JP3854714B2

JP3854714B2 - Zoom lens and optical apparatus using the same

Info

Publication number: JP3854714B2
Application number: JP05803498A
Authority: JP
Inventors: 昭永堀内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JPH11258502A

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、特にビデオカメラ等に好適に用いられるズームレンズで、ズーム比が２０倍と高変倍比でありながら構成レンズ枚数が少ないリアフォーカス式のズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より写真用カメラやビデオカメラなどに使われるズームレンズにおいて、物体側の第１群より後方のレンズ群を移動させてフォーカスを行う、いわゆるリアフォーカス方式を採用した例が種々と提案されている。これは、リアフォーカス方式がフォーカスに際して比較的小型軽量のレンズ群を移動させることになるので、駆動力が小さくて済み、且つ迅速な焦点合わせができるのでオートフォーカスシステムとの相性が良い等の特長があるためである。
【０００３】
このようなリアフォーカス式のズームレンズとして、例えば、特開昭６３−４４６１４号公報では、物体側より順に、正の屈折力の第１群と、変倍用の負の屈折力の第２群と、変倍に伴う像面変動を補正するための負の屈折力の第３群と、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群より成るいわゆる４群ズームレンズにおいて、第３群を移動させてフォーカスを行っている。しかしながら、このような構成では第３群の移動空間を確保しなければならず、レンズ全長が増大する傾向がある。特開昭６３−２７８０１３号公報も、正の第１群、負の第２群、負の第３群、正の第４群で構成されたズームレンズを開示し、第２群で変倍、第４群で像面補正とフォーカシングを行っている。しかしながら、負の第３群を用いたこれらのズーム方式では、第２群からの発散光を第３群で更に発散することになるため、第４群のレンズ径が大きくなって全系が大型化する要因になると共に、フォーカスによる収差変動が大きくなる傾向がある。
【０００４】
これを改良したズームタイプとして、特開昭６２−２４２１３号公報や特開昭６３−２４７３１６号公報では、物体側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有したズームレンズを開示し、第２群を移動させて変倍を行い、変倍に伴う像面変動を第４群を移動させて補正すると共にフォーカスを行っている。
【０００５】
特開昭６３−２９７１８号公報は、物体側より順に正の屈折力の第１群と、負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズにて構成され全体として負の屈折力で変倍時に可動であって主として変倍をつかさどる第２群と、正の屈折力を有し非球面を含む第３群と、少し大きな空気間隔を開けて正の屈折力を有し変倍に伴う像面変動を補正し、合焦のために移動する第４群より構成したズームレンズを開示している。
【０００６】
特開平５−７２４７４号公報は、物体側より順に正の屈折力を持ち固定の第１群、負の屈折力を持ち変倍のため光軸上を移動する第２群、正の屈折力を持ち固定で集光作用を有する第３群、正の屈折力を持ち像面位置を維持するために光軸上を移動する第４群を有する非球面ズームレンズを開示している。この公報に開示されたズームレンズは、第２群をメニスカス負レンズと両凹レンズと正レンズで構成し、第３群を１面以上の非球面である単レンズで構成し、第４群を１面以上の非球面を有するレンズで構成している。
【０００７】
しかしながら、上記３つの公報には、第２群に非球面を配したズームレンズは開示されていない。
【０００８】
一方、米国特許明細書第４２９９４５４号では、物体側より順に正の屈折力の第１正レンズ群、第２負レンズ群、後方の正レンズ群より構成され、負レンズ群を含む少なくとも２つのレンズ群を移動させて変倍を行い、第２負レンズ群を物体側から第１、第２の負レンズと正のダブレットによって構成したズームレンズを開示している。米国再発行特許明細書第３２９２３号には、物体側より順に第１正レンズ群、第２負レンズ群、絞り、そして第３正レンズ群、第４正レンズ群を配し、第１、第４レンズ群は変倍の際同じ方向に動き、絞りは変倍の際に固定のズームレンズが開示されている。
【０００９】
