JP2014109761A - Zoom lens - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom lens which maintains good performance while zooming, focusing, and image-shifting and which can be made compact.SOLUTION: A zoom lens comprises, in order from the object side, a first lens group having negative refractive power, a second lens group having positive refractive power, a third lens group having negative refractive power, and a fourth lens group having positive refractive power. When zooming from the wide angle end to the telephoto end, the first lens group and the fourth lens group are stationary in the optical axis direction. The second lens group includes, in order from the object side, a second-A lens group having positive refractive power and a second-B lens group having positive refractive power, and a capability to focus on an object at a distance in a range from close distance to infinity is achieved by moving the second-B lens group in the optical axis direction. Images are shifted by shifting the third lens group in a direction perpendicular to the optical axis.

Description

本発明はズームレンズに関し、具体的には、振動による撮影画像のぶれを補正する機能を有するズームレンズに関する。さらに具体的には、第１群から第４群の４つレンズ群を有し、変倍時において第１群と第４群とは固定されるズームレンズに関する。   The present invention relates to a zoom lens, and more specifically, to a zoom lens having a function of correcting blurring of a captured image due to vibration. More specifically, the present invention relates to a zoom lens that has four lens groups from the first group to the fourth group, and the first group and the fourth group are fixed at the time of zooming.

物体側より順に、負群（第１群）、正群（第２群）、負群（第３群）、正群（第４群）で構成され、第１群と第４群とが変倍時に固定されているズームレンズが知られている（特許文献１、２、３）。
さらに、上記構成において、レンズシフト方式により手振れ補正を行うズームレンズが知られている（特許文献１）。
例えば、特許文献１においては、第２群中の像側群を手振れ補正群とし、第３群をフォーカス群としている。 In order from the object side, a negative group (first group), a positive group (second group), a negative group (third group), and a positive group (fourth group) are formed. The first group and the fourth group are changed. Zoom lenses that are fixed at the time of magnification are known (Patent Documents 1, 2, and 3).
Furthermore, in the above configuration, a zoom lens that performs camera shake correction by a lens shift method is known (Patent Document 1).
For example, in Patent Document 1, the image side group in the second group is a camera shake correction group, and the third group is a focus group.

特開２０１２−０４７８１３号公報JP 2012-047813 A 特開２０１１−２３７７３７号公報JP 2011-237737 A 特開２０１２−０２７２６２号公報JP 2012-027262 A

特許文献１においては、上記構成を採用するによってインナーフォーカスとぶれ補正との両立を図っている。しかしながら、特許文献１においては、望遠端としたときに第２群と第３群とが大きく離れてしまう構成となっている。
ここで、実際にズームレンズを製品とする際には、第１群と第４群と固定しておいて、移動が必要な第２群と第３群とをユニット構成にすることが考えられる。そして、第２群と第３群とからなるユニットにＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を組み込んで、ＶＣＭにより合焦動作を高速化することが好ましい。
しかしながら、特許文献１の構成では、前述のように、望遠端としたときに第２群と第３群とが大きく離れてしまうので、第２群と第３群とからなるユニットにＶＣＭを組み込むような構成は採用できない。
また、特許文献１においては、第４群が一枚のレンズで構成されるところ、最終群が一枚レンズでは性能確保が困難である。
また、特許文献２、３においては、第３群をフォーカス群とすることでインナーフォーカスを実現しているが、手振れ補正機能を持たせる群がない。 In Patent Document 1, the above configuration is used to achieve both inner focus and blur correction. However, in Patent Document 1, when the telephoto end is set, the second group and the third group are greatly separated.
Here, when actually making the zoom lens as a product, it is conceivable that the first group and the fourth group are fixed, and the second group and the third group that need to be moved are unitized. . It is preferable to incorporate a VCM (Voice Coil Motor) in the unit consisting of the second group and the third group, and to speed up the focusing operation by the VCM.
However, in the configuration of Patent Document 1, as described above, when the telephoto end is used, the second group and the third group are greatly separated from each other. Therefore, the VCM is incorporated in the unit composed of the second group and the third group. Such a configuration cannot be adopted.
Further, in Patent Document 1, the fourth group is composed of a single lens, but it is difficult to ensure performance when the final group is a single lens.
In Patent Documents 2 and 3, inner focus is realized by setting the third group as a focus group, but there is no group having a camera shake correction function.

本発明のズームレンズは、
物体側より順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群、
正の屈折力を有する第２レンズ群、
負の屈折力を有する第３レンズ群、および、
正の屈折力を有する第４レンズ群を備え、
広角端から望遠端への変倍の際、前記第１レンズ群及び第４レンズ群が光軸方向において固定されるズームレンズであって、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とを有し、前記第２Ｂレンズ群を光軸方向に移動させることで近接物体から無限物体に対して合焦機能を持たせ、
前記第３レンズ群を光軸に対して垂直な方向にシフトすることによって像をシフトさせる
ことを特徴とする。 The zoom lens of the present invention is
From the object side,
A first lens group having negative refractive power;
A second lens group having a positive refractive power;
A third lens group having negative refractive power; and
A fourth lens group having positive refractive power;
A zoom lens in which the first lens group and the fourth lens group are fixed in the optical axis direction during zooming from the wide-angle end to the telephoto end,
The second lens group includes a second A lens group having a positive refractive power and a second B lens group having a positive refractive power in order from the object side, and moves the second B lens group in the optical axis direction. By giving a focusing function from an adjacent object to an infinite object,
The image is shifted by shifting the third lens group in a direction perpendicular to the optical axis.

