態２を総称して「本実施形態」という）のズームレンズは、焦点距離ｆ＝１７〜４０ｍｍ、画角２ω＝１０４°〜５７°、ＦナンバーＦｎｏ＝４の広角ズームレンズである。
【００１２】
図１及び図４に示すレンズ断面図おいて、１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、２は正の屈折力の第２レンズ群、３は負の屈折力の第３レンズ群、４は正の屈折力の第４レンズ群、１ａ、１ｂは、各々負の屈折力の第１ａレンズ群と第１ｂレンズ群、ＳＰは開口絞りである。なお、図１，４において、左側が物体側（前方）であり、右側が像側（後方）である。
【００１３】
本実施形態では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群２と第４レンズ群４とは一体的に（同じ移動軌跡で）物体方向へ移動し、第３レンズ群３は独立に（第２レンズ群２及び第４レンズ群４とは異なる移動軌跡で）物体方向へ移動し、第１レンズ群１は広角端から所定の中間焦点距離位置までは像側に、その中間焦点距離位置から望遠端までは物体側へ移動している。また第２レンズ群２及び第４レンズ群４を直線的に移動させるとき（ズーム操作量に比例して移動させるとき）には、第３レンズ群３を非直線的に移動させることで、中間焦点距離位置における収差を良好に補正している。
【００１４】
また、第１ｂレンズ群１ｂを光軸に沿って繰り出す（物体側に移動させる）ことにより、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングを行っている。
【００１５】
本実施形態のズームレンズの第１レンズ群１は、レンズ断面図に示すとおり、像側へ凹面を向けた負メニスカスレンズで構成される第１ａレンズ群１ａを有し、その負メニスカスレンズの物体側の面（像側に向けて凹形状の面）を、光軸から周辺に行くに従って正の屈折力が強くなる形状の非球面としている。
【００１６】
一方、第４レンズ群４はアッベ数９５の低分散ガラスで構成された両凸形状の正レンズ、そして負レンズと正レンズとを接合した貼り合せレンズを有している。そして、第４レンズ群４中の物体側に向けて凹形状の面（実施形態１では第２１面、実施形態２では第２２面）に非球面を設けている。
【００１７】
本実施形態のズームレンズでは、後述するように最も前方のレンズ群である第１ａレンズ群１ａの屈折力を比較的小さくしている。上述した第４レンズ群４のレンズ構成は、このために発生する球面収差やコマ収差等を補正するためのものである。更に、第４レンズ群４中の物体側に凹形状の面に非球面を設けることで、望遠端における非点収差も良好に改善している。
【００１８】
なお、本実施形態では、第４レンズ群４中の両凸形状の正レンズにアッベ数９５の低分散ガラスを採用したが、アッベ数７０以上の材料であれば、広角端における倍率色収差補正に効果的である。
【００１９】
また、本実施形態のズームレンズは、第２レンズ群２の焦点距離をｆ２、第３レンズ群３の焦点距離をｆ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第３レンズ群３及び第４レンズ群４の広角端から望遠端への変倍比をＢとするとき、
１．３＜ｆ２／ｆｗ＜１．８ …（１）
−２．６８≦ｆ３／ｆｗ≦−２．２４ …（２）
Ｂ＞０．９ …（３）
なる条件を満たしている。
【００２０】
広角ズームレンズにおいて各レンズ群のパワー配置を従来のままとしてズーム比を増やそうとすると、レンズ全長や前玉径の増大を招く。条件式（１），（２）及び（３）は、広角端での画角が大きい（例えば１００°以上）のズームレンズにおいて、大きなズーム比（２．２倍以上）を確保すると共に、系の大型化を抑制するための条件である。
【００２１】
条件式（１）は、望遠端における球面収差の増大を最小限に抑えつつ、ズーム比を大きくするための条件である。条件式（１）の下限を越えて第２レンズ群２の焦点距離が短くなる（パワーが強くなる）と、望遠端における球面収差が増大する。条件式（１）の上限を越えて第２レンズ群２の焦点距離が長くなる（パワーが弱くなる）とレンズ全長や前玉径の増大を招くことになる。
【００２２】
条件式（２）は、広角ズームレンズにおいて、所望のズーム比を確保しつつ、大型化を抑制し、必要なバックフォーカスを得るため条件である。条件式（２）の上限を越えて第３レンズ群３の焦点距離の絶対値が小さくなる（パワーが強くなる）と、バックフォーカスが短くなりすぎる。下限を超えて第３レンズ群３の焦点距離の絶対値が大きくなる（パワーが弱くなる）と、所定の変倍比を確保するための第３レンズ群３のズーム移動量が大きくなるので、レンズ全長の増大を招くことになる。あるいは、逆に系の小型化を優先する場合には、所望のズーム比が確保できなくなる。
【００２３】
条件式（３）は、ズーミング時の球面収差の変動を抑えながらズーム比を上げるための条件である。条件式（３）の下限を越えて第３レンズ群３と第４レンズ群４とで構成される部分系の倍率変化が小さくなると、広角端から望遠端へのズーミングに際し第２レンズ群２が負担する変倍比が大きくなりすぎ、望遠端における球面収差が増大する。
【００２４】
更に本実施形態のズームレンズは、第１レンズ群１の焦点距離をｆ１、第１ａレンズ群１ａを構成する負メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ａとするとき、
１．６＜ｆ１ａ／ｆ１≦１．８４ …（４）
なる条件を満足している。
【００２５】
条件式（４）は、第１ａレンズ群１ａを構成する負メニスカスレンズにガラスモールドを実施するための条件である。条件式（４）を満足するように負メニスカスレンズの焦点距離を比較的長く（パワーを比較的小さく）することによって、負メニスカスレンズを構成する硝材として屈折率が低い材料の選定も可能となり、屈折率にとらわれることなく成型性の良い硝材の選択ができる。条件式（４）の下限値を越えて負メニスカスレンズのパワーを大きくすると、屈折率の低い硝材を採用した場合には、負メニスカスレンズの物体側レンズ面（第１面）の近軸曲率半径がマイナスの値になったり、像側レンズ面（第２面）の近軸曲率半径が小さくなりすぎて、成型性が極端に悪化してしまう。
【００２６】
更に本実施形態のズームレンズは、第１ａレンズ群１ａを構成する負メニスカスレンズの屈折率をｎとするとき、
ｎ＜１．６ …（５）
なる条件を満足している。
【００２７】
次に、実施形態１及び２にそれぞれ対応する数値実施例１及び２の数値データを示す。各数値実施例においてｉが物体側からの光学面の順序を示すとして、ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔、ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率、アッベ数である。ここで、曲率半径および面間隔の単位はｍｍ（ミリメートル）である。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
【００２８】
また非球面形状は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、
【外１】