しかしながら、上記２件の米国特許にも、やはり第２群に非球面を配した例は開示されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来にない新規な構成のズームレンズであって、レンズ系全体を小型化し、高変倍比であるにもかかわらず高い光学性能を有し、かつレンズの構成枚数を減らした簡易な構成のズームレンズを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、物体側より順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群の４つのレンズ群で構成され、前記第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を前記第４群を移動させて補正するズームレンズであって、前記第２群は、３枚の負レンズと１枚の正レンズの４つの単レンズにより構成されると共に、少なくとも１つの非球面を有し、広角端及び望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ，ｆｔ、前記第２群の焦点距離をｆ２としたとき、
０．２５＜｜ｆ２／ｆＡ｜ ≦ ０．３７
ただし、ｆＡ＝√（ｆｗ・ｆｔ）
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を用いて具体的に説明する。
【００１３】
図１〜３は、後述する数値実施例１〜３のレンズ断面図、図４〜６はそれぞれ各数値実施例の収差図である。図４〜６において、（ａ）は広角端における収差図、（ｂ）は中間焦点距離における収差図、（ｃ）は望遠端における収差図である。収差図において、ｄ，ｇはｄ線及びｇ線、ΔＭ，ΔＳはメリジオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。
【００１４】
図１〜３のレンズ断面図において、１〜４はそれぞれ第１〜４群、ＳＰは絞り、ＰはＣＣＤのフェーズプレートやローパスフィルター等のガラスブロック、Ｉは像面である。本実施形態においては、広角端から望遠端への変倍に際して、図中の矢印のように第２群２を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う像面変動を第４群４を移動させて補正している。第１群１、第３群３、絞りＳＰは変倍に際し固定である。なお、第４群４の変倍に伴う移動軌跡は物体距離によって異なり、図中実線で表された移動軌跡は無限遠物体の場合、破線で表された移動軌跡は至近物体の場合をそれぞれ表している。また、本実施形態のズームレンズは、第４群４を光軸上移動させてフォーカスを行うリアフォーカス方式を採用している。
【００１５】
さて、本発明において最も特徴的な点は、第２群２を３枚の負レンズと１枚の正レンズの４つの単レンズより構成し、更に第２群２を構成するレンズ面のうち、少なくとも１つを非球面としている点にある。
【００１６】
すなわち、本発明のようなタイプのズームレンズおいて、変倍に大きく寄与する第２群２を上記のような構成にすることにより、各レンズのパワーの分担を減らしペッツバール和の低減が図れる。これによって、高変倍比にしてもズーミングによる像面の変動を少なくできる。更に非球面を１面以上第２群２に配することにより光学性能の向上も図ることができる。本実施形態においては、第２群２を構成する正レンズの物体側の面が非球面である。
【００１７】
本発明は、上述のごとく構成することにより達成されるものであるが、更に良好な収差補正を行うには、第２群２は、物体側より順に、物体側に比して像面側に強い凹面を向けた負の第２１レンズ、両面が凹面の負の第２２レンズ、像面側に比して物体側に強い凸面を向けた正の第２３レンズ、そして両面が凹面の負の第２４レンズによって構成することが望ましい。
【００１８】
本発明のようなズームタイプで変倍比を上げる場合、変倍機能に大きく寄与する第２群２の移動量を大きくするか、第２群２の焦点距離を短くする必要がある。前者の方法は、ズームレンズの大型化を招くため好ましくなく、後者の方法は大型化はしないものの第２群２に負担が大きくかかり、光学性能を良好に保つことが困難になってくる。そこで上述のごとく第２群２を構成することにより、系全体の大型化を防ぎつつ光学性能も良好に保つことができる。特に第２群２に関して、物体側から順に負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズとほぼ対称の形で配置することにより色収差を良好に補正している。すなわち主点の色消しを良好に行っている。そして、非球面を配置することにより軸外の光学性能を向上させている。
【００１９】
更に、第２群中の非球面は、正の第２３レンズに配置することにより、より効果的に収差を補正する事が可能になる。特に軸外のフレアーを良好に補正することができる。このとき非球面は、レンズの周辺部にいくにしたがって正の屈折力が弱くなる形状となることが望ましい。
【００２０】
また、ズームレンズの広角端及び望遠端における全系の焦点距離をｆｗ，ｆｔ、第２群の焦点距離をｆ２とおいたとき
０．２５＜｜ｆ２／ｆＡ｜ ≦ ０．３７ …（１）
【００２１】
【外２】