本発明により、変倍時、合焦時および像シフト時において良好な性能を保ちつつ、小型化できるズームレンズを実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a zoom lens that can be downsized while maintaining good performance during zooming, focusing, and image shifting.

実施例１の広角端におけるレンズ断面図。2 is a lens cross-sectional view at a wide angle end according to Embodiment 1. FIG. 実施例１の広角端における収差図。FIG. 6 is an aberration diagram at the wide-angle end of Example 1. 実施例１の中間のズーム位置における収差図。FIG. 6 is an aberration diagram at an intermediate zoom position in Example 1. 実施例１の望遠端における収差図。FIG. 5 is an aberration diagram at Example 1 at a telephoto end. 実施例２の広角端におけるレンズ断面図。FIG. 6 is a lens cross-sectional view at a wide angle end according to a second embodiment. 実施例２の広角端における収差図。FIG. 6 is an aberration diagram at the wide-angle end of Example 2. 実施例２の中間のズーム位置における収差図。FIG. 10 is an aberration diagram at an intermediate zoom position in Example 2. 実施例２の望遠端における収差図。FIG. 5 is an aberration diagram at the telephoto end according to Example 2. 実施例３の広角端におけるレンズ断面図。FIG. 6 is a lens cross-sectional view at a wide angle end according to Embodiment 3. 実施例３の広角端における収差図。Aberration diagram at the wide-angle end of Embodiment 3. FIG. 実施例３の中間のズーム位置における収差図。FIG. 6 is an aberration diagram at an intermediate zoom position in Example 3. 実施例３の望遠端における収差図。Aberration diagrams at the telephoto end of Embodiment 3. FIG. 実施例４の広角端におけるレンズ断面図。6 is a lens cross-sectional view at a wide angle end according to Embodiment 4. FIG. 実施例４の広角端における収差図。Aberration diagram at the wide-angle end of Example 4. FIG. 実施例４の中間のズーム位置における収差図。FIG. 10 is an aberration diagram at an intermediate zoom position in Example 4. 実施例４の望遠端における収差図。FIG. 6 is an aberration diagram for Example 4 at the telephoto end. 実施例５の広角端におけるレンズ断面図。6 is a lens cross-sectional view at a wide angle end according to Embodiment 5. FIG. 実施例５の広角端における収差図。FIG. 10 is an aberration diagram at the wide-angle end of Example 5. 実施例５の中間のズーム位置における収差図。FIG. 10 is an aberration diagram at an intermediate zoom position in Example 5. 実施例５の望遠端における収差図。Aberration diagrams at the telephoto end of Embodiment 5. FIG.

本発明の実施形態を図示するとともに、図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
図１は、本発明に係るズームレンズを示す図である。
（なお、図１は、実施例１に従って設計したものである。実施例１の詳細な設計値は後記を参照されたい。）
ズームレンズは、物体側より順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、
正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、
負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、
正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、で構成されている。 Embodiments of the present invention are illustrated and described with reference to the reference numerals attached to the elements in the drawings.
FIG. 1 shows a zoom lens according to the present invention.
(FIG. 1 is designed according to Example 1. Refer to the following description for detailed design values of Example 1.)
Zoom lenses in order from the object side
A first lens group G1 having negative refractive power;
A second lens group G2 having a positive refractive power;
A third lens group G3 having negative refractive power;
The fourth lens group G4 has a positive refractive power.

ここで、Ｇは、光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。
ＩＰは像面を表し、本ズームレンズを、交換レンズシステムカメラ、監視カメラ、ビデオカメラまたはデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。
本ズームレンズを銀塩フィルム用カメラの光学系に使用する場合、像面ＩＰはフィルム面に相当する。 Here, G is an optical block corresponding to an optical filter, a face plate, or the like.
IP represents an image plane, and when this zoom lens is used as an imaging optical system for an interchangeable lens system camera, a surveillance camera, a video camera, or a digital still camera, a solid-state image sensor (photoelectric conversion) such as a CCD sensor or a CMOS sensor. This corresponds to the imaging surface of the element.
When this zoom lens is used in an optical system of a silver salt film camera, the image plane IP corresponds to a film plane.