【００２９】
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。
【００３０】
更に、各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００３１】
【外２】
（数値実施例１）

【００３２】
第１面の非球面係数
A=1.358×10^-5 B=-1.792×10^-8 C=2.412×10^-11 D=-2.01×10^-14
第３面の非球面係数
A=-9.211×10^-6 B=2.504×10^-8 C=-1.838×10^-11 D=-6.640×10^-15
第２１面の非球面係数
A=-2.200×10^-5 B=-2.588×10^-8 C=-1.363×10^-11 D=2.925×10^-13
【外３】
（数値実施例２）

【００３３】
第１面の非球面係数
A=1.278×10^-5 B=-1.327×10^-8 C=1.250×10^-11 D=-4.216×10^-15
第３面の非球面係数
A=-8.933×10^-6 B=2.220×10^-8 C=-2.151×10^-11
第２２面の非球面係数
A=9.298×10^-6 B=2.546×10^-8 C=-5.263×10^-11 D=9.968×10^-14
【００３４】
【表１】
（表１）

【００３５】
本実施形態のごとくズームレンズを構成することによって、各レンズ群とも極力少ないレンズ構成枚数でコンパクト化を図りつつ、広角端で１００°を越える広角化と、ズーム比が２．２倍以上という高倍率化が達成されたインナーフォーカスの超広角ズームレンズが実現できる。
【００３６】
次に本実施形態のズームレンズを用い光学機器の実施形態について説明する。図７は上述した実施形態１，２のズームレンズをフィルム用カメラやデジタルカメラ等の一眼レフカメラに適用したときの要部概略図である。
【００３７】
図７において２０はカメラ本体、２１は実施形態１又は２のズームレンズで構成される撮影レンズ、２２は撮像手段であり、銀塩フィルムや、ＣＣＤセンサ，ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）から成っている。２３はファインダー系であり、撮影レンズ２１によって被写体像が形成される焦点板２５、像反転手段としてのペンタプリズム２６、そして焦点板２５上の被写体像を観察する為の接眼レンズ２７を有している。２４はクイックリターンミラーである。クイックリターンミラー２４は非撮影時には、図２５に示すごとく撮影レンズ２１の光路中に位置して、被写体からの光をファインダー系２３に導く。撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー２４は図中の矢印に示すごとく回転して、撮影レンズ２１の光路から退避し、被写体からの光は撮像手段２２に導かれる。
【００３８】
このように本発明のズームレンズは一眼レフカメラ等の光学機器に好適に用いられる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、広角端での所望の画角を確保しつつ、比較的大きなズーム比を実現した小型のズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
【図２】実施形態１のズームレンズの広角端における縦収差図である。
【図３】実施形態１のズームレンズの望遠端における縦収差図である。
【図４】実施形態２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
【図５】実施形態２のズームレンズの広角端における縦収差図である。
【図６】実施形態２のズームレンズの望遠端における縦収差図である。
【図７】一眼レフカメラの概略説明図である。
【符号の説明】
１第１レンズ群
２第２レンズ群
３第３レンズ群
４第４レンズ群
ＳＰ開口絞り[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a zoom lens, and more particularly to a wide-angle, high-magnification zoom lens suitable for a 35 mm Leica single-lens reflex camera, a digital still camera, a video camera, and the like.
[0002]
[Prior art]
As examples of super wide-angle zoom lenses for single-lens reflex cameras, examples shown in Patent Documents 1 to 6 are known.
[0003]
Patent Documents 1 to 6 are configured to have four lens groups of negative, positive, negative, and positive in order from the object side to the image side, and each lens group is moved for efficient zooming, and the focal length at the wide angle end. In addition to shortening (to widen the angle), it is trying to reduce the size. Patent Documents 1 and 2 disclose zoom lenses having an angle of view at the wide-angle end of about 95 ° and a zoom ratio of about 1.75.

