JP2015049285A - Zoom lens, imaging device, and video camera for monitoring - Google Patents

Zoom lens, imaging device, and video camera for monitoring Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom lens that has a variable power ratio of more than 25 times and a fewer pieces of components, the zoom lens being small in size and lightweight and being favorably corrected in the color aberration to a near infrared region, and having resolving power responding to an imaging element having 2-million pixels or more.SOLUTION: The zoom lens has a four-group configuration with a sequence of positive, negative, negative and positive powers, in which upon varying magnifications, the lens groups are moved in such a manner that the second lens group G2 is positioned closest to an object at a wide angle end and that the third lens group G3 is positioned closed to an image at a telephoto end. At least either of the second lens group G2 and the third lens group G3 includes a negative lens; and the negative lens satisfies [1]:1.50<nd<1.75 and [2]:60.0<νd<75.0, and [3]:θ-0.0015×νd<0.2550, where nd is a refractive index of the material constituting the negative lens, νd is an Abbe number of the material constituting the negative lens, and θis a partial dispersion ratio of the material constituting the negative lens.

Description

本発明は、焦点距離を変化させて画角を変化させる変倍機能を有するレンズに係り、主として、固体撮像素子を用いて被写体の画像データを取得するビデオカメラやTV(テレビジョン)カメラ、いわゆるディジタルカメラ等における撮像用光学系として用いられるズームレンズ、特に監視用途のビデオカメラにも好適なズームレンズおよびそのようなズームレンズを撮像用光学系として用いる撮像装置および監視用ビデオカメラに関するものである。   The present invention relates to a lens having a zooming function for changing a focal angle and changing an angle of view, and mainly a video camera or a TV (television) camera that obtains image data of a subject using a solid-state imaging device, so-called. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zoom lens used as an imaging optical system in a digital camera or the like, particularly a zoom lens suitable for a video camera for monitoring purposes, an imaging apparatus using such a zoom lens as an imaging optical system, and a monitoring video camera .

ビデオカメラやTVカメラには、それらのユーザから多岐にわたる要望がある。中でも、高画質化および小型化・軽量化は、常にユーザの欲するところであり、ユーザからの要望の大きなウエイトを占めている。そのため、それらのカメラの撮像光学系として用いるズームレンズにも、高性能化と小型化・軽量化の両立が求められている。
また、特に監視用途のビデオカメラ、すなわち監視カメラにおいては、波長900nm程度以下の近赤外域までの感度を必要とする撮像がなされることがある。例えば、充分な光量のある昼間は、近赤外光をカットして可視光のみで正確なカラー画像を取得し、光量が低下しがちな、悪天候時や薄暮・黎明時には、可視域から近赤外域までの光を全て透過させて光量を稼ぎ、夜間は可視光をカットして波長850nm程度の赤外線を投光・照明するというような運用が行われる。
このため、撮影レンズ、すなわち撮像用光学系として用いられるズームレンズには、可視域のみならず、近赤外域まで色収差が補正されていることが要求される。もしも、このように近赤外域までの色収差補正がなされていない場合には、可視光と近赤外光との切り替えに際してフォーカスを合わせ直す必要が生じたり、可視域から近赤外域までの光を全て透過させて使用する場合に充分な解像力が得られなくなったりするからである。
Video cameras and TV cameras have a wide variety of requests from their users. In particular, high image quality and miniaturization / lightening are always desired by users, and occupy a great demand from users. For this reason, zoom lenses used as the imaging optical system of these cameras are also required to achieve both high performance and downsizing / weight reduction.
In particular, in a video camera for surveillance, that is, a surveillance camera, imaging that requires sensitivity up to a near infrared region with a wavelength of about 900 nm or less may be performed. For example, during the daytime when there is enough light, the near-infrared light is cut off and an accurate color image is acquired using only visible light, and the amount of light tends to decrease. An operation is performed in which all the light up to the outside region is transmitted to increase the amount of light, and at night, visible light is cut and infrared rays having a wavelength of about 850 nm are projected and illuminated.
For this reason, a photographing lens, that is, a zoom lens used as an imaging optical system is required to correct chromatic aberration not only in the visible region but also in the near infrared region. If chromatic aberration correction to the near infrared region is not performed in this way, it may be necessary to refocus when switching between visible light and near infrared light, or light from the visible region to the near infrared region may be changed. This is because sufficient resolution cannot be obtained when all the light is transmitted.

さらに、変倍比についてもなるべく大きなものが望まれている。比較的遠距離の監視用途では、25倍を超え30倍に近い変倍比を有する比較的小型のズームレンズが、1つの選択肢として市場から支持されている。
このような監視用途のビデオカメラに適するズームレンズとしては、いくつかのタイプが考えられるが、高変倍化に適したものとして、物体側から像側へ向かって、順次、正の焦点距離、すなわち正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の焦点距離、すなわち負の屈折力を持つ第2レンズ群と、負の焦点距離、すなわち負の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の焦点距離、すなわち正の屈折力を持つ第4レンズ群とを配設してなる。変倍に際して、第2レンズ群は広角端において最も物体側に位置させ、第3レンズ群は望遠端において最も像側に位置させるように、変倍に伴って第2レンズ群と第3レンズ群を移動させるズームレンズがある。
このタイプのズームレンズにおいて色収差を良好に補正するためには、望遠側で軸上マージナル光線高さが大きくなる第1レンズ群および広角側で軸上マージナル光線高さが大きくなる第4レンズ群に、それぞれ、OHARA S−FPL51やOHARA S−FPL53(いずれも株式会社オハラ製の光学ガラスの硝材)に代表されるような特殊低分散ガラスを使用することが一般に行われる。また、第1レンズ群に回折光学素子を設け、回折光学素子が有する負の分散を用いて色収差を補正する提案もなされている。
Furthermore, it is desired that the zoom ratio is as large as possible. For relatively long-distance surveillance applications, a relatively small zoom lens having a zoom ratio of more than 25 times and close to 30 times is supported by the market as one option.
There are several types of zoom lenses suitable for such video cameras for surveillance applications, but in order to be suitable for high zooming, a positive focal length is sequentially increased from the object side to the image side. That is, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative focal length, that is, a negative refractive power, a third lens group having a negative focal length, that is, a negative refractive power, and a positive And a fourth lens group having a positive refractive power. During zooming, the second lens group and the third lens group are associated with zooming so that the second lens group is positioned closest to the object side at the wide-angle end and the third lens group is positioned closest to the image side at the telephoto end. There is a zoom lens that moves.
In order to satisfactorily correct chromatic aberration in this type of zoom lens, the first lens group in which the axial marginal ray height is increased on the telephoto side and the fourth lens group in which the axial marginal ray height is increased on the wide angle side. In general, special low dispersion glass such as OHARA S-FPL51 and OHARA S-FPL53 (both are glass materials of optical glass manufactured by OHARA INC.) Is generally used. There has also been proposed a technique in which a diffractive optical element is provided in the first lens group and chromatic aberration is corrected using negative dispersion of the diffractive optical element.

上述したタイプのズームレンズは、例えば、特許文献1(特開2008−197534号)、特許文献2(特開2008−241884号)および特許文献3(特開平10−54937号)等に開示されている。
特許文献1には、上述したタイプのズームレンズにおいて第1レンズ群に回折光学素子を含むものが示されている。
特許文献2には、同様のタイプのズームレンズで、回折光学素子は含まないが、近赤外域までの色収差補正を行っているものが示されている。
そして、特許文献3(特開平10−54937号)に示されたものも、同様のタイプのズームレンズで、回折光学素子を含まず、近赤外域までの色収差補正も行っていない。
The zoom lens of the type described above is disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-197534), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-241848), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-54937), and the like. Yes.
Patent Document 1 discloses a zoom lens of the type described above that includes a diffractive optical element in the first lens group.
Patent Document 2 discloses a similar type of zoom lens that does not include a diffractive optical element but corrects chromatic aberration up to the near infrared region.
And what is shown in patent document 3 (Unexamined-Japanese-Patent No. 10-54937) is also a zoom lens of the same type, does not include a diffractive optical element, and does not perform chromatic aberration correction to the near infrared region.