広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、矢印のように各レンズ群の間隔、
すなわち、
第１レンズ群Ｇ１と第２Ａレンズ群Ｇ２Ａとの間隔、
第２レンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂとの間隔、
第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと第３レンズ群Ｇ３との間隔、
第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔、がいずれも変化するように、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿った方向にそれぞれ移動する。 When zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the lens groups as indicated by the arrows,
That is,
The distance between the first lens group G1 and the second A lens group G2A;
The distance between the second lens group G2A and the second B lens group G2B;
The distance between the second lens group G2B and the third lens group G3,
The second lens group G2 and the third lens group G3 move in the direction along the optical axis so that the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 changes.

このとき、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は光軸方向に固定である。
また、第２群レンズＧ２の後ろ側群（第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ）に合焦機能を持たせることでインナーフォーカスを実現している。
また、第３レンズ群Ｇ３を光軸に対して垂直な方向にシフトさせることによって、像をシフトさせることが可能な構成となっている。 At this time, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed in the optical axis direction.
Further, an inner focus is realized by giving a focusing function to the rear group (second B lens group G2B) of the second group lens G2.
The third lens group G3 is configured to shift the image by shifting the third lens group G3 in a direction perpendicular to the optical axis.

さらに、本実施形態は、優れた手振れ補正を実現し、さらにはインナーフォーカスを実現しつつも、小型で軽量なズームレンズとするため、次のように各レンズ群を設計する。   Furthermore, in the present embodiment, each lens group is designed as follows in order to achieve a small and light zoom lens while realizing excellent camera shake correction and further realizing inner focus.

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負レンズ２枚と、物体側に凸面を向けた正レンズとで構成され、第１レンズ群Ｇ１は非球面形状を含む面を少なくとも１面有する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負レンズを２枚配置することで負の屈折力を分散させ、特に広角位置での軸第収差の補正を容易にしている。
更には第１レンズ群に非球面形状を含む面を少なくとも１面有することで、特に広角位置での軸外収差の補正を良好にすることができる。
好ましくは非球面形状を含むレンズは第１レンズ群の物体側より２番目の負レンズに設けることが、非球面形状を有するレンズの小型化も図ることが出来るので望ましい。
また第１レンズ群Ｇ１に物体側に凸面を向けた正レンズを配置することで、第１レンズ群Ｇ１で発生する色収差や望遠端での球面収差の補正を容易にしている。 The first lens group G1 includes, in order from the object side, two negative lenses having a convex surface facing the object side and a positive lens having a convex surface facing the object side. The first lens group G1 includes an aspherical shape. It has at least one surface.
The first lens group G1, in order from the object side, disperses the negative refractive power by disposing two negative lenses having a convex surface facing the object side, thereby facilitating correction of axial aberrations particularly at a wide angle position. Yes.
Furthermore, by providing at least one surface including an aspheric shape in the first lens group, it is possible to improve the correction of off-axis aberrations particularly at the wide angle position.
Preferably, a lens including an aspherical shape is provided on the second negative lens from the object side of the first lens group, so that the lens having the aspherical shape can be reduced in size.
In addition, by arranging a positive lens having a convex surface facing the object side in the first lens group G1, correction of chromatic aberration occurring in the first lens group G1 and spherical aberration at the telephoto end is facilitated.

さらに、第１レンズ群Ｇ１は、次の条件を満足することが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the first lens group G1 satisfies the following conditions.

０．３＜｜ｆ１／ｆｔ｜＜１．０ ・・・（条件式１）   0.3 <| f1 / ft | <1.0 (Condition 1)

ここでｆｔは望遠端におけるレンズ系全体での焦点距離であり、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離である。   Here, ft is the focal length of the entire lens system at the telephoto end, and f1 is the focal length of the first lens group G1.

（条件式１）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１と、望遠端におけるレンズ系全体での焦点距離ｆｔと、の関係を規定する式である。
（条件式１）の上限値を超えて第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなると、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径が大きくなり、また厚みも大きくなるのでズームレンズが大型化してしまい、好ましくない。
（条件式１）の下限値を下回って第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなると、諸収差を補正することが困難となり、高性能化が図れなくなり好ましくない。 (Conditional Expression 1) is an expression that defines the relationship between the focal length f1 of the first lens group G1 and the focal length ft of the entire lens system at the telephoto end.
If the upper limit of (Condition 1) is exceeded and the refractive power of the first lens group G1 becomes weak, the lens diameter of the first lens group G1 becomes large and the thickness becomes large, so that the zoom lens becomes large, which is preferable. Absent.
If the refractive power of the first lens unit G1 becomes lower than the lower limit value of (Condition 1), it becomes difficult to correct various aberrations, and high performance cannot be achieved.

さらに好ましくは、（条件式１）の数値範囲を下記のように設定する。   More preferably, the numerical range of (conditional expression 1) is set as follows.