なる条件式を満足することが望ましい。
【００２２】
これは第２群の焦点距離（換言すればパワー）を適正にするための条件式である。条件式（１）の上限値を超えて焦点距離が長くなると、収差補正上は好ましいが、所望のズーム比を得るためには第２群の移動量を大きくしなくてはならず、レンズ系全体の大型化を招き好ましくない。逆に下限値を超えるとペッツバール和が負に大きくなり、像面が倒れてくるので良好な光学性能を保つのが困難になる。
【００２３】
また、第２群の正レンズの材質のアッベ数をνｐ、負レンズの材質の平均アッベ数をνｎとおいたとき
３６＜νｎ＜６５ …（２）
２０＜νｐ＜３５ …（３）
なる条件式を満足することが望ましい。
【００２４】
これは第２群で発生する色収差を良好に補正するための条件式である。前述したように、第２群は変倍に大きく寄与しているので、ここで発生する収差は良好に補正する必要がある。特に変倍比が２０倍を超えるような高変倍比のズームレンズにおいては、色収差も良好に補正することが重要である。条件式（２）の上限値を超えると軸上色収差がオーバーになり補正過剰となる。逆に、下限値を超えると軸上色収差がアンダーになり補正不足となる。条件式（３）においては、条件式（２）の場合と現象の発生は逆になるが、上限値あるいは下限値を越えるとやはり色収差を良好に補正することが難しい。
【００２５】
更に良好な収差補正を行うためには、第２群の負レンズの材質の平均屈折率をＮｎとおいたき、
１．７１＜Ｎｎ＜１．９５ …（４）
なる条件式を満足することが望ましい。
【００２６】
これは条件式（１）とも関係してくるが、負レンズに高屈折率ガラスを用いてペッツバール和の悪化を防ぐための条件で、限界値を超えると像面湾曲が悪化してくる。
【００２７】
また、第２群の物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をＲ２ｉとおいたとき
０．７９＜｜Ｒ２２／ｆ２｜＜１．３２ …（５）
１．２８＜｜Ｒ２４／Ｒ２５｜＜３．２０ …（６）
０．９８＜｜Ｒ２６／Ｒ２７｜＜３．５５ …（７）
なる条件式の少なくとも１つを満足することが望ましい。
【００２８】
これらの条件式は球面収差とコマ収差、非点収差そして像面湾曲をバランスよく補正するための条件である。
【００２９】
条件式（５）の上限値を超えるとコマ収差が大きくなり、逆に下限値を超えると像面が物体側に凹となるように湾曲してくるので好ましくない。
【００３０】
条件式（６）は各収差をお互いの面でうまくキャンセルしながら補正するための条件式である。条件式（６）の上限値を超えると球面収差がアンダーとなって補正不足となるので好ましくない。逆に下限値を超えると内向性コマ収差が大きくなるので好ましくない。
【００３１】
条件式（７）の上限値を超えると球面収差がオーバーになり補正過剰となるので好ましくない。逆に下限値を超えると広角端における樽型の歪曲収差が大きくなるので好ましくない。
【００３２】
条件式（５）〜（７）については、それぞれの条件式を満足することでそれぞれの作用効果を得ることができるが、全ての条件式を満足することが収差補正上望ましいのはここで言うまでもない。
【００３３】
以下に本発明の数値実施例を記載する。
【００３４】
数値実施例において、Ｒｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間隔（レンズ厚あるいは空気間隔）、Ｎｉとνｉはそれぞれ第ｉ番目のレンズの材質の屈折率とアッベ数である。
【００３５】
非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向Ｈ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、各非球面係数をＫ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆとしたとき、
【００３６】
【外３】

なる式で表している。
【００３７】
また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０^-Z」を意味する。
【００３８】
【外４】