Patent Documents

3 and 4 disclose zoom lenses having an angle of view at the wide-angle end of about 110 ° and a zoom ratio of about 1.75. Patent Document 5 discloses a zoom lens having an angle of view at the wide-angle end of about 95 ° and a zoom ratio of about 1.65. Patent Document 6 discloses a zoom lens having an angle of view at the wide-angle end of about 100 ° and a zoom ratio of about 1.85.
[0004]
In these conventional wide-angle zoom lenses, it is common to use an aspherical surface. In particular, the most object-side lens is a negative meniscus lens with a concave surface facing the image side, and an aspherical surface is provided on the object-side surface (first surface) of this lens, without increasing the front lens diameter. Distortion can be corrected. In Patent Documents 5 and 6, the lens closest to the object side is provided with an aspherical surface. However, the lack of back focus is solved by increasing the refractive power of the lens closest to the object side.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2-201310 [Patent Document 2]
JP-A-2-296208 [Patent Document 3]
JP-A-4-235514 [Patent Document 4]
JP-A-4-235515 [Patent Document 5]
JP-A-5-173071 [Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-261084
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional wide-angle zoom lens sets the refracting power of the lens closest to the object side, and uses a glass material having a high refractive index to suppress the occurrence of aberration. A glass material with a high refractive index cannot be processed with a glass mold because it is difficult to mold. For this reason, in the conventional example in which a glass material with a high refractive index is used for the lens closest to the object side, the aspherical surface has to be processed by grinding in order to make this lens an aspherical lens. This means that the cost of the lens becomes high.
[0007]
On the other hand, if a glass material with a low refractive index is used for the lens on the most object side, an aspherical surface can be processed with a glass mold, but zooming can be performed simply by replacing the glass material of the conventional example with a low refractive index material. There is a problem that the ratio is small.
[0008]
The present invention has been made in view of these conventional examples, and an object thereof is to realize a relatively large zoom ratio in a zoom lens that secures a desired angle of view at the wide-angle end.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the zoom lens according to the present invention includes, in order from the front (object side) to the rear (image side), a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a negative lens group. A third lens group having a refractive power and a fourth lens group having a positive refractive power are provided. During zooming from the short focal length end (wide angle end) to the long focal length end (telephoto end), the first lens group and the second lens group are arranged . At least the first lens group and the second lens group so that the distance between the lens groups decreases, the distance between the second lens group and the third lens group increases, and the distance between the third lens group and the fourth lens group decreases. And the fourth lens group moves . The first lens group includes a 1a lens group configured by a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side, and a 1b lens group configured by a negative lens and a positive lens, and moves the 1b lens group. Thus, focusing is performed. The fourth lens group includes a biconvex positive lens, a cemented lens in which a negative lens and a positive lens are bonded, and an aspheric surface on a concave surface toward the object side . The focal length of the second lens group is f2, the focal length of the third lens group is f3, the focal length of the entire system at the short focal length end is fw, and the long focal length from the short focal length ends of the third and fourth lens groups is long. When the zoom ratio to the distance end is B, the focal length of the first lens group is f1, the focal length of the negative meniscus lens is f1a, and the refractive index of the material constituting the negative meniscus lens of the first lens group is n,
1.3 <f2 / fw <1.8
-2.68 ≤ f3 / fw ≤ -2.24
B> 0.9
1.6 <f1a / f1 ≦ 1.84
n <1.6