０．５＜｜ｆ１／ｆｔ｜＜０．８・・・（条件式1a）   0.5 <| f1 / ft | <0.8 (Condition 1a)

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、
正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、
正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、から構成されている。
第２Ａレンズ群Ｇ２Ａは、物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、で構成されている。
なお、第２Ａレンズ群Ｇ２は、非球面形状を含む面を少なくとも１面有している。
第２Ａレンズ群Ｇ２Ａは、非球面形状を含む面を少なくとも１面有することで、変倍時に発生する軸外収差の変動を良好に補正することが可能である。
また第２Ａレンズ群Ｇ２Ａは正レンズと負レンズとで構成されることで色収差を良好に補正している。
望ましくは、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａを構成している負レンズ群は、物体側に凸面を向けた負レンズに構成することで、変倍時に発生する軸外収差を良好に補正することが可能である。
第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂは、負レンズと正レンズとの接合レンズで構成されている。第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂは、物体側より順に負レンズと正レンズとで構成することで、合焦時に発生する色収差の変動を良好に補正している。
望ましくは、接合レンズとすることで、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの構成を小型、簡易化することができる。 The second lens group G2 is in order from the object side.
A second A lens group G2A having a positive refractive power;
And a second B lens group G2B having a positive refractive power.
The second A lens group G2A is composed of a positive lens having a convex surface facing the object side and a negative lens having a concave surface facing the image side.
The second A lens group G2 has at least one surface including an aspheric shape.
Since the second A lens group G2A has at least one surface including an aspherical shape, it is possible to satisfactorily correct off-axis aberration fluctuations that occur during zooming.
The second A lens group G2A is composed of a positive lens and a negative lens, and corrects chromatic aberration well.
Desirably, the negative lens group constituting the second A lens group G2A is configured as a negative lens having a convex surface facing the object side, so that it is possible to satisfactorily correct off-axis aberrations that occur during zooming. is there.
The second B lens group G2B includes a cemented lens of a negative lens and a positive lens. The second B lens group G2B is composed of a negative lens and a positive lens in this order from the object side, thereby favorably correcting chromatic aberration fluctuations that occur during focusing.
Desirably, by using a cemented lens, the configuration of the second B lens group G2B can be reduced in size and simplified.

なお、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂが近距離合焦時に物体側へ移動する。
第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの実線の曲線２ｂａは、無限遠物体に合焦しているときに広角端から望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正するための移動軌跡を示す。
第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの点線の曲線２ｂｂは、近距離物体に合焦しているときに広角端から望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正するための移動軌跡を示す。 The second B lens group G2B moves to the object side when focusing on a short distance.
A solid curve 2ba of the second B lens group G2B indicates a movement locus for correcting image plane fluctuations accompanying zooming from the wide-angle end to the telephoto end when focusing on an object at infinity.
A dotted curve 2bb of the second B lens group G2B shows a movement locus for correcting image plane fluctuations accompanying zooming from the wide-angle end to the telephoto end when focusing on a short-distance object.

第３レンズ群Ｇ３は正レンズと負レンズとの接合レンズで構成されている。
第３レンズ群Ｇ３を光軸に対して垂直な方向にシフトさせることによって、像をシフトさせることが可能な構成となっている。
第３群レンズＧ３を光軸に垂直な方向に変位可能な構成とすることで優れたブレ補正機能を有することができる。
第３レンズ群Ｇ３は正レンズと負レンズとで構成することで、像シフト時に発生する色収差を良好に補正している。
望ましくは、第３レンズ群Ｇ３を構成する正レンズは、物体側に凸のメニスカス形状にすることで体積を減らし、重量の軽減を図ることでアクチュエータへの負荷を減らすことが可能となる。
更には接合レンズとすることで構成を簡易化することができる。 The third lens group G3 includes a cemented lens of a positive lens and a negative lens.
The image can be shifted by shifting the third lens group G3 in a direction perpendicular to the optical axis.
By configuring the third group lens G3 to be displaceable in a direction perpendicular to the optical axis, an excellent blur correction function can be provided.
The third lens group G3 is composed of a positive lens and a negative lens, so that chromatic aberration generated during image shift is corrected well.
Desirably, the positive lens constituting the third lens group G3 has a meniscus shape convex toward the object side, thereby reducing the volume and reducing the weight, thereby reducing the load on the actuator.
Furthermore, the configuration can be simplified by using a cemented lens.

第２群レンズＧ２および第３レンズ群について、次の条件式を満たすことが好ましい。   It is preferable for the second lens group G2 and the third lens group to satisfy the following conditional expression.

０．３＜ｆ２Ｂ／ｆｔ＜１．０ ・・・（条件式２）   0.3 <f2B / ft <1.0 (Condition 2)

０．３＜ｆ２Ａ／ｆｔ＜１．２ ・・・（条件式３）   0.3 <f2A / ft <1.2 (Condition 3)

０．３＜ｆ３／ｆｔ＜１．２ ・・・（条件式４）   0.3 <f3 / ft <1.2 (conditional expression 4)

ここで、
ｆ２Ａは第２レンズ群Ｇ２中の物体側に構成される正の屈折力を有する前記第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離、
ｆ２Ｂは第２レンズ群Ｇ２中の像側に構成される正の屈折力を有する前記第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離、
ｆ３は第３レンズ群の焦点距離、
ｆｔは望遠端におけるレンズ系全体での焦点距離、
を表している。 here,
f2A is the focal length of the second A lens group G2A having a positive refractive power formed on the object side in the second lens group G2,
f2B is a focal length of the second B lens group G2B having a positive refractive power formed on the image side in the second lens group G2.
f3 is the focal length of the third lens group,
ft is the focal length of the entire lens system at the telephoto end,
Represents.