【００３９】
【外５】

【００４０】
【外６】

【００４１】
【表１】

【００４２】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラの実施形態を図７を用いて説明する。
【００４３】
図７において、１０はビデオカメラ本体、１１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系、１２は撮影光学系１１によって被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録手段、１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示される。
【００４４】
このように本発明のズームレンズをビデオカメラ等の光学機器に適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器が実現できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズ系全体を小型化し、高変倍比で、しかもＦナンバーが１．４程度の明るいレンズにもかかわらず高い光学性能を有し、かつレンズの構成枚数が少ないズームレンズを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】数値実施例１のズームレンズのレンズ断面図である。
【図２】数値実施例２のズームレンズのレンズ断面図である。
【図３】数値実施例３のズームレンズのレンズ断面図である。
【図４】数値実施例１のズームレンズの収差図である。
【図５】数値実施例２のズームレンズの収差図である。
【図６】数値実施例３のズームレンズの収差図である。
【図７】本発明のズームレンズをビデオカメラに適用した場合の実施形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１第１群
２第２群
３第３群
４第４群
ＳＰ絞り
Ｐガラスブロック
Ｉ像面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a zoom lens, and more particularly to a rear focus type zoom lens that is suitably used for a video camera or the like and has a high zoom ratio of 20 times and a small number of constituent lenses.
[0002]
[Prior art]
Various examples of so-called rear focus systems have been proposed in which zoom lenses used in photographic cameras, video cameras, and the like are used for focusing by moving a lens group behind the first group on the object side. . This is because the rear focus system moves a relatively small and lightweight lens group during focusing, so that the driving force is small and quick focusing is possible, making it compatible with the autofocus system. Because there is.
[0003]
As such a rear focus zoom lens, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-44614, in order from the object side, a first group having a positive refractive power and a second group having a negative refractive power for zooming are used. A so-called four-group zoom lens composed of four lens groups of a negative refractive power for correcting the image plane variation caused by zooming and a fourth lens group of a positive refractive power. To move the focus. However, in such a configuration, the third group moving space must be secured, and the total lens length tends to increase. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-278013 also discloses a zoom lens composed of a positive first group, a negative second group, a negative third group, and a positive fourth group. The fourth group performs image plane correction and focusing. However, in these zoom methods using the negative third lens group, the divergent light from the second lens group is further diverged by the third lens group, so that the lens diameter of the fourth lens group becomes large and the entire system becomes large. As a result, the variation in aberration due to focus tends to increase.
[0004]
As an improved zoom type, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-24213 and 63-247316 disclose a first group of positive refractive power, a second group of negative refractive power, Disclosed is a zoom lens having four lens groups of a third group having a refractive power and a fourth group having a positive refractive power. The zoom lens is moved by moving the second group, and the image plane variation caused by the zooming is reduced. The fourth group is moved for correction and focusing.
[0005]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-29718 is composed of a first lens unit having a positive refractive power in order from the object side, and a negative lens, a negative lens, and a positive lens. A second group that is sometimes movable and mainly responsible for zooming, a third group that has positive refractive power and includes an aspherical surface, and an image that has positive refractive power and has positive refractive power and is accompanied by zooming. A zoom lens composed of a fourth lens group that corrects surface fluctuations and moves for focusing is disclosed.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-72474 discloses a first group that has a positive refractive power in order from the object side and is fixed, a second group that has a negative refractive power and moves on the optical axis for zooming, and a positive refractive power. There is disclosed an aspherical zoom lens having a third group that is fixed and has a condensing function, and a fourth group that has a positive refractive power and moves on the optical axis in order to maintain the image plane position. In the zoom lens disclosed in this publication, the second group is composed of a meniscus negative lens, a biconcave lens, and a positive lens, the third group is composed of a single lens that is one or more aspheric surfaces, and the fourth group is defined as 1 It is composed of a lens having an aspheric surface equal to or greater than the surface.
[0007]
However, the above three publications do not disclose a zoom lens having an aspheric surface in the second group.
[0008]
On the other hand, in U.S. Pat. No. 4,299,454, at least two lenses including a negative lens group, which are composed of a first positive lens group having a positive refractive power, a second negative lens group, and a rear positive lens group in order from the object side. A zoom lens is disclosed in which zooming is performed by moving the group, and the second negative lens group is configured from the object side by first and second negative lenses and a positive doublet. U.S. Reissued Patent Specification No. 32923 includes a first positive lens group, a second negative lens group, a diaphragm, and a third positive lens group and a fourth positive lens group in order from the object side. A zoom lens is disclosed in which the four lens groups move in the same direction during zooming and the aperture is fixed during zooming.
[0009]