上述したように、特許文献1、特許文献2および特許文献3には、物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、負の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群とを配設し、変倍に際して、第2レンズ群は広角端において最も物体側に位置させ、第3レンズ群は望遠端において最も像側に位置させて、変倍に伴って第2レンズ群と第3レンズ群を移動させるズームレンズが開示されている。
しかしながら、特許文献1のズームレンズにおいては、第1レンズ群に回折光学素子を用いて色収差の補正を行っているが、可視域のみが考慮されているに過ぎず、近赤外域までの収差については何ら考慮されていない。
また、特許文献2のズームレンズにおいては、第1レンズ群および第4レンズ群に特殊低分散ガラスを使用して、近赤外域までの収差補正を行うことが示されているが、変倍比も22倍程度にとどまっており、その上、特にレンズ径の大きな第1レンズ群の構成枚数が多く、小型化・軽量化については考慮されていない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、負の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群とを配設し、変倍に伴って第2レンズ群と第3レンズ群を移動させるズームレンズにおいて、25倍を超える変倍比を有して、構成枚数が少なく、小型・軽量で、可視域から近赤外域までの色収差が良好に補正され、200万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有するズームレンズを提供することを目的としている。
As described above, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 sequentially describe a first lens group having a positive refractive power and a second lens having a negative refractive power in order from the object side to the image side. A lens group, a third lens group having negative refracting power, and a fourth lens group having positive refracting power are arranged, and at the time of zooming, the second lens group is positioned closest to the object side at the wide-angle end. A zoom lens is disclosed in which the third lens group is positioned closest to the image side at the telephoto end, and the second lens group and the third lens group are moved with zooming.
However, in the zoom lens of Patent Document 1, chromatic aberration is corrected using a diffractive optical element in the first lens group, but only the visible range is considered, and aberrations up to the near infrared range are considered. Is not considered at all.
Further, in the zoom lens of Patent Document 2, it is shown that aberration correction to the near infrared region is performed using special low dispersion glass for the first lens group and the fourth lens group. In addition, the number of the first lens group having a large lens diameter is particularly large, and the reduction in size and weight is not taken into consideration.
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and sequentially from the object side to the image side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, In a zoom lens in which a third lens group having a negative refractive power and a fourth lens group having a positive refractive power are arranged, and the second lens group and the third lens group are moved in accordance with zooming, 25 A zoom that has a zoom ratio that is more than double, has a small number of components, is compact and lightweight, has excellent chromatic aberration correction from the visible range to the near-infrared range, and has a resolution corresponding to an image sensor with 2 million pixels or more. It aims to provide a lens.

本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から像側へ向かって、順次、回折光学素子を含み正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群としてなり、
広角端と望遠端との間の変倍に伴って、前記第2レンズ群は広角端において最も物体側に位置し、前記第3レンズ群は望遠端において最も像側に位置するようにして、前記第2レンズ群および前記第3レンズ群を移動させるズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群および前記第3レンズ群の少なくとも一方に負レンズを含み、その負レンズは、
当該負レンズを構成する材料の屈折率をnd、当該負レンズを構成する材料のアッベ数をνd、そして当該負レンズを構成する材料の部分分散比をθC,A′とし、且つ
前記部分分散比θC,A′が、
前記負レンズを構成する材料のF線、C線およびA′線に対する屈折率を、それぞれn、nおよびnA′として、
θC,A′ = (n−nA′)/(n−n
で表されるとき、
下記条件式〔1〕、〔2〕、〔3〕:
〔1〕 1.50 < nd < 1.75
〔2〕 60.0 < νd < 75.0
〔3〕 θC,A′ − 0.0015×νd < 0.2550
を満足することを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, the zoom lens according to the present invention provides
From the object side to the image side, a first lens group including a diffractive optical element and having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power are sequentially formed.
With zooming between the wide-angle end and the telephoto end, the second lens group is located closest to the object side at the wide-angle end, and the third lens group is located closest to the image side at the telephoto end. In the zoom lens that moves the second lens group and the third lens group,
At least one of the second lens group and the third lens group includes a negative lens,
The refractive index of the material constituting the negative lens is nd, the Abbe number of the material constituting the negative lens is νd, the partial dispersion ratio of the material constituting the negative lens is θ C, A ′ , and the partial dispersion The ratio θ C, A ′ is
Refractive indexes for the F-line, C-line, and A′-line of the material constituting the negative lens are n F , n C, and n A ′ , respectively.
θ C, A ′ = (n C −n A ′ ) / (n F −n C )
When represented by
The following conditional expressions [1], [2], [3]:
[1] 1.50 <nd <1.75
[2] 60.0 <νd <75.0
[3] θ C, A′−0.0015 × νd <0.2550
It is characterized by satisfying.

すなわち、本発明に係るズームレンズによれば、
物体側から像側へ向かって、順次、回折光学素子を含み正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置してなり、
広角端と望遠端との間の変倍に伴って、前記第2レンズ群は広角端において最も物体側に位置し、前記第3レンズ群は望遠端において最も像側に位置するようにして、前記第2レンズ群および前記第3レンズ群を移動させるズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群および前記第3レンズ群の少なくとも一方に負レンズを含み、その負レンズは、
当該負レンズを構成する材料の屈折率をnd、当該負レンズを構成する材料のアッベ数をνd、そして当該負レンズを構成する材料の部分分散比をθC,A′とし、且つ
前記部分分散比θC,A′が、
前記負レンズを構成する材料のF線、C線およびA′線に対する屈折率を、それぞれn、nおよびnA′として、
θC,A′ = (n−nA′)/(n−n
で表されるとき、
下記条件式〔1〕、〔2〕、〔3〕:
〔1〕 1.50 < nd < 1.75
〔2〕 60.0 < νd < 75.0
〔3〕 θC,A′ − 0.0015×νd < 0.2550
を満足することにより、
25倍を超える変倍比を有して、構成枚数が少なく、小型・軽量で、可視域から近赤外域までの色収差を良好に補正して、少なくとも200万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有する構成とすることができる。
That is, according to the zoom lens according to the present invention,
A first lens group including a diffractive optical element and having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a negative refractive power in order from the object side to the image side And a fourth lens group having a positive refractive power,
With zooming between the wide-angle end and the telephoto end, the second lens group is located closest to the object side at the wide-angle end, and the third lens group is located closest to the image side at the telephoto end. In the zoom lens that moves the second lens group and the third lens group,
At least one of the second lens group and the third lens group includes a negative lens,
The refractive index of the material constituting the negative lens is nd, the Abbe number of the material constituting the negative lens is νd, the partial dispersion ratio of the material constituting the negative lens is θ C, A ′ , and the partial dispersion The ratio θ C, A ′ is
Refractive indexes for the F-line, C-line, and A′-line of the material constituting the negative lens are n F , n C, and n A ′ , respectively.
θ C, A ′ = (n C −n A ′ ) / (n F −n C )
When represented by
The following conditional expressions [1], [2], [3]:
[1] 1.50 <nd <1.75
[2] 60.0 <νd <75.0
[3] θ C, A′−0.0015 × νd <0.2550
By satisfying
Resolving power with a zoom ratio exceeding 25 times, small number of components, small size and light weight, with good correction of chromatic aberration from visible to near infrared, and at least 2 million pixels It can be set as the structure which has these.