（条件式２）は、第２レンズ群Ｇ２中の像側に構成される正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離ｆ２Ｂと、望遠端におけるレンズ系全体での焦点距離ｆｔと、の関係を規定する式である。
（条件式２）は、フォーカス群である第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに最適な合焦機能をもたせるための条件式である。
第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに近接物体から無限物体に対する合焦機能を持たせている。
（条件式２）の上限値を超えるとフォーカスレンズ群である第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの屈折力が弱くなりすぎてしまい、フォーカス機能での移動量が大きくなることで、ズームレンズとして小型化が図れなくなってしまう為好ましくない。
（条件式２）の下限値を下回ると、フォーカスレンズ群である第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの屈折力が強くなりすぎ、フォーカス時の収差変動を良好に補正することが困難になるので好ましくない。 (Condition 2) is the focal length f2B of the second B lens group G2B having positive refractive power formed on the image side in the second lens group G2, the focal length ft of the entire lens system at the telephoto end, and Is an expression that defines the relationship of
(Conditional Expression 2) is a conditional expression for providing the second B lens group G2B, which is the focus group, with an optimum focusing function.
The second B lens group G2B has a focusing function from a close object to an infinite object.
When the upper limit of (Condition 2) is exceeded, the refractive power of the second lens group G2B, which is the focus lens group, becomes too weak, and the amount of movement in the focus function increases, so that the zoom lens can be miniaturized. It is not preferable because it disappears.
If the lower limit value of (Conditional Expression 2) is not reached, the refractive power of the second B lens group G2B, which is the focus lens group, becomes too strong, and it becomes difficult to satisfactorily correct aberration fluctuations during focusing, which is not preferable.

（条件式３）は、第２レンズ群Ｇ２中の物体側に構成される正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離ｆ２Ａと、望遠端におけるレンズ系全体での焦点距離ｆｔと、の関係を規定する式である。
（条件式３）は、性能を確保しつつもフォーカス群を小型化させるための条件式である。
（条件式３）の上限値を超えると、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの屈折力が弱くなりすぎてしまい、フォーカス機能を備える第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂへの集光作用が弱くなり、結果、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂが大きくなることで、重量の増加につながり、ズームレンズの大型化、駆動装置の大型化につながる為好ましくない。
（条件式３）の下限値を下回ると、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの屈折力が強くなりすぎ、変倍時の収差変動を良好に補正することが困難になるので好ましくない。 (Condition 3) is that the focal length f2A of the second A lens group G2A having positive refractive power formed on the object side in the second lens group G2, the focal length ft of the entire lens system at the telephoto end, Is an expression that defines the relationship of
(Conditional expression 3) is a conditional expression for reducing the size of the focus group while ensuring performance.
If the upper limit value of (Conditional Expression 3) is exceeded, the refractive power of the second A lens group G2A becomes too weak, and the condensing action on the second B lens group G2B having the focusing function becomes weak, and as a result, the 2B lens The increase in the size of the group G2B is not preferable because it leads to an increase in weight, which leads to an increase in the size of the zoom lens and an increase in the size of the driving device.
If the lower limit value of (Conditional Expression 3) is not reached, the refractive power of the second A lens group G2A becomes too strong, and it becomes difficult to satisfactorily correct aberration fluctuations during zooming.

（条件式４）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３と、望遠端におけるレンズ系全体での焦点距離ｆｔと、の関係を規定する式である。
（条件式４）は、防振群である第３レンズ群Ｇ３に最適な防振機能を持たせるための条件式である。
第３レンズ群Ｇ３は、像シフト時にシフトすることで像振れを補正している。
（条件式４）の上限値を超えるとシフトレンズ群である第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱くなりすぎてしまい、シフト量が大きくなり、駆動に必要な仕事量が増え、駆動機能の小型化が図れなくなってしまう。
（条件式４）の下限値を下回ると、シフトレンズ群である第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎ、像シフト補正を制御するのが複雑となり、像振れの残りなどが生じて好ましくない。 (Conditional expression 4) is an expression that defines the relationship between the focal length f3 of the third lens group G3 and the focal length ft of the entire lens system at the telephoto end.
(Conditional expression 4) is a conditional expression for providing the third lens group G3, which is the image stabilizing group, with an optimal image stabilizing function.
The third lens group G3 corrects image blur by shifting during image shift.
If the upper limit of (conditional expression 4) is exceeded, the refractive power of the third lens group G3, which is the shift lens group, becomes too weak, the shift amount increases, the amount of work required for driving increases, and the drive function becomes small. It will not be possible.
If the lower limit value of Conditional Expression 4 is not reached, the refractive power of the third lens group G3, which is a shift lens group, becomes too strong, and it becomes complicated to control the image shift correction, and the remainder of the image blur occurs. Absent.