However, the above two US patents also do not disclose an example in which an aspherical surface is provided in the second group.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is an unprecedented zoom lens having a novel configuration, which is a simple lens system that has a compact lens system, high optical performance despite a high zoom ratio, and a reduced number of lenses. An object of the present invention is to provide a zoom lens having a simple structure.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in order from the object side, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, a third group having a positive refractive power, and a fourth group having a positive refractive power. The lens group is composed of four lens groups, and the second group is moved to the image plane side to perform zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and image plane fluctuations accompanying zooming are moved by moving the fourth group. A zoom lens to be corrected, wherein the second group includes four single lenses of three negative lenses and one positive lens, and has at least one aspherical surface, and has a wide-angle end and a telephoto end. When the focal lengths of the entire system are fw and ft, respectively, and the focal length of the second group is f2.
0.25 <| f2 / fA | ≦ 0.37
However, fA = √ (fw · ft)
It satisfies the following conditional expression.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0013]
1 to 3 are lens cross-sectional views of numerical examples 1 to 3 described later, and FIGS. 4 to 6 are aberration diagrams of the numerical examples, respectively. 4-6, (a) is an aberration diagram at the wide-angle end, (b) is an aberration diagram at an intermediate focal length, and (c) is an aberration diagram at the telephoto end. In the aberration diagrams, d and g are represented by d-line and g-line, ΔM and ΔS are represented by meridional image surface, sagittal image surface, and lateral chromatic aberration are represented by g-line.
[0014]
In the lens cross-sectional views of FIGS. 1 to 3, 1 to 4 are first to fourth groups, SP is a diaphragm, P is a glass block such as a CCD phase plate or low-pass filter, and I is an image plane. In the present embodiment, at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, the second group 2 is moved to the image plane side as indicated by the arrow in the figure, and the image plane variation caused by zooming is changed to the fourth group 4. It is moved and corrected. The first group 1, the third group 3, and the stop SP are fixed during zooming. Note that the movement trajectory associated with zooming in the fourth lens group 4 varies depending on the object distance. The movement trajectory represented by a solid line in the figure is an infinite object, and the movement trajectory represented by a broken line represents a close object. ing. In addition, the zoom lens according to the present embodiment employs a rear focus method in which the fourth group 4 is moved on the optical axis for focusing.
[0015]
Now, the most characteristic point in the present invention is that the second group 2 is composed of four single lenses of three negative lenses and one positive lens, and among the lens surfaces constituting the second group 2, At least one of them is an aspherical surface.
[0016]
That is, in the zoom lens of the type as in the present invention, the second lens group 2 that greatly contributes to zooming is configured as described above, thereby reducing the power sharing of each lens and reducing the Petzval sum. As a result, even if the zoom ratio is high, fluctuations in the image plane due to zooming can be reduced. Furthermore, the optical performance can be improved by arranging one or more aspheric surfaces in the second group 2. In the present embodiment, the object side surface of the positive lens constituting the second group 2 is an aspherical surface.
[0017]
The present invention can be achieved by configuring as described above. However, in order to perform better aberration correction, the second group 2 is arranged in order from the object side to the image plane side compared to the object side. A negative 21st lens with a strong concave surface, a negative 22nd lens with both surfaces concave, a positive 23rd lens with a strong convex surface on the object side compared to the image side , and a negative negative lens with both surfaces concave It is desirable to use 24 lenses.
[0018]
When the zoom ratio is increased in the zoom type as in the present invention, it is necessary to increase the movement amount of the second group 2 that greatly contributes to the zoom function or shorten the focal length of the second group 2. The former method is not preferable because it leads to an increase in the size of the zoom lens. The latter method does not increase the size, but places a heavy burden on the second group 2 and makes it difficult to maintain good optical performance. Therefore, by configuring the second group 2 as described above, it is possible to maintain good optical performance while preventing the entire system from becoming large. In particular, with respect to the second group 2, chromatic aberration is favorably corrected by arranging the negative lens, the negative lens, the positive lens, and the negative lens in order from the object side in a substantially symmetrical form. That is, the principal points are well erased. Further, off-axis optical performance is improved by arranging an aspherical surface.
[0019]
Further, the aspherical surface in the second lens group can be corrected more effectively by arranging it on the positive 23rd lens. In particular, off-axis flare can be corrected well. At this time, it is desirable that the aspherical surface has a shape in which the positive refractive power decreases as it goes to the periphery of the lens.
[0020]
When the focal length of the entire system at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens is fw, ft, and the focal length of the second lens unit is f2, 0.25 <| f2 / fA | ≦ 0.37 (1)
[0021]
[Outside 2]