本発明の第1の実施の形態である実施例1に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端(短焦点端)、(b)は中間焦点距離、そして(c)は望遠端(長焦点端)のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically the structure of the optical system of the zoom lens which concerns on Example 1 which is a 1st embodiment of this invention, and the zoom locus | trajectory accompanying zooming, (a) is a wide-angle end (short focus end), (B) is an intermediate focal length, and (c) is a cross-sectional view along the optical axis at each telephoto end (long focal end). 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの広角端(短焦点端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 3 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the wide angle end (short focal end) of the zoom lens according to Example 1 of the present invention shown in FIG. 1. 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 3 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 1 of the present invention shown in FIG. 1. 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの望遠端(長焦点端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 3 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the telephoto end (long focal end) of the zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 1. 本発明の第2の実施の形態に係る実施例2におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離、そして(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical system of the zoom lens in Example 2 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and the zoom locus | trajectory accompanying zooming, (a) is a wide angle end, (b) is an intermediate focus. The distance and (c) are cross-sectional views along the optical axis at each of the telephoto ends. 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the wide angle end of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 5. 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 2 of the present invention shown in FIG. 5. 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration at the telephoto end of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 5. 本発明の第3の実施の形態に係る実施例3におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離、そして(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical system of the zoom lens in Example 3 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, and the zoom locus | trajectory accompanying zooming, (a) is a wide angle end, (b) is an intermediate focus. The distance and (c) are cross-sectional views along the optical axis at each of the telephoto ends. 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 10 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the wide-angle end of the zoom lens according to Example 3 illustrated in FIG. 9. 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 10 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 3 illustrated in FIG. 9. 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 10 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the telephoto end of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention shown in FIG. 9. 本発明の第4の実施の形態に係る実施例4におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は短焦点端、(b)は中間焦点距離、そして(c)は長焦点端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system of a zoom lens and a zoom locus accompanying zooming in Example 4 according to the fourth embodiment of the present invention, where (a) is a short focal end, and (b) is an intermediate. Focal length and (c) are cross-sectional views along the optical axis at each of the long focal ends. 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 14 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the wide-angle end of the zoom lens according to Example 4 illustrated in FIG. 13. 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 14 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the intermediate focal length of the zoom lens according to Example 4 illustrated in FIG. 13. 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。FIG. 14 is an aberration curve diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma aberration at the telephoto end of the zoom lens according to Example 4 shown in FIG. 13. 本発明の第5の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the function structure of the digital camera as an imaging device which concerns on the 5th Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズを詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明に係るズームレンズの特徴について説明する。
本発明に係るズームレンズは、物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、負の屈折力を有する第3レンズ群、そして正の屈折力を有する第4レンズ群を配置してなり、変倍に際しては、第2レンズ群は広角端において最も物体側に位置し、第3レンズ群は望遠端において最も像側に位置し、変倍に伴って、これら第2レンズ群および第3レンズ群を移動させるズームレンズであって、さらに、次のような特徴を有している。
すなわち、本発明に係るズームレンズは、第1レンズ群に回折光学素子を含むとともに、第2レンズ群および第3レンズ群の少なくとも一方に負レンズを含み、その負レンズは、当該負レンズを構成する材料の屈折率をnd、当該負レンズを構成する材料のアッベ数をνd、そして当該負レンズを構成する材料の部分分散比をθC,A′とするとき、次の条件式〔1〕〜条件式〔3〕を満足することを特徴とする(請求項1に対応する)。
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a zoom lens according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Before describing specific examples, features of the zoom lens according to the present invention will be described first.
The zoom lens according to the present invention includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens having a negative refractive power in order from the object side to the image side. And a fourth lens group having a positive refractive power. In zooming, the second lens group is positioned closest to the object side at the wide-angle end, and the third lens group is positioned closest to the image side at the telephoto end. The zoom lens moves the second lens group and the third lens group in accordance with zooming, and has the following features.
That is, the zoom lens according to the present invention includes a diffractive optical element in the first lens group and a negative lens in at least one of the second lens group and the third lens group, and the negative lens constitutes the negative lens. When the refractive index of the material to be made is nd, the Abbe number of the material constituting the negative lens is νd, and the partial dispersion ratio of the material constituting the negative lens is θ C, A ′ , the following conditional expression [1] Conditional expression [3] is satisfied (corresponding to claim 1).

〔1〕 1.50 < nd < 1.75
〔2〕 60.0 < νd < 75.0
〔3〕 θC,A′ − 0.0015×νd < 0.2550
ここで、部分分散比θC,A′は、
θC,A′ = (n−nA′)/(n−n
であり、n、nおよびnA′は、それぞれ前記負レンズを構成する材料のF線、C線およびA′線に対する屈折率である。
また、本発明に係るズームレンズは、さらに、望遠端における全系の焦点距離をf、そして回折光学素子の回折部の焦点距離をfDOEとするとき、次の条件式〔4〕を満足することが望ましい(請求項2に対応する)。
〔4〕 0.01 < f/fDOE < 0.05
さらに、本発明に係るズームレンズは、第1レンズ群は1つ以上の正レンズを含み、当該第1レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値をν1GPとするとき、次の条件式〔5〕を満足することが望ましい(請求項3に対応する)。
[1] 1.50 <nd <1.75
[2] 60.0 <νd <75.0
[3] θ C, A′−0.0015 × νd <0.2550
Here, the partial dispersion ratio θ C, A ′ is
θ C, A ′ = (n C −n A ′ ) / (n F −n C )
N F , n C and n A ′ are the refractive indices of the material constituting the negative lens with respect to the F line, C line and A ′ line, respectively.
The zoom lens according to the present invention further satisfies the following conditional expression [4], where f T is the focal length of the entire system at the telephoto end, and f DOE is the focal length of the diffractive portion of the diffractive optical element. It is desirable (corresponding to claim 2).
[4] 0.01 <f T / f DOE <0.05
Furthermore, in the zoom lens according to the present invention, when the first lens group includes one or more positive lenses and the average value of the Abbe numbers of the materials of the positive lenses included in the first lens group is ν 1GP , It is desirable that the conditional expression [5] is satisfied (corresponding to claim 3).

〔5〕 75 < ν1GP < 96
また、本発明に係るズームレンズは、さらに、第2レンズ群および第3レンズ群の双方に負レンズを含み、当該負レンズは、上述した条件式〔1〕〜条件式〔3〕を満足することが望ましい(請求項4に対応する)。
本発明に係るズームレンズは、さらに、広角端における第3レンズ群と第4レンズ群との間隔をD34W、望遠端における第3レンズ群と第4レンズ群との間隔をD34T、そして広角端における全系の焦点距離をfとするとき、次の条件式〔6〕を満足することが望ましい(請求項5に対応する)。
〔6〕 2.5 < (D34W−D34T)/f < 6.0
本発明に係るズームレンズは、さらにまた、広角端から望遠端への変倍の間に、第3レンズ群の倍率が0となる状態が含まれるようにすることが望ましい(請求項6に対応する)。
そして、本発明に係るズームレンズは、さらに、第4レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸に沿った距離をL、そして第4レンズ群の最も物体側の面から像面までの光軸に沿った距離、すなわち該第4レンズ群より像側に屈折力を有さない光学素子が含まれる場合に、それが存在しないと仮定した空気換算長をT4F−Iとするとき、次の条件式〔7〕を満足することが望ましい(請求項7に対応する)。
[5] 75 <ν 1GP <96
The zoom lens according to the present invention further includes a negative lens in both the second lens group and the third lens group, and the negative lens satisfies the conditional expressions [1] to [3] described above. It is desirable (corresponding to claim 4).
In the zoom lens according to the present invention, the distance between the third lens group and the fourth lens group at the wide-angle end is D 34W , the distance between the third lens group and the fourth lens group at the telephoto end is D 34T , and the wide-angle when the focal length of the entire system at the end and f w, (corresponding to claim 5) is preferable to satisfy the following condition [6].
[6] 2.5 <(D 34W -D 34T) / f w <6.0
It is desirable that the zoom lens according to the present invention further includes a state in which the magnification of the third lens group becomes zero during zooming from the wide-angle end to the telephoto end (corresponding to claim 6). To do).
In the zoom lens according to the present invention, the distance along the optical axis from the most object side surface of the fourth lens group to the most image side surface is L 4 , and the most object side of the fourth lens group is The distance along the optical axis from the surface to the image surface, that is, when an optical element having no refracting power is included on the image side from the fourth lens group, the air equivalent length assumed to be absent is T 4F When −I , it is desirable that the following conditional expression [7] is satisfied (corresponding to claim 7).

〔7〕 0.2 < L/T4F−I < 0.5
また、本発明に係るズームレンズは、第2レンズ群が3枚以下のレンズで構成され、第3レンズ群が2枚以下のレンズで構成されることが望ましい(請求項8に対応する)。
さらに、本発明に係るズームレンズは、第1レンズ群が、物体側から、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、該負メニスカスレンズに接合された第1の正レンズと、像側よりも強い屈折力の凸面を物体側に向けた第2の正レンズとの3枚のレンズを配置して構成し、負メニスカスレンズと第1の正レンズとの接合界面に回折面が形成されることが望ましい(請求項9に対応する)。
また、本発明に係るズームレンズは、変倍に際して、第1レンズ群と第4レンズ群が像面に対して移動せずに固定されていることが望ましい(請求項10に対応する)。
そして、本発明に係る撮像装置は、上述したいずれかのズームレンズを撮像用光学系として備えて構成する(請求項11に対応する)。
また、本発明に係る監視用ビデオカメラは、上述したいずれかのズームレンズを撮像用光学素子として備えて構成する(請求項12に対応する)。
[7] 0.2 <L 4 / T 4F-I <0.5
In the zoom lens according to the present invention, it is desirable that the second lens group is composed of three or less lenses and the third lens group is composed of two or less lenses (corresponding to claim 8).
Further, in the zoom lens according to the present invention, the first lens group includes a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side sequentially from the object side, a first positive lens cemented to the negative meniscus lens, and an image. Three lenses, the second positive lens with the convex surface having a refractive power stronger than the lens side facing the object side, are arranged, and a diffractive surface is formed at the junction interface between the negative meniscus lens and the first positive lens. Is desirable (corresponding to claim 9).
In the zoom lens according to the present invention, it is desirable that the first lens group and the fourth lens group are fixed without moving with respect to the image plane during zooming (corresponding to claim 10).
The imaging apparatus according to the present invention includes any one of the zoom lenses described above as an imaging optical system (corresponding to claim 11).
A surveillance video camera according to the present invention includes any one of the zoom lenses described above as an imaging optical element (corresponding to claim 12).