さらに好ましくは、（条件式２）、（条件式３）、（条件式４）の数値範囲を下記のように設定する。   More preferably, the numerical ranges of (conditional expression 2), (conditional expression 3), and (conditional expression 4) are set as follows.

０．５＜ｆ２Ｂ／ｆｔ＜０．８ ・・・（条件式２ａ）   0.5 <f2B / ft <0.8 (Condition 2a)

０．５＜ｆ２Ａ／ｆｔ＜０．９ ・・・（条件式３ａ）   0.5 <f2A / ft <0.9 (Condition 3a)

０．５＜ｆ３／ｆｔ＜０．９ ・・・（条件式４ａ）   0.5 <f3 / ft <0.9 (Condition 4a)

次に、第４レンズ群Ｇ４は、正レンズと負レンズとの接合レンズとで構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側より順に、正レンズと負レンズとを配置することで色収差を補正し、高性能化を図っている。
また、望ましくは、正レンズと負レンズとの接合レンズを配置することで、製造時の組み付け誤差等の影響を少なくし、安定した光学品質を得ることができる。 Next, the fourth lens group G4 includes a cemented lens of a positive lens and a negative lens.
The fourth lens group G4 corrects chromatic aberration by arranging a positive lens and a negative lens in order from the object side, thereby improving performance.
Desirably, by arranging a cemented lens of a positive lens and a negative lens, it is possible to reduce the influence of assembly errors during manufacturing and obtain stable optical quality.

さらに、第４レンズ群Ｇ４は、次の条件を満足することが好ましい。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側より順に正レンズと負レンズとで構成され、次の条件を満足することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the fourth lens group G4 satisfies the following conditions.
The fourth lens group G4 is composed of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and preferably satisfies the following conditions.

１．５＜ｆ４／ｆｔ・・・（条件式５）   1.5 <f4 / ft (Condition 5)

ここでｆｔは望遠端におけるレンズ系全体での焦点距離であり、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離である。
（条件式５）は、最終レンズ群である第４レンズ群について、画質等の性能を確保するための条件式である。
（条件式５）の下限値を下回って第４レンズ群Ｇ４の屈折力が強くなると、広角端状態から望遠端状態まで変倍時の収差変動を良好に補正することが困難になるので好ましくない。 Here, ft is the focal length of the entire lens system at the telephoto end, and f4 is the focal length of the fourth lens group G4.
(Conditional expression 5) is a conditional expression for ensuring performance such as image quality for the fourth lens group as the final lens group.
If the refractive power of the fourth lens group G4 is increased below the lower limit of (Condition 5), it is difficult to satisfactorily correct aberration fluctuations during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. .

さらに好ましくは、（条件式５）の数値範囲を、下記のように設定する。   More preferably, the numerical range of (conditional expression 5) is set as follows.

１．７＜ｆ４／ｆｔ＜１５．０ ・・・（条件式５ａ）
（条件式５ａ）の上限値を超えて第４レンズ群Ｇ４の屈折力が弱くなると、射出瞳を遠ざけることが困難になり、撮像素子への入射に強い勾配を持つことで入射光量の低下、カラーフィルタへの誤入射など画質劣化につながるので好ましくない。 1.7 <f4 / ft <15.0 (Condition 5a)
When the refractive power of the fourth lens group G4 becomes weaker than the upper limit value of (Conditional Expression 5a), it becomes difficult to move the exit pupil away, and the amount of incident light is reduced by having a strong gradient against incidence on the image sensor. This is not preferable because it leads to image quality deterioration such as erroneous incidence on the color filter.

本発明の実施例１から実施例５を以下に示す。
表１に、各実施例と各条件式との対応を示した。 Examples 1 to 5 of the present invention are shown below.
Table 1 shows the correspondence between each example and each conditional expression.

Figure 2014109761
Figure 2014109761

各数値実施例において面番号ｉは物体側からの光学面の順序を示す。
ｒｉは第ｉ番目の光学面の曲率半径、
ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との面間隔、
ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算した値である。
レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカス（ＢＦ）を加えた値である。
長さの単位は、ｍｍである。
またKをコーニック定数、A4、A６、A8、A10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、非球面形状は、

Figure 2014109761

で表示される。
但しRは曲率半径である。また例えば「E-Z」の表示は「10-Z」を意味する。
ｆは焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角を示す。 In each numerical example, the surface number i indicates the order of the optical surfaces from the object side.
ri is the radius of curvature of the i-th optical surface,
di is the distance between the i-th surface and the i + 1-th surface,
ndi and νdi indicate the refractive index and Abbe number of the material of the i-th optical member with respect to the d-line, respectively.
The back focus (BF) is a value obtained by converting the distance from the last lens surface to the paraxial image surface into air.
The total lens length is a value obtained by adding back focus (BF) to the distance from the front lens surface to the final lens surface.
The unit of length is mm.
When K is the conic constant, A4, A6, A8, and A10 are aspheric 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, the aspheric shape is ,
Figure 2014109761
Is displayed.
Where R is the radius of curvature. For example, “EZ” means “10 −Z ”.
f indicates a focal length, Fno indicates an F number, and ω indicates a half angle of view.