Is satisfied .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a zoom lens according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end (short focal length end) of the zoom lens according to Embodiment 1 corresponding to Numerical Example 1 to be described later. FIG. 2 is an aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 1. These are aberration diagrams at the telephoto end (long focal length end) of the zoom lens of Embodiment 1. FIG. 4 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 2 corresponding to Numerical Example 2 described later, FIG. 5 is an aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 2, and FIG. 6 is a zoom according to Embodiment 2. It is an aberration diagram at the telephoto end of the lens. A zoom lens according to the present embodiment (hereinafter, the first embodiment and the second embodiment are collectively referred to as “this embodiment” unless otherwise specified) has a focal length f = 17 to 40 mm and an angle of view 2ω = 104 ° to 57 °. , F-number Fno = 4 wide-angle zoom lens.
[0012]
1 and 4, 1 is a first lens group having a negative refractive power (optical power = reciprocal of focal length), 2 is a second lens group having a positive refractive power, and 3 is negative. A third lens group having a refractive power of 4, a fourth lens group having a positive refractive power, 1a and 1b being a first lens group having a negative refractive power and a 1b lens group, respectively, and SP being an aperture stop. 1 and 4, the left side is the object side (front), and the right side is the image side (rear).
[0013]
In the present embodiment, during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group 2 and the fourth lens group 4 move together in the object direction (with the same movement locus), and the third lens group 3 is independent. (In a different movement locus from the second lens group 2 and the fourth lens group 4), the first lens group 1 moves toward the image side from the wide-angle end to a predetermined intermediate focal length position, and its intermediate focus. It moves to the object side from the distance position to the telephoto end. When the second lens group 2 and the fourth lens group 4 are moved linearly (when moved in proportion to the zoom operation amount), the third lens group 3 is moved non-linearly, The aberration at the focal length position is corrected well.
[0014]
Further, focusing from an object at infinity to a close object is performed by extending the 1b lens group 1b along the optical axis (moving it toward the object side).
[0015]
The first lens group 1 of the zoom lens according to the present embodiment includes a first a lens group 1a composed of a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side, as shown in the lens cross-sectional view, and an object of the negative meniscus lens. The side surface (surface concave toward the image side) is an aspherical surface having a positive refractive power that increases from the optical axis to the periphery.
[0016]
On the other hand, the fourth lens group 4 includes a biconvex positive lens made of low-dispersion glass having an Abbe number of 95 and a cemented lens in which a negative lens and a positive lens are cemented. An aspheric surface is provided on the concave surface (the 21st surface in the first embodiment and the 22nd surface in the second embodiment) toward the object side in the fourth lens group 4.
[0017]
In the zoom lens according to the present embodiment, as will be described later, the refractive power of the first-a lens group 1a, which is the foremost lens group, is relatively small. The lens configuration of the fourth lens group 4 described above is for correcting spherical aberration, coma aberration, and the like that occur for this purpose. Furthermore, by providing an aspherical surface on the concave surface on the object side in the fourth lens group 4, astigmatism at the telephoto end is also improved satisfactorily.
[0018]
In the present embodiment, low-dispersion glass having an Abbe number of 95 is used for the biconvex positive lens in the fourth lens group 4, but if the material has an Abbe number of 70 or more, it can correct lateral chromatic aberration at the wide-angle end. It is effective.
[0019]
In the zoom lens according to the present embodiment, the focal length of the second lens group 2 is f2, the focal length of the third lens group 3 is f3, the focal length of the entire system at the wide angle end is fw, and the third lens group 3 and the third lens group 3 When the zoom ratio from the wide-angle end to the telephoto end of the four lens group 4 is B,
1.3 <f2 / fw <1.8 (1)
-2.68 ≤ f3 / fw ≤ -2.24 (2)
B> 0.9 (3)
It meets the conditions.
[0020]