It is desirable to satisfy the following conditional expression.
[0022]
This is a conditional expression for making the focal length (in other words, power) of the second group appropriate. If the focal length becomes longer than the upper limit value of the conditional expression (1), it is preferable for aberration correction, but in order to obtain a desired zoom ratio, the amount of movement of the second group must be increased, and the lens system This leads to an overall increase in size, which is not preferable. On the contrary, if the lower limit is exceeded, the Petzval sum becomes negatively large and the image plane collapses, making it difficult to maintain good optical performance.
[0023]
Further, when the Abbe number of the material of the positive lens in the second group is νp and the average Abbe number of the material of the negative lens is νn, 36 <νn <65 (2)
20 <νp <35 (3)
It is desirable to satisfy the following conditional expression.
[0024]
This is a conditional expression for satisfactorily correcting chromatic aberration occurring in the second group. As described above, since the second group greatly contributes to zooming, the aberration generated here needs to be corrected well. Particularly in a zoom lens having a high zoom ratio in which the zoom ratio exceeds 20 times, it is important to correct chromatic aberration well. When the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, axial chromatic aberration is over and overcorrected. On the contrary, if the lower limit is exceeded, the axial chromatic aberration will be under and correction will be insufficient. In the conditional expression (3), the occurrence of the phenomenon is opposite to that in the conditional expression (2), but if the upper limit value or the lower limit value is exceeded, it is difficult to correct chromatic aberration well.
[0025]
In order to perform better aberration correction, the average refractive index of the material of the second group negative lens is set to Nn,
1.71 <Nn <1.95 (4)
It is desirable to satisfy the following conditional expression.
[0026]
This is also related to conditional expression (1), but is a condition for preventing deterioration of the Petzval sum by using a high refractive index glass for the negative lens. When the limit value is exceeded, curvature of field deteriorates.
[0027]
Further, when the radius of curvature of the i-th lens surface from the object side of the second group is R2i, 0.79 <| R22 / f2 | <1.32 (5)
1.28 <| R24 / R25 | <3.20 (6)
0.98 <| R26 / R27 | <3.55 (7)
It is desirable to satisfy at least one of the following conditional expressions.
[0028]
These conditional expressions are conditions for correcting spherical aberration, coma aberration, astigmatism and curvature of field in a balanced manner.
[0029]
When the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, coma increases, and when the lower limit value is exceeded, the image surface is curved so as to be concave toward the object side.
[0030]
Conditional expression (6) is a conditional expression for correcting each aberration while canceling each other's surface well. Exceeding the upper limit value of conditional expression (6) is not preferable because the spherical aberration becomes under and insufficiently corrected. On the other hand, if the lower limit is exceeded, inward coma becomes large, which is not preferable.
[0031]
Exceeding the upper limit value of conditional expression (7) is not preferable because the spherical aberration becomes over and overcorrected. Conversely, when the lower limit is exceeded, barrel distortion at the wide-angle end increases, which is not preferable.
[0032]
Regarding the conditional expressions (5) to (7), the respective operational effects can be obtained by satisfying the respective conditional expressions. However, it is needless to say that satisfying all the conditional expressions is desirable in terms of aberration correction. Yes.
[0033]
Numerical examples of the present invention will be described below.
[0034]
In the numerical example, Ri is the radius of curvature of the i-th surface in order from the object side, Di is the distance between the i-th surface and the i + 1-th surface (lens thickness or air space), and Ni and νi are i-th, respectively. The refractive index and Abbe number of the material of the second lens.
[0035]
The aspherical shape has an X axis in the optical axis direction, an H axis perpendicular to the optical axis, a positive light traveling direction, R is a paraxial radius of curvature, and each aspheric coefficient is K, B, C, D, E, When F
[0036]
[Outside 3]