次に、上述したような特徴を有する本発明に係るズームレンズについて、さらに詳細にその原理を説明する。
本発明に係るズームレンズのような、正−負−負−正の4つのレンズ群で構成されるズームレンズは、一般に、第2レンズ群が主要な変倍作用を負担する、いわゆるバリエータとして構成されることに加えて、第3レンズ群にも変倍作用を分担させることができ、高変倍化に適している。そこで、本発明に係るズームレンズにおいては、第2レンズ群が広角端において最も物体側に位置し、第3レンズ群が望遠端において最も像側に位置するようにして、第2レンズ群と第3レンズ群を移動させることによって、第3レンズ群が充分な変倍作用を呈するようにして、高変倍化を達成している。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔は一旦小さくなり、変倍の中間域で極値をとって、その後は再び大きくなる。第2レンズ群と第3レンズ群は、変倍作用を負担するバリエータとして一体的に作用するが、相互の間隔を変化させることで像面位置の補償を行い、いわゆるコンペンセータとしての機能を果たしていると考えることもできる。
Next, the principle of the zoom lens according to the present invention having the above-described features will be described in more detail.
A zoom lens including four lens groups of positive-negative-negative-positive, such as the zoom lens according to the present invention, is generally configured as a so-called variator in which the second lens group bears a main zooming action. In addition, the third lens group can share the zooming action, which is suitable for high zooming. Therefore, in the zoom lens according to the present invention, the second lens group and the second lens group are positioned closest to the object side at the wide-angle end and the third lens group is positioned closest to the image side at the telephoto end. By moving the three lens groups, the third lens group exhibits a sufficient zooming action, thereby achieving high zooming.
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the second lens group and the third lens group is temporarily reduced, takes an extreme value in the intermediate range of zooming, and then increases again. The second lens group and the third lens group function integrally as a variator that bears the zooming action, but compensate for the image plane position by changing the mutual distance, and serve as a so-called compensator. Can also be considered.

さらに、本発明に係るズームレンズにおいては、第1レンズ群に回折光学素子を用いるとともに、第2レンズ群と第3レンズ群の少なくとも一方に、以下の条件式〔1〕〜条件式〔3〕を満足する材料からなる負レンズを備える構成とした(請求項1に対応する)。
〔1〕 1.50 < nd < 1.75
〔2〕 60.0 < νd < 75.0
〔3〕 θC,A′ − 0.0015×νd < 0.2550
ここで、ndは当該負レンズを構成する材料の屈折率を、νdは当該負レンズを構成する材料のアッベ数を、そしてθC,Aは当該負レンズを構成する材料の部分分散比をそれぞれ表している。
なお、部分分散比をθC,A′は、
θC,A′ = (n−nA′)/(n−n
であり、n、nおよびnA′は、当該負レンズを構成する材料のF線、C線およびA′線に対する屈折率である。
高変倍化を図るため、特に望遠端の焦点距離を長くしようとすると、望遠側における軸上色収差の二次スペクトルの補正が困難となる。
Further, in the zoom lens according to the present invention, a diffractive optical element is used for the first lens group, and at least one of the second lens group and the third lens group includes the following conditional expressions [1] to [3]. It was set as the structure provided with the negative lens which consists of material which satisfies (corresponding to claim 1).
[1] 1.50 <nd <1.75
[2] 60.0 <νd <75.0
[3] θ C, A′−0.0015 × νd <0.2550
Here, nd is the refractive index of the material constituting the negative lens, νd is the Abbe number of the material constituting the negative lens, and θ C, A is the partial dispersion ratio of the material constituting the negative lens. Represents.
The partial dispersion ratio θ C, A ′ is
θ C, A ′ = (n C −n A ′ ) / (n F −n C )
N F , n C and n A ′ are the refractive indices of the material constituting the negative lens with respect to the F line, C line and A ′ line.
In order to increase the zoom ratio, especially when the focal length at the telephoto end is to be increased, it is difficult to correct the secondary spectrum of axial chromatic aberration on the telephoto side.

さらに、可視域のみならず近赤外域までの色収差を補正しようとすると、その難度はさらに高くなる。本発明においては、望遠側で軸上マージナル光線高さが大きくなる第1レンズ群に回折光学素子を設けることによって、望遠域の色収差を補正するようにしているが、近赤外域までの色収差補正を大きな変倍範囲の全域にわたって実現するためには、それだけでは充分ではない。
そこで、本発明に係るズームレンズにおいては、第2レンズ群と第3レンズ群の少なくとも一方に、条件式〔1〕〜条件式〔3〕を満足する範囲の屈折率、アッベ数および異常分散性を有する材料からなる負レンズを設けるようにする。このようにすることにより、25倍を超えるような変倍範囲の全域にわたって、可視域から近赤外域までの色収差を良好に補正することが可能となる。
変倍作用を負担するバリエータには、比較的大きな屈折力が必要であるため、負レンズを構成する材料の屈折率ndが、1.50以下になると単色収差の補正が不充分となる。また、負レンズを構成する材料のアッベ数νdが、60.0以下になると基本的な色収差の補正が不充分となる。さらに、負レンズを構成する材料の部分分散比θC,A′についても、θC,A′−0.0015×νdが、0.2550以上になると色収差の二次スペクトルの補正が不充分となる。特に、回折光学素子による色収差補正の効果が得られにくい広角端から中間焦点距離域において、これらの影響は大きい。一方、屈折率ndおよびアッベ数νdの条件式〔1〕および条件式〔2〕について、上限以上となるような材料は存在しないと思われ、仮に存在したとしても非常に特殊で且つ高価な材料となり、現実的ではない。
Furthermore, when it is attempted to correct chromatic aberration not only in the visible region but also in the near infrared region, the degree of difficulty is further increased. In the present invention, the diffractive optical element is provided in the first lens group in which the axial marginal ray height is increased on the telephoto side to correct the chromatic aberration in the telephoto range. Is not sufficient in order to realize over the entire zoom range.
Therefore, in the zoom lens according to the present invention, at least one of the second lens group and the third lens group has a refractive index, Abbe number, and anomalous dispersion within a range satisfying the conditional expressions [1] to [3]. A negative lens made of a material having the above is provided. By doing so, it is possible to satisfactorily correct chromatic aberration from the visible range to the near-infrared range over the entire zooming range exceeding 25 times.
Since the variator that bears the zooming action needs a relatively large refractive power, if the refractive index nd of the material constituting the negative lens is 1.50 or less, the correction of monochromatic aberration is insufficient. If the Abbe number νd of the material constituting the negative lens is 60.0 or less, the basic correction of chromatic aberration becomes insufficient. Furthermore, regarding the partial dispersion ratio θ C, A ′ of the material constituting the negative lens, if θ C, A′−0.0015 × νd is 0.2550 or more, the correction of the secondary spectrum of chromatic aberration is insufficient. Become. In particular, these influences are large in the intermediate focal length range from the wide-angle end where it is difficult to obtain the effect of correcting the chromatic aberration by the diffractive optical element. On the other hand, regarding the conditional expressions [1] and [2] of the refractive index nd and the Abbe number νd, there seems to be no material that exceeds the upper limit, and even if it exists, it is a very special and expensive material. It is not realistic.