In a wide-angle zoom lens, if the power ratio of each lens group is kept as it is and the zoom ratio is increased, the total lens length and the front lens diameter are increased. Conditional expressions (1), (2), and (3) ensure a large zoom ratio (2.2 times or more) in a zoom lens having a large angle of view (for example, 100 ° or more) at the wide angle end, and This is a condition for suppressing the increase in size.
[0021]
Conditional expression (1) is a condition for increasing the zoom ratio while minimizing an increase in spherical aberration at the telephoto end. When the lower limit of conditional expression (1) is exceeded and the focal length of the second lens group 2 decreases (power increases), spherical aberration at the telephoto end increases. When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded and the focal length of the second lens group 2 increases (power decreases), the total lens length and front lens diameter increase.
[0022]
Conditional expression (2) is a condition for suppressing the enlargement and obtaining the necessary back focus while securing a desired zoom ratio in the wide-angle zoom lens. If the absolute value of the focal length of the third lens group 3 decreases beyond the upper limit of conditional expression (2) (power increases), the back focus becomes too short. If the absolute value of the focal length of the third lens group 3 increases beyond the lower limit (power decreases), the amount of zoom movement of the third lens group 3 to ensure a predetermined zoom ratio increases. This increases the overall length of the lens. Alternatively, if priority is given to downsizing the system, a desired zoom ratio cannot be ensured.
[0023]
Conditional expression (3) is a condition for increasing the zoom ratio while suppressing variations in spherical aberration during zooming. When the change in magnification of the partial system composed of the third lens group 3 and the fourth lens group 4 is reduced beyond the lower limit of the conditional expression (3), the second lens group 2 is moved during zooming from the wide angle end to the telephoto end. The magnification ratio to be borne becomes too large, and the spherical aberration at the telephoto end increases.
[0024]
Further, in the zoom lens of the present embodiment, when the focal length of the first lens group 1 is f1, and the focal length of the negative meniscus lens constituting the first a lens group 1a is f1a,
1.6 <f1a / f1 ≦ 1.84 (4)
Is satisfied.
[0025]
Conditional expression (4) is a condition for carrying out glass molding on the negative meniscus lens constituting the 1a lens group 1a. By making the focal length of the negative meniscus lens relatively long (relatively small power) so as to satisfy the conditional expression (4), it is possible to select a material having a low refractive index as a glass material constituting the negative meniscus lens, A glass material with good moldability can be selected without being restricted by the refractive index. If the power of the negative meniscus lens is increased beyond the lower limit value of conditional expression (4), the paraxial radius of curvature of the object side lens surface (first surface) of the negative meniscus lens is adopted when a glass material having a low refractive index is used. Becomes a negative value or the paraxial radius of curvature of the image side lens surface (second surface) becomes too small, and the moldability is extremely deteriorated.
[0026]
Furthermore, in the zoom lens according to the present embodiment, when the refractive index of the negative meniscus lens constituting the 1a lens group 1a is n,
n <1.6 (5)
Is satisfied .
[0027]
Next, numerical data of numerical examples 1 and 2 corresponding to the first and second embodiments will be described. In each numerical example, i indicates the order of optical surfaces from the object side, ri is the radius of curvature of the i-th optical surface (i-th surface), and di is between the i-th surface and the (i + 1) -th surface. , Ni and νi are the refractive index and Abbe number of the material of the i-th optical member with respect to the d-line, respectively. Here, the unit of curvature radius and surface interval is mm (millimeter). f is a focal length, Fno is an F number, and ω is a half angle of view.
[0028]
Further, the aspherical shape is such that A, B, C and D are aspherical coefficients, and the displacement in the optical axis direction at the position of the height h from the optical axis is x with respect to the surface vertex.
[Outside 1]