（実施例１）
表２に実施例１を示す。
また、図１は本発明の数値実施例１の広角端におけるレンズ断面図である。
図２は、数値実施例１の広角端における収差図である。
図３は、数値実施例１の中間のズーム位置における収差図である。
図４は、数値実施例１の望遠端における収差図である。

Figure 2014109761
Example 1
Table 2 shows Example 1.
FIG. 1 is a lens cross-sectional view at the wide angle end according to Numerical Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an aberration diagram at the wide-angle end in Numerical Example 1.
FIG. 3 is an aberration diagram at an intermediate zoom position in the numerical value example 1. FIG.
FIG. 4 is an aberration diagram for Numerical Example 1 at the telephoto end.
Figure 2014109761

（実施例２）
表３に実施例２を示す。
また、図５は、実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。
図６は、実施例２の広角端における収差図である。
図７は、実施例２の中間のズーム位置における収差図である。
図８は、実施例２の望遠端における収差図である。 (Example 2)
Table 3 shows Example 2.
FIG. 5 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end of the second embodiment.
FIG. 6 is an aberration diagram at the wide-angle end of Example 2.
FIG. 7 is an aberration diagram at an intermediate zoom position according to the second embodiment.
FIG. 8 is an aberration diagram at the telephoto end of Example 2.

Figure 2014109761
Figure 2014109761

（実施例３）
表４に実施例３を示す。
図９は、実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。
図１０は、実施例３の広角端における収差図である。
図１１は、実施例３の中間のズーム位置における収差図である。
図１２は、実施例３の望遠端における収差図である。 (Example 3)
Table 3 shows Example 3.
FIG. 9 is a lens cross-sectional view at the wide angle end according to the third embodiment.
FIG. 10 is an aberration diagram for Example 3 at the wide-angle end.
FIG. 11 is an aberration diagram at an intermediate zoom position according to the third embodiment.
FIG. 12 is an aberration diagram for Example 3 at the telephoto end.

Figure 2014109761
Figure 2014109761

（実施例４）
表５に実施例４を示す。
また、図１３は、実施例４の広角端におけるレンズ断面図である。
図１４は、実施例４の広角端における収差図である。
図１５は、実施例４の中間のズーム位置における収差図である。
図１６は、実施例４の望遠端における収差図である。 Example 4
Table 5 shows Example 4.
FIG. 13 is a lens cross-sectional view at the wide angle end according to the fourth embodiment.
FIG. 14 is an aberration diagram for Example 4 at the wide-angle end.
FIG. 15 is an aberration diagram at an intermediate zoom position according to the fourth embodiment.
FIG. 16 is an aberration diagram for Example 4 at the telephoto end.

Figure 2014109761
Figure 2014109761

（実施例５）
表６に実施例５を示す。
また、図１７は、実施例５の広角端におけるレンズ断面図である。
図１８は、実施例５の広角端における収差図である。
図１９は、実施例５の中間のズーム位置における収差図である。
図２０は、実施例５の望遠端における収差図である。 (Example 5)
Table 6 shows Example 5.
FIG. 17 is a lens cross-sectional view at the wide angle end according to the fifth embodiment.
FIG. 18 is an aberration diagram for Example 5 at the wide-angle end.
FIG. 19 is an aberration diagram at an intermediate zoom position according to the fifth embodiment.
FIG. 20 is an aberration diagram for Example 5 at the telephoto end.

Figure 2014109761
Figure 2014109761

以上のように、本発明のズームレンズにおいては各レンズ群を適切に構成することで変倍時、合焦時および像シフト時において良好な性能を保ちつつ、小型化を実現している。   As described above, in the zoom lens according to the present invention, each lens group is appropriately configured to achieve downsizing while maintaining good performance during zooming, focusing, and image shifting.

G１・・・第１レンズ群、G２・・・第２レンズ群、G３・・・第３レンズ群、G４・・・第４レンズ群、G２A・・・第２Aレンズ群、G２B・・・第２Bレンズ群、G・・・CCDのフェースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック、SP・・・絞り、IP・・・結像面、ｄ・・・ｄ線、ｇ・・・ｇ線、ΔM・・・メリジオナル像面、ΔS・・・サジタル像面、ω・・・半画角、Fno・・・Fナンバー。 G1 ... 1st lens group, G2 ... 2nd lens group, G3 ... 3rd lens group, G4 ... 4th lens group, G2A ... 2A lens group, G2B ... 1st lens group 2B lens group, G ... CCD face plate, glass block such as low-pass filter, SP ... stop, IP ... imaging surface, d ... d line, g ... g line, ΔM ·・ ・ Meridional image plane, ΔS ・ ・ ・ Sagittal image plane, ω ・ ・ ・ Half angle of view, Fno ・ ・ ・ F number.