また、本発明に係るズームレンズにおいて、第1レンズ群に設ける回折光学素子は、次の条件式〔4〕を満足することが望ましい(請求項2に対応する)。
〔4〕 0.61 < f/fDOE < 0.05
ここで、fは、望遠端における全系の焦点距離を、そしてfDOEは回折光学素子の回折部の焦点距離をそれぞれ表している。
ここで、回折光学素子の回折部の焦点距離fDOEは、
DOE=−1/(2×C2)
で表される。
/fDOEが0.01以下となるほどに回折光学素子の屈折力が弱いと、望遠域における色収差補正を充分に行うことが難しくなる。一方、f/fDOEが0.05以上となるほど回折光学素子の屈折力が強いと、望遠側における色収差が補正過剰となって、これも好ましくない。
さらに、本発明に係るズームレンズにおいて、第1レンズ群に含まれる正レンズは、次の条件式〔5〕を満足することが望ましい(請求項3に対応する)。
〔5〕 75 < ν1GP < 96
ここで、ν1GPは第1レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値を表している。
In the zoom lens according to the present invention, it is desirable that the diffractive optical element provided in the first lens group satisfies the following conditional expression [4] (corresponding to claim 2).
[4] 0.61 <f T / f DOE <0.05
Here, f T represents the focal length of the entire system at the telephoto end, and f DOE represents the focal length of the diffractive portion of the diffractive optical element.
Here, the focal length f DOE of the diffractive portion of the diffractive optical element is
f DOE = -1 / (2 × C2)
It is represented by
If the refractive power of the diffractive optical element is so weak that f T / f DOE is 0.01 or less, it becomes difficult to sufficiently perform chromatic aberration correction in the telephoto range. On the other hand, when the refractive power of the diffractive optical element is so strong that f T / f DOE is 0.05 or more, the chromatic aberration on the telephoto side is excessively corrected, which is also not preferable.
Furthermore, in the zoom lens according to the present invention, it is desirable that the positive lens included in the first lens group satisfies the following conditional expression [5] (corresponding to claim 3).
[5] 75 <ν 1GP <96
Here, ν 1GP represents the average value of the Abbe number of the material of the positive lens included in the first lens group.

正レンズ材料のアッベ数の平均値ν1GPが75以下であると、第1レンズ群に回折光学素子を設けたとしても望遠域の色収差補正が不充分になり易い。一方、ν1GPが96以上の材料は一般的に存在しないか、あるいは仮に存在したとしても非常に特殊で且つ高価であり、現実的でない。
なお、さらに望ましくは、次の条件式〔5′〕を満足すると良い。
〔5′〕 80 < ν1GP < 96
また、上述した条件式〔1〕〜条件式〔3〕を満足する材料からなる負レンズは、第2レンズ群および第3レンズ群の双方に設けることが望ましい(請求項4に対応する)。
第2レンズ群は、広角域において軸上と軸外の光線が分離して通過し、望遠域では軸上と軸外の光線がほぼ同じ箇所を通過するが、第3レンズ群は広角域・望遠域での軸上・軸外光束の通り方に第2レンズ群ほど大きな差がない。これら2つのレンズ群の双方に上述した条件式〔1〕〜条件式〔3〕を満足する材料からなる負レンズを設けることで、それぞれの補正効果が組み合わさって、変倍範囲の全域にわたって色収差補正のバランスを取ることが容易になる。
If the average value ν 1GP of the Abbe number of the positive lens material is 75 or less, even if a diffractive optical element is provided in the first lens group, correction of chromatic aberration in the telephoto range tends to be insufficient. On the other hand, a material having ν 1GP of 96 or more does not generally exist, or even if it exists, it is very special and expensive and is not practical.
More preferably, the following conditional expression [5 ′] should be satisfied.
[5 ′] 80 <ν 1GP <96
Further, it is desirable that the negative lens made of a material satisfying the conditional expressions [1] to [3] is provided in both the second lens group and the third lens group (corresponding to claim 4).
In the second lens group, on-axis and off-axis rays pass separately in the wide-angle range, and on-axis and off-axis rays pass through almost the same part in the telephoto range. There is no difference as much as the second lens group in the way of on-axis and off-axis light beams in the telephoto range. By providing a negative lens made of a material that satisfies the above-mentioned conditional expressions [1] to [3] in both of these two lens groups, the correction effects are combined, and chromatic aberration over the entire zoom range. It becomes easy to balance the correction.

そして、本発明に係るズームレンズを、さらに高変倍に適したものとするためには、次の条件式〔6〕を満足することが望ましい(請求項5に対応する)。
〔6〕 2.5 < (D34W−D34T)/f < 6.0
ここで、D34Wは広角端における第3レンズ群と第4レンズ群との間隔を、D34Tは望遠端における第3レンズ群と第4レンズ群との間隔を、そしてfは広角端における全系の焦点距離をそれぞれ表している。
条件式〔6〕における(D34W−D34T)/fが2.5以下であると第3レンズ群の変倍への寄与が小さくなり、(D34W−D34T)/fが6.0以上であると第2レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、いずれにせよ収差補正に無理が生じ易くなる。また、このタイプのズームレンズにおいては、望遠域の開放F値が開口絞りではなく第1レンズ群の有効径で規制されるように構成することができるが、その場合、(D34W−D34T)/fが2.5より大きいことは、第3レンズ群の有効径を小さくする効果があり、このことも収差補正に有利に働く。
また、本発明に係るズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍の過程で、第3レンズ群の倍率が0となる状態が含まれることが望ましい(請求項6に対応する)。
In order to make the zoom lens according to the present invention more suitable for high zoom ratio, it is desirable to satisfy the following conditional expression [6] (corresponding to claim 5).
[6] 2.5 <(D 34W -D 34T) / f w <6.0
Here, D 34W is the distance between the third lens group and the fourth lens group at the wide angle end, D 34T is the distance between the third lens group and the fourth lens group at the telephoto end, and f w is at the wide angle end. It represents the focal length of the entire system.
Contribution of the condition in [6] to (D 34W -D 34T) / f w is is the third lens group at 2.5 or less magnification is reduced, the (D 34W -D 34T) / f w 6 If it is greater than or equal to 0.0, the contribution of the second lens group to the zooming becomes small, and in any case, it becomes easy to cause difficulty in correcting aberrations. In addition, this type of zoom lens can be configured such that the open F value in the telephoto range is regulated not by the aperture stop but by the effective diameter of the first lens group. In this case, (D 34W -D 34T ) / it f w is greater than 2.5, has the effect of reducing the effective diameter of the third lens group, favoring also the aberration correcting this.
In the zoom lens according to the present invention, it is preferable that the zoom lens includes a state in which the magnification of the third lens unit becomes 0 in the process of zooming from the wide-angle end to the telephoto end (corresponding to claim 6).

第3レンズ群の倍率が0となる状態とは、第1レンズ群と第2レンズ群との合成屈折力が0となる状態であり、この状態を境として第2レンズ群と第3レンズ群の倍率の符号が逆転する(第3レンズ群の倍率が0となるとき、第2レンズ群の倍率は無限大となる)。この状態を含むようにズームレンズを構成することにより、第2レンズ群と第3レンズ群の変倍への寄与をバランスさせ、より良好な収差補正を実現することが可能となる。
さらに、本発明に係るズームレンズにおいては、また、主要な結像作用を負担する第4レンズ群の配置に関して、次の条件式〔7〕を満足することが望ましい(請求項7に対応する)。
〔7〕 0.2 < L/T4F−I < 0.5
ここで、Lは第4レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸に沿った距離を、そしてT4F−Iは第4レンズ群の最も物体側の面から像面までの光軸に沿った距離であって、該第4レンズ群より像側に屈折力を有さない光学素子が含まれる場合に、それが存在しないと仮定した空気換算長をそれぞれ表している。
条件式〔7〕におけるL/T4F−Iが0.2以下であると、第4レンズ群の構成に関する自由度が阻害され、各種の収差補正が困難となる場合がある。
The state in which the magnification of the third lens group is 0 is a state in which the combined refractive power of the first lens group and the second lens group is 0. With this state as a boundary, the second lens group and the third lens group Is reversed (when the magnification of the third lens group becomes 0, the magnification of the second lens group becomes infinite). By configuring the zoom lens so as to include this state, it is possible to balance the contribution of the second lens group and the third lens group to the zooming and realize better aberration correction.
Furthermore, in the zoom lens according to the present invention, it is desirable that the following conditional expression [7] is satisfied with respect to the arrangement of the fourth lens group that bears the main image forming action (corresponding to claim 7). .
[7] 0.2 <L 4 / T 4F-I <0.5
Here, L 4 is a distance along the optical axis from the most object side surface of the fourth lens group to the most image side surface, and T 4F-I is an image from the most object side surface of the fourth lens group. A distance along the optical axis to the surface, and when an optical element having no refracting power is included on the image side from the fourth lens group, an air conversion length assumed to be absent, respectively. Yes.
If L 4 / T 4F-I in conditional expression [7] is 0.2 or less, the degree of freedom regarding the configuration of the fourth lens group may be hindered, and various aberration corrections may be difficult.