[0029]
It is represented by Where R is the paraxial radius of curvature.
[0030]
Further, Table 1 shows the relationship between the conditional expressions and the numerical values in the numerical examples.
[0031]
[Outside 2]
(Numerical example 1)

[0032]
First surface aspheric coefficient
A = 1.358 × 10 ^-5 B = -1.792 × 10 ^-8 C = 2.412 × 10 ^-11 D = -2.01 × 10 ^-14
Third surface aspheric coefficient
A = -9.211 × 10 ^-6 B = 2.504 × 10 ^-8 C = -1.838 × 10 ^-11 D = -6.640 × 10 ^-15
Aspheric coefficient of 21st surface
A = -2.200 × 10 ^-5 B = -2.588 × 10 ^-8 C = -1.363 × 10 ^-11 D = 2.925 × 10 ^-13
[Outside 3]
(Numerical example 2)

[0033]
First surface aspheric coefficient
A = 1.278 × 10 ^-5 B = -1.327 × 10 ^-8 C = 1.250 × 10 ^-11 D = -4.216 × 10 ^-15
Third surface aspheric coefficient
A = -8.933 × 10 ^-6 B = 2.220 × 10 ^-8 C = -2.151 × 10 ^-11
22nd surface aspheric coefficient
A = 9.298 × 10 ^-6 B = 2.546 × 10 ^-8 C = -5.263 × 10 ^-11 D = 9.968 × 10 ^-14
[0034]
[Table 1]
(Table 1)