Claims (7)

物体側より順に、
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、
負の屈折力を有する第３レンズ群、および、
正の屈折力を有する第４レンズ群を備え、
広角端から望遠端への変倍の際、前記第１レンズ群及び第４レンズ群が光軸方向において固定されるズームレンズであって、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とを有し、前記第２Ｂレンズ群を光軸方向に移動させることで近接物体から無限物体に対して合焦機能を持たせ、
前記第３レンズ群を光軸に対して垂直な方向にシフトすることによって像をシフトさせる
ことを特徴とするズームレンズ。 From the object side,
A first lens group having negative refractive power;
A second lens group having a positive refractive power;
A third lens group having negative refractive power; and
A fourth lens group having positive refractive power;
A zoom lens in which the first lens group and the fourth lens group are fixed in the optical axis direction during zooming from the wide-angle end to the telephoto end,
The second lens group includes a second A lens group having a positive refractive power and a second B lens group having a positive refractive power in order from the object side, and moves the second B lens group in the optical axis direction. By giving a focusing function from an adjacent object to an infinite object,
An image is shifted by shifting the third lens group in a direction perpendicular to the optical axis. 請求項１に記載のズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた二枚の負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと、を有し、次の条件を満足する
ことを特徴とするズームレンズ。
０．３＜｜ｆ１／ｆｔ｜＜１．０ ・・・（条件式１）
ここで、
ｆ１は、前記第１レンズ群の焦点距離であり、
ｆｔは望遠端におけるレンズ系全体での焦点距離である。 The zoom lens according to claim 1.
The first lens group includes, in order from the object side, two negative lenses having a convex surface facing the object side and a positive lens having a convex surface facing the object side, and satisfies the following condition: Zoom lens.
0.3 <| f1 / ft | <1.0 (Condition 1)
here,
f1 is a focal length of the first lens group;
ft is the focal length of the entire lens system at the telephoto end. 請求項１または請求項２に記載のズームレンズにおいて、
前記第２Ａレンズ群は、非球面形状を含む面を少なくとも１面有し、かつ、少なくとも正レンズと負レンズとで構成され、
前記第２Ｂレンズ群は、物体側から順に負レンズと正レンズとを有し、
さらに、次の条件を満足する
ことを特徴とするズームレンズ
０．３＜ｆ２Ｂ／ｆｔ＜１．０ ・・・（条件式２）
０．３＜ｆ２Ａ／ｆｔ＜１．２ ・・・（条件式３）
ここで、
ｆ２Ａは前記第２レンズ群中の物体側に構成される正の屈折力を有する前記第２Ａレンズ群の焦点距離であり、
ｆ２Ｂは前記第２レンズ群中の像側に構成される正の屈折力を有する前記第２Ｂレンズ群の焦点距離である。 The zoom lens according to claim 1 or 2,
The second A lens group has at least one surface including an aspherical shape, and includes at least a positive lens and a negative lens.
The second B lens group includes a negative lens and a positive lens in order from the object side,
Further, the zoom lens satisfies the following condition: 0.3 <f2B / ft <1.0 (Condition 2)
0.3 <f2A / ft <1.2 (Condition 3)
here,
f2A is a focal length of the second A lens group having a positive refractive power formed on the object side in the second lens group;
f2B is a focal length of the second B lens group having a positive refractive power formed on the image side in the second lens group. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のズームレンズにおいて、
前記第３レンズ群は、少なくとも、物体側より順に正レンズおよび負レンズを有しており、かつ、次の条件を満足する
ことを特徴とするズームレンズ。
０．３＜ｆ３／ｆｔ＜１．２ ・・・（条件式４）
ここで、
ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 3,
The third lens group includes at least a positive lens and a negative lens in order from the object side, and satisfies the following condition.
0.3 <f3 / ft <1.2 (conditional expression 4)
here,
f3 is the focal length of the third lens group. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のズームレンズにおいて、
前記第４レンズ群は、物体側より順に正レンズと負レンズとを有し、かつ、以下の条件を満足する
ことを特徴とするズームレンズ。
１．５＜ｆ４／ｆｔ ・・・（条件式５）
ここで、ｆ４は前記第４レンズ群の焦点距離である。 The zoom lens according to any one of claims 1 to 4,
The fourth lens group includes a positive lens and a negative lens in order from the object side, and satisfies the following condition.
1.5 <f4 / ft (Condition 5)
Here, f4 is a focal length of the fourth lens group. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のズームレンズと、
前記ズームレンズが形成する光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置。 A zoom lens according to any one of claims 1 to 5;
An imaging device comprising: an imaging device that receives an optical image formed by the zoom lens and converts the optical image into an electrical image signal. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のズームレンズを交換レンズとして着脱できる筐体を有し、
前記筐体内に、前記ズームレンズが形成する光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像素子を収納したカメラ。 It has a housing which can attach and detach the zoom lens according to any one of claims 1 to 5 as an interchangeable lens,
A camera in which an image sensor that receives an optical image formed by the zoom lens and converts it into an electrical image signal is housed in the housing.
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