一方、L/T4F−Iが0.5以上であると、第4レンズ群と像面との間に充分な空間を確保することができず、赤外光カットフィルタや可視光カットフィルタ等の切替機構を配設するのに支障をきたしたり、第4レンズ群内の各面やフィルタの反射によるゴーストが発生し易くなったりして好ましくない。
なお、さらに望ましくは、次の条件式〔7′〕を満足すると良い。
〔7′〕 0.2 < L/T4F−I < 0.4
さらにまた、本発明に係るズームレンズにおいて、第2レンズ群は3枚以下のレンズで構成され、第3レンズ群は2枚以下のレンズで構成されることが望ましい(請求項8に対応する)。
そして、本発明に係るズームレンズにおいて、第1レンズ群は、物体側から、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、その負メニスカスレンズに接合された第1の正レンズと、物体側に像側よりも強い屈折力の凸面を向けた第2の正レンズとを配置して、3枚のレンズで構成され、負メニスカスレンズと第1の正レンズとの接合界面に回折面が形成されることが望ましい(請求項9に対応する)。
上述のような構成によって、本発明の効果が明確に発揮され、一層小型で且つ軽量のズームレンズとすることが可能となる。
On the other hand, if L 4 / T 4F-I is 0.5 or more, a sufficient space cannot be secured between the fourth lens group and the image plane, and an infrared light cut filter or a visible light cut filter It is not preferable that a switching mechanism such as the above is hindered, and a ghost is easily generated due to reflection of each surface or filter in the fourth lens group.
It is more desirable to satisfy the following conditional expression [7 ′].
[7 ′] 0.2 <L 4 / T 4F-I <0.4
Furthermore, in the zoom lens according to the present invention, it is desirable that the second lens group is composed of three or less lenses, and the third lens group is composed of two or less lenses (corresponding to claim 8). .
In the zoom lens according to the present invention, the first lens group includes, in order from the object side, a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side, a first positive lens cemented to the negative meniscus lens, and an object A second positive lens having a convex surface having a refractive power stronger than that of the image side is disposed on the side, and is composed of three lenses. A diffractive surface is formed at the junction interface between the negative meniscus lens and the first positive lens. Preferably it is formed (corresponding to claim 9).
With the configuration as described above, the effects of the present invention are clearly exhibited, and a zoom lens that is smaller and lighter can be obtained.

なお、本発明の効果をさらに効果的に発揮するために、より具体的には、第2レンズ群を、物体側から、順次、負レンズ−正レンズ−負レンズの3枚構成とすることが望ましく、第3レンズ群を、物体側から、順次、負レンズ−正レンズの2枚構成とすることが望ましい。
また、本発明に係るズームレンズにおいて、変倍に際して、第1レンズ群と第4レンズ群は像面に対して移動させることなく固定的に配置されていることが望ましい(請求項10に対応する)。
いわゆるTVカメラ等を含むビデオカメラ用のズームレンズとしては、手持ち撮影等の便宜の面においても、一般的に、全長が一定で、変倍に際して重量バランスが変化しないことが望まれており、第1レンズ群と第4レンズ群を移動させないようにする構成によって、それを具現化することが可能となる。また、移動群が少ないことは機構面でも有利であり、部品点数の低減や軽量化、さらには信頼性の向上につながる。
さらに、第4レンズ群は、少なくとも3枚の正レンズを有し、次の条件式〔8〕を満足することが望ましい。
〔8〕 75 < ν4GP < 96
ここで、ν4GPは、上記少なくとも3枚の正レンズのアッベ数の平均値を表している。
In order to achieve the effect of the present invention more effectively, more specifically, the second lens group may be configured by three lenses of a negative lens, a positive lens, and a negative lens sequentially from the object side. Desirably, it is desirable that the third lens group has a negative lens-positive lens structure in order from the object side.
In the zoom lens according to the present invention, it is desirable that the first lens unit and the fourth lens unit are fixedly arranged without being moved with respect to the image plane during zooming. ).
As a zoom lens for a video camera including a so-called TV camera or the like, it is generally desired that the overall length is constant and the weight balance does not change upon zooming, in terms of convenience such as hand-held shooting. The configuration in which the first lens group and the fourth lens group are not moved can be realized. In addition, the small number of moving groups is advantageous in terms of mechanism, leading to reduction in the number of parts, weight reduction, and improvement in reliability.
Further, it is desirable that the fourth lens group has at least three positive lenses and satisfies the following conditional expression [8].
[8] 75 <ν 4GP <96
Here, ν 4GP represents an average value of the Abbe number of the at least three positive lenses.

第4レンズ群をこのように構成することで、特に変倍範囲の広角域において、可視域から近赤外域までの色収差をさらに良好に補正することが可能となる。
そして、各レンズ群の屈折力は、それぞれ次の条件式〔9〕〜条件式〔12〕を満足することが望ましい。
〔9〕 6.0 < f/f < 12.0
〔10〕 −5.0 < f/f < −2.0
〔11〕 −4.5 < f/f < −1.5
〔12〕 1.5 < f/f < 4.5
ここで、fは第1レンズ群の焦点距離を、fは第2レンズ群の焦点距離を、fは第3レンズ群の焦点距離を、fは第4レンズ群の焦点距離を、そしてfは広角端における全系の焦点距離をそれぞれ表している。
各レンズ群の屈折力を条件式〔9〕〜条件式〔12〕の範囲に収めることによって、25倍を超える変倍比を有し、望遠端の半画角が0.5度程度となるようなズームレンズに、さらに適したものとなる。
本発明に係るズームレンズにおいて、有限距離へのフォーカシングを行う方法としては、各種の方法が考えられるが、最も簡単には、第1レンズ群を移動させることによってフォーカシングを行うことができる。
By configuring the fourth lens group in this way, chromatic aberration from the visible range to the near infrared range can be corrected more satisfactorily, particularly in the wide-angle range of the zoom range.
The refractive power of each lens group preferably satisfies the following conditional expressions [9] to [12].
[9] 6.0 <f 1 / f W < 12.0
[10] -5.0 <f 2 / f W < -2.0
[11] -4.5 <f 3 / f W < -1.5
[12] 1.5 <f 4 / f W < 4.5
Here, f 1 is the focal length of the first lens group, f 2 is the focal length of the second lens group, f 3 is the focal length of the third lens group, and f 4 is the focal length of the fourth lens group. , F W represents the focal length of the entire system at the wide angle end.
By keeping the refractive power of each lens unit in the range of conditional expression [9] to conditional expression [12], it has a zoom ratio exceeding 25 times and the half angle of view at the telephoto end is about 0.5 degrees. It becomes more suitable for such a zoom lens.
In the zoom lens according to the present invention, various methods are conceivable as a method for performing the focusing to a finite distance, but the focusing can be performed most simply by moving the first lens group.

次に、本発明に係るズームレンズ、撮像装置および監視用ビデオカメラのさらに具体的な実施の形態およびその実施例について説明する。ここでは、本発明に係るズームレンズの具体的な実施の形態としての第1の実施の形態〜第4の実施の形態について、それぞれ具体的な実施例としての実施例1〜実施例4により説明する。
図1〜図4は、本発明の第1の実施の形態としての実施例1に係るズームレンズを説明するためのものである。図5〜図8は、本発明の第2の実施の形態としての実施例2に係るズームレンズを説明するためのものである。図9〜図12は、本発明の第3の実施の形態としての実施例3に係るズームレンズを説明するためのものである。
図13〜図16は、本発明の第4の実施の形態としての実施例4に係るズームレンズを説明するためのものである。
実施例1〜実施例4のズームレンズは、いずれも、物体側から像側へ、順次、正の屈折力を有し、回折光学素子を備える第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、負の屈折力を有する第3レンズ群、そして正の屈折力を有する第4レンズ群を配置して、いわゆる正−負−負−正の4群構成のズームレンズを構成する。
なお、それぞれ第1の実施の形態、第2の実施の形態および第4の実施の形態にそれぞれ対応する実施例1、実施例2および実施例4における最大像高は、4.0mmであり、第3の実施の形態に対応する実施例3における最大像高は、4.5mmである。
Next, more specific embodiments and examples of the zoom lens, the imaging device, and the surveillance video camera according to the present invention will be described. Here, the first embodiment to the fourth embodiment as specific embodiments of the zoom lens according to the present invention will be described with reference to Examples 1 to 4 as specific examples, respectively. To do.
1 to 4 illustrate a zoom lens according to Example 1 as the first embodiment of the present invention. 5 to 8 are diagrams for explaining a zoom lens according to Example 2 as the second embodiment of the present invention. FIGS. 9-12 is for demonstrating the zoom lens based on Example 3 as the 3rd Embodiment of this invention.
FIGS. 13-16 is for demonstrating the zoom lens based on Example 4 as the 4th Embodiment of this invention.
Each of the zoom lenses according to Examples 1 to 4 has a positive refractive power sequentially from the object side to the image side, a first lens group including a diffractive optical element, and a second lens having a negative refractive power. A lens group, a third lens group having negative refractive power, and a fourth lens group having positive refractive power are arranged to constitute a so-called positive-negative-negative-positive four-group zoom lens.
The maximum image heights in Example 1, Example 2, and Example 4 corresponding to the first embodiment, the second embodiment, and the fourth embodiment, respectively, are 4.0 mm. The maximum image height in Example 3 corresponding to the third embodiment is 4.5 mm.