[0035]
By constructing a zoom lens as in the present embodiment, each lens group can be made compact with as few lenses as possible, and a wide angle exceeding 100 ° at the wide angle end and a zoom ratio of 2.2 times or more can be achieved. An ultra-wide-angle zoom lens with an inner focus that achieves higher magnification can be realized.
[0036]
Next, an embodiment of an optical apparatus using the zoom lens of this embodiment will be described. FIG. 7 is a schematic diagram of a main part when the zoom lenses of Embodiments 1 and 2 described above are applied to a single-lens reflex camera such as a film camera or a digital camera.
[0037]
In FIG. 7, reference numeral 20 denotes a camera body, 21 denotes a photographing lens constituted by the zoom lens according to the first or second embodiment, and 22 denotes an imaging means. A solid-state imaging device (photoelectric conversion) such as a silver salt film, a CCD sensor, or a CMOS sensor Element). A finder system 23 includes a focusing screen 25 on which a subject image is formed by the photographing lens 21, a pentaprism 26 as an image inverting means, and an eyepiece lens 27 for observing the subject image on the focusing screen 25. Yes. Reference numeral 24 denotes a quick return mirror. When not photographing, the quick return mirror 24 is positioned in the optical path of the photographing lens 21 as shown in FIG. 25 and guides light from the subject to the finder system 23. When a release button (not shown) is pressed by the photographer, the quick return mirror 24 rotates as indicated by an arrow in the drawing, retreats from the optical path of the photographing lens 21, and light from the subject is guided to the imaging means 22.
[0038]
As described above, the zoom lens of the present invention is suitably used for an optical apparatus such as a single-lens reflex camera.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a small zoom lens that achieves a relatively large zoom ratio while ensuring a desired angle of view at the wide-angle end.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a lens cross-sectional view at a wide angle end of a zoom lens according to Embodiment 1;
FIG. 2 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 1;
FIG. 3 is a longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens according to Embodiment 1;
4 is a lens cross-sectional view at a wide angle end of a zoom lens according to Embodiment 2. FIG.
5 is a longitudinal aberration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to Embodiment 2. FIG.
6 is a longitudinal aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 2 ; FIG.
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a single-lens reflex camera.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lens group 2 2nd lens group 3 3rd lens group 4 4th lens group SP Aperture stop

Claims

In order from the object side to the image side , a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power. is more configuration, zooming from the short focal length end to a long focal length end, wherein the first lens group distance between the second lens group decreases, the interval of the third lens group and the second lens group increases and, in the as distance between the third lens and the fourth lens group and group decreases, the zoom lens at least said fourth lens group and the first lens group and the second lens group move,
The first lens group includes a 1a lens group including a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side, and a 1b lens group including a negative lens and a positive lens. Focusing is done by moving
The fourth lens group has a biconvex positive lens, a cemented lens in which a negative lens and a positive lens are bonded, and an aspheric surface on the concave surface toward the object side.
The focal length of the second lens group is f2, the focal length of the third lens group is f3, the focal length of the entire system at the short focal length end is fw, and the short focal length of the third lens group and the fourth lens group. The zoom ratio from the end to the long focal length end is B, the focal length of the first lens unit is f1, the focal length of the negative meniscus lens is f1a, and the refraction of the material constituting the negative meniscus lens of the first lens unit When the rate is n,
1.3 <f2 / fw <1.8
-2.68 ≤ f3 / fw ≤ -2.24
B> 0.9
1.6 <f1a / f1 ≦ 1.84
n <1.6
A zoom lens characterized by satisfying the following conditions:

2. The zoom lens according to claim 1, wherein the object side surface of the negative meniscus lens is an aspherical surface having a positive refractive power that increases from the optical axis toward the periphery.

The zoom lens according to claim 1 or 2 , wherein an Abbe number of a material constituting the biconvex positive lens is 70 or more.

It claims 1-3 or of the zoom lens and forming an image on a photoelectric conversion element.

Camera comprising: the one of the zoom lens according to claim 1-4, and a photoelectric conversion element for receiving an image formed by the zoom lens.