It is expressed by the following formula.
[0037]
For example, “e-Z” means “10 ^−Z ”.
[0038]
[Outside 4]

[0039]
[Outside 5]

[0040]
[Outside 6]

[0041]
[Table 1]

[0042]
Next, an embodiment of a video camera using the zoom lens of the present invention as a photographing optical system will be described with reference to FIG.
[0043]
In FIG. 7, reference numeral 10 denotes a video camera body, 11 denotes a photographing optical system constituted by the zoom lens of the present invention, 12 denotes an image pickup device such as a CCD that receives a subject image by the photographing optical system 11, and 13 denotes a light reception by the image pickup device 12. A recording means 14 for recording the subject image, and a finder for observing the subject image displayed on a display element (not shown). The display element is constituted by a liquid crystal panel or the like, and a subject image formed on the image sensor 12 is displayed.
[0044]
Thus, by applying the zoom lens of the present invention to an optical apparatus such as a video camera, an optical apparatus having a small size and high optical performance can be realized.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the entire lens system is reduced in size, has a high zoom ratio, and has high optical performance in spite of a bright lens having an F number of about 1.4. A zoom lens with a small number of components can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a lens cross-sectional view of a zoom lens according to Numerical Example 1. FIG.
2 is a lens cross-sectional view of a zoom lens according to Numerical Example 2. FIG.
3 is a lens cross-sectional view of a zoom lens according to Numerical Example 3. FIG.
4 is an aberration diagram of the zoom lens according to Numerical example 1. FIG.
FIG. 5 is an aberration diagram of the zoom lens according to Numerical example 2.
6 is an aberration diagram of a zoom lens according to Numerical example 3. FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining an embodiment when the zoom lens of the present invention is applied to a video camera.
[Explanation of symbols]
1 1st group 2 2nd group 3 3rd group 4 4th group SP Aperture P Glass block I Image plane

Claims

In order from the object side, the lens unit includes four lens groups including a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, a third group having a positive refractive power, and a fourth group having a positive refractive power. A zoom lens that moves the second group toward the image plane side to perform zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and moves the fourth group to correct the image plane variation caused by zooming. The group is composed of four single lenses of three negative lenses and one positive lens, and has at least one aspherical surface. The focal lengths of the entire system at the wide-angle end and the telephoto end are fw and ft, respectively. When the focal length of the second group is f2,
0.25 <| f2 / fA | ≦ 0.37
However, fA = √ (fw · ft)
A zoom lens satisfying the following conditional expression:

The second group includes, in order from the object side, a negative 21st lens having a strong concave surface facing the image surface side, a negative 22nd lens having both concave surfaces, a positive 23rd lens having a strong convex surface facing the object side, 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is composed of a negative 24th lens having concave surfaces.

The zoom lens according to claim 2, wherein the aspheric surface is formed in the 23rd lens.

When the average Abbe number of the material of the negative lens of the second group is νn and the Abbe number of the material of the positive lens is νp,
36 <νn <65
20 <νp <35
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.

When the average refractive index of the material of the second group negative lens is Nn,
1.71 <Nn <1.95
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.

When the radius of curvature of the i-th lens surface from the object side of the second group is R2i and the focal length of the second group is f2,
0.79 <| R22 / f2 | <1.32.
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.

When the radius of curvature of the i-th lens surface from the object side of the second group is R2i,
1.28 <| R24 / R25 | <3.20
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.

When the radius of curvature of the i-th lens surface from the object side of the second group is R2i,
0.98 <| R26 / R27 | <3.55
The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.

The zoom lens according to claim 1, wherein focusing is performed by moving the fourth group.

10. An optical system comprising: the zoom lens according to claim 1; an image sensor that receives an image formed by the zoom lens; and a display element that displays an image received by the image sensor. machine.