各実施の形態としての各実施例において、平行平板状の光学要素は、第4レンズ群G4の像面側の光路上に配設される。この平行平板状の光学要素は、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、CMOS(相補型金属酸化物半導体)イメージセンサまたはCCD(電荷結合素子)イメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものである。ここでは、等価的な透明平行平板として示し、フィルタ等FGと総称することにする。また、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配設される平行平板状の光学要素は、光量調整用のND(中間濃度〜減光)フィルタを想定したものである。ここでは、等価的な透明平行平板として示し、調整フィルタNDと総称することにする。
また、レンズの材質は、第1の実施の形態〜第4の実施の形態のそれぞれ実施例1〜実施例4の全ての実施例において、第1レンズ群が有する回折部に樹脂材料が使用されているが、その他は、全て光学ガラスを用いている。これら実施例1〜実施例4の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、株式会社オハラ(OHARA)の製品の光学硝種名で示している。
実施例1〜実施例4の各実施例の収差は、充分に補正されており、200万画素以上の解像度の撮像素子への対応が可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することによって、充分な小型化を達成しながら、近赤外の領域まで色収差が補正され、非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜実施例4の各実施例より明らかである。
In each example as each embodiment, the parallel plate-like optical element is disposed on the optical path on the image plane side of the fourth lens group G4. This parallel plate-shaped optical element covers various filters such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and a light-receiving image sensor such as a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor or a CCD (charge coupled device) image sensor. Glass (seal glass) is assumed. Here, it is shown as an equivalent transparent parallel plate and is generically referred to as a filter or the like FG. Further, the parallel plate-like optical element disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 assumes an ND (intermediate density to dimming) filter for light amount adjustment. Here, it is shown as an equivalent transparent parallel plate and is collectively referred to as an adjustment filter ND.
In addition, as for the material of the lens, a resin material is used for the diffractive portion of the first lens group in each of Examples 1 to 4 of the first to fourth embodiments. However, all others use optical glass. The glass material of the optical glass used in each of Examples 1 to 4 is indicated by the optical glass type name of the product of OHARA Co., Ltd.
The aberrations of the first to fourth embodiments are sufficiently corrected, and can be applied to an image sensor with a resolution of 2 million pixels or more. By configuring the zoom lens as in the present invention, it is possible to correct chromatic aberration up to the near-infrared region and achieve a very good image performance while achieving a sufficiently small size. It is clear from each example of Example 4.

実施例1〜実施例4の各実施例に共通な記号の意味は、次の通りである。
f:全系の焦点距離
F:F値(Fナンバ)
ω:半画角
r:曲率半径
d:面間隔
nd:屈折率
νd:アッベ数
θC,A′:部分分散比=(n−nA′)/(n−n
:位相関数の2次係数
:位相関数の4次係数
K:非球面の円錐定数
:非球面式の4次係数
:非球面式の6次係数
:非球面式の8次係数
ただし、ここで用いられる回折面は、基準波長をλ、光軸からの高さをhとして、次の位相関数の式〔21〕で定義される。なお、結像光には、1次回折光を使用し、回折部の屈折力は−2・Cとなる。
The meanings of symbols common to the first to fourth embodiments are as follows.
f: Focal length of the entire system F: F value (F number)
ω: Half angle of view r: Radius of curvature d: Spacing between surfaces nd: Refractive index νd: Abbe number θ C, A ′ : Partial dispersion ratio = (n C −n A ′ ) / (n F −n C )
C 2 : Second-order coefficient of phase function C 4 : Fourth-order coefficient of phase function K: Aspherical conical constant A 4 : Fourth-order coefficient of aspheric expression A 6 : Sixth-order coefficient of aspheric expression A 8 : Aspheric surface However, the diffraction plane used here is defined by the following phase function equation [21], where λ is the reference wavelength and h is the height from the optical axis. Note that the imaging beam, 1 use the order diffracted light, the refractive power of the diffractive portion becomes -2 · C 2.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

また、第4の実施の形態としての実施例4では、非球面が用いられており、ここで用いられる非球面形状は、近軸曲率半径をR、光軸からの高さをHとして、円錐定数Kおよび各次数の非球面係数A〜Aを用い、Xを光軸方向における非球面量として、次の非球面の式〔22〕で定義され、近軸曲率半径Rおよび円錐定数K、並びに非球面係数A
を与えて形状を特定する。
In Example 4 as the fourth embodiment, an aspherical surface is used. The aspherical shape used here is a cone having a paraxial radius of curvature R and a height from the optical axis H. Using the constant K and the aspheric coefficients A 4 to A 8 of the respective orders, where X is the amount of the aspheric surface in the optical axis direction, it is defined by the following aspheric expression [22], and the paraxial radius of curvature R and the conic constant K As well as the aspheric coefficient A 4 ~
Specifying the shape giving A 8.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

次に、上述した本発明に基づく、具体的な実施の形態および実施例を詳細に説明する。
以下に述べる本発明の第1の実施の形態の実施例1〜第4の実施の形態の実施例4は、本発明に係るズームレンズの数値例による具体的な構成の実施例である。
〔第1の実施の形態〕
まず、上述した本発明の第1の実施の形態としての具体的な実施例1に係るズームレンズを詳細に説明する。
Next, specific embodiments and examples based on the present invention described above will be described in detail.
Examples 1 to 4 of the first embodiment of the present invention to be described below are examples of specific configurations based on numerical examples of the zoom lens according to the present invention.
[First Embodiment]
First, the zoom lens according to the specific example 1 as the first embodiment of the present invention described above will be described in detail.

実施例1は、本発明の第1の実施の形態に係るズームレンズの具体的な構成の実施例(数値実施例)である。
図1〜図4は、本発明の第1の実施の形態としての実施例1(数値実施例1)に係るズームレンズを説明するためのものである。
すなわち、図1は、本発明の第1の実施の形態に係る実施例1のズームレンズの光学系におけるレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示している。図1の(a)は短焦点端、すなわち広角端における光軸に沿った断面図、(b)は所定の中間焦点距離における光軸に沿った断面図、そして(c)は長焦点端、すなわち望遠端における光軸に沿った断面図である。
図1に示すズームレンズは、物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間には、調整フィルタNDおよび開口絞りADを配している。
Example 1 is an example (numerical example) of a specific configuration of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
1 to 4 illustrate a zoom lens according to Example 1 (Numerical Example 1) as the first embodiment of the present invention.
That is, FIG. 1 shows the lens configuration in the optical system of the zoom lens of Example 1 according to the first embodiment of the present invention and the short focal end, that is, the long focal end, that is, the predetermined focal length from the wide angle end. A zoom locus accompanying zooming to the telephoto end is schematically shown. 1A is a short focal end, that is, a cross-sectional view along the optical axis at the wide-angle end, FIG. 1B is a cross-sectional view along the optical axis at a predetermined intermediate focal length, and FIG. 1C is a long focal end. That is, it is a sectional view along the optical axis at the telephoto end.
The zoom lens shown in FIG. 1 has, in order from the object side to the image side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a negative refractive power. A third lens group G3 having a positive refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are disposed. An adjusting filter ND and an aperture stop AD are disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.

第1レンズ群G1は、物体側から像側へ向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2および第3レンズL3を配置してなる。第2レンズ群G2は、物体側から像側へ向かって、順次、第4レンズL4、第5レンズL5および第6レンズL6を配置してなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ向かって、順次、第7レンズL7および第8レンズL8を配置してなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ向かって、順次、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、第12レンズL12、第13レンズL13および第14レンズL14を配置してなる。さらに、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に物体側から像側へ向かって、順次、調整フィルタNDおよび開口絞りADを配置して介挿し、第4レンズ群G4と像面との間に、フィルタ等FGを介挿している。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等の操作に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、第4レンズ群G4と一体的に動作する。図1には、各光学面の面番号も示している。
なお、図1における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
The first lens group G1 is formed by sequentially arranging a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3 from the object side to the image side. The second lens group G2 is formed by sequentially arranging a fourth lens L4, a fifth lens L5, and a sixth lens L6 from the object side to the image side. The third lens group G3 is formed by sequentially arranging a seventh lens L7 and an eighth lens L8 from the object side to the image side. The fourth lens group G4 sequentially includes a ninth lens L9, a tenth lens L10, an eleventh lens L11, a twelfth lens L12, a thirteenth lens L13, and a fourteenth lens L14 from the object side to the image side. It becomes. Further, an adjustment filter ND and an aperture stop AD are sequentially arranged between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 from the object side to the image side, and are inserted between the fourth lens group G4 and the image plane. An FG such as a filter is inserted between the two.
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during an operation such as zooming. It operates integrally with the fourth lens group G4. FIG. 1 also shows the surface numbers of the optical surfaces.
Note that each reference symbol in FIG. 1 is used independently for each embodiment in order to avoid complication of explanation due to an increase in the number of digits of the reference symbol. Therefore, a reference symbol common to the drawings according to the other embodiments. Even if attached, they are not necessarily a common configuration with other embodiments.

広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は、移動せずに固定的に位置しており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔dAが増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔dBは、中間焦点距離で一旦減小して、その後に増大し、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減小するように移動する。
このような図1に示す実施例1に係るズームレンズのさらに詳細なレンズ構成について説明する。
第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズL1と、薄い樹脂材料からなる第1の樹脂層P1と、薄い樹脂材料からなる第2の樹脂層P2をもって構成される回折光学素子と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、そして物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズL3とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2を挟んで互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、接合レンズを形成している。ここで、第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2との境界面に回折面を形成しており、一体に結合された第1レンズL1と第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2と第2レンズL2とで、回折光学素子としての接合レンズを構成している。
During zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end), the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixedly positioned without moving, and the second lens The group G2 and the third lens group G3 move to increase the distance dA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the distance dB between the second lens group G2 and the third lens group G3 is intermediate. The focal length is once reduced and then increased, and the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 is decreased.
A more detailed lens configuration of the zoom lens according to Example 1 shown in FIG. 1 will be described.
The first lens group G1 includes a first lens L1 made of a negative meniscus lens having a concave surface directed to the image side in order from the object side to the image side, a first resin layer P1 made of a thin resin material, and thin. A diffractive optical element including a second resin layer P2 made of a resin material, a second lens L2 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side A third lens L3 is disposed. The two lenses, the first lens L1 and the second lens L2, are closely bonded to each other with the first resin layer P1 and the second resin layer P2 interposed therebetween to form a cemented lens. Yes. Here, a diffractive surface is formed at the boundary surface between the first resin layer P1 and the second resin layer P2, and the first lens L1, the first resin layer P1, and the second resin that are integrally coupled to each other. The layer P2 and the second lens L2 constitute a cemented lens as a diffractive optical element.

第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第4レンズL4と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第5レンズL5と、そして像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第6レンズL6とを配している。第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第7レンズL7と、そして物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
平行平板状のND(中間濃度)減光フィルタ等の光量調整用のフィルタからなる調整フィルタNDは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に介挿配置されており、さらに開口絞りADは、調整フィルタNDと第4レンズ群G4との間に介挿配置されている。
The second lens group G2 includes, from the object side to the image side, a fourth lens L4 composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the object side surface toward the image side, and the object side from the image surface side. A fifth lens L5 composed of a biconvex lens having a convex surface having a large curvature and a sixth lens L6 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface are disposed on the image side. The two lenses of the fifth lens L5 and the sixth lens L6 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The third lens group G3 includes, from the object side to the image side, a seventh lens L7 including a biconcave lens having a concave surface with a larger curvature than the object side surface, and a convex surface toward the object side. And an eighth lens L8 made of a positive meniscus lens. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
An adjustment filter ND composed of a light amount adjustment filter such as a parallel plate-like ND (intermediate density) neutral density filter is interposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and further has an aperture. The stop AD is interposed between the adjustment filter ND and the fourth lens group G4.

第4レンズ群G4は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第9レンズL9と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第11レンズL11と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第12レンズL12と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第13レンズL13と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第14レンズL14とを配している。
第11レンズL11と第12レンズL12の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。第13レンズL13と第14レンズL14の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
平行平板状の光学的な各種フィルタや、受光撮像素子のカバーガラス等のフィルタ等FGは、第4レンズ群G4の像面側の光路上に第4レンズ群G4の像面側に配置されている。
The fourth lens group G4 includes, in order from the object side to the image side, a ninth lens L9 including a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the object side surface on the image side, and an image side surface on the object side. A tenth lens L10 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature, an eleventh lens L11 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the image side surface on the object side, and an object side surface on the image side A twelfth lens L12 made of a biconcave lens having a concave surface with a larger curvature, a thirteenth lens L13 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image side, and an image side lens on the object side. A fourteenth lens L14 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the surface is disposed.
The two lenses of the eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses. The two lenses of the thirteenth lens L13 and the fourteenth lens L14 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
FGs such as various parallel plate optical filters and filters such as a cover glass of the light receiving image sensor are arranged on the image plane side of the fourth lens group G4 on the optical path on the image plane side of the fourth lens group G4. Yes.

この場合、図1に示すように、広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は、移動せずに固定的に位置している。第2レンズ群G2は、広角端から中間焦点距離までは、物体側から像側へ大きく移動し、中間焦点距離から望遠端までは物体側から像側へ小さく移動する。第3レンズ群G3は、広角端から中間焦点距離までは、物体側から像側へ小さく移動し、中間焦点距離から望遠端までは物体側から像側へ大きく移動する。
まず、実施例1において、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=17.1〜487、F=4.01〜6.96およびω=14.1〜0.470の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表1の通りである。
In this case, as shown in FIG. 1, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 do not move with the zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end). It is fixedly located. The second lens group G2 moves greatly from the object side to the image side from the wide-angle end to the intermediate focal length, and moves small from the object side to the image side from the intermediate focal length to the telephoto end. The third lens group G3 moves small from the object side to the image side from the wide angle end to the intermediate focal length, and largely moves from the object side to the image side from the intermediate focal length to the telephoto end.
First, in Example 1, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire optical system are f = 17.1 to 487, F = 4.01 to 6.96, and ω = 14 by zooming, respectively. .Varies in the range of 1 to 0.470. The optical characteristics of each optical element are as shown in Table 1 below.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

表1において、面番号に「#(ハッシュマーク;ナンバーサイン)」を付して示した光学面は、回折面である。また、表1には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表1においては、「#」が付された第3面が回折面であり、式〔21〕における回折面のパラメータは、次の通りである。
ここで、Cは、回折面の位相関数の2次項の係数であり、Cは、位相関数の4次項の係数である。
回折面:第3面
λ = 587.56 (nm)
= -1.80594×10−5
= 1.02994×10−9
この実施例1の状態においては、広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔dA、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔dB、そして第3レンズ群G3と調整フィルタNDとの間の可変間隔dCは、ズーミングに伴って次表2のように変化する。
In Table 1, the optical surface indicated by adding “# (hash mark; number sign)” to the surface number is a diffractive surface. Table 1 also shows the material of each lens. The same applies to the other embodiments.
That is, in Table 1, the third surface to which “#” is attached is the diffractive surface, and the parameters of the diffractive surface in Equation [21] are as follows.
Here, C 2 is a coefficient of the second order term of the phase function of the diffraction surface, and C 4 is a coefficient of the fourth order term of the phase function.
Diffraction surface: Third surface λ = 587.56 (nm)
C 2 = -1.80594 × 10 −5
C 4 = 1.02994 × 10 −9
In the state of Example 1, the focal length f of the entire optical system at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length and the telephoto end (long focal end), and the first lens group G1 and the second lens group G2 The variable distance dA between them, the variable distance dB between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the variable distance dC between the third lens group G3 and the adjustment filter ND are as follows. It changes like 2.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

そして、この実施例1の状態においては、広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における全光学系の焦点距離f、第2レンズ群G2の倍率、第3レンズ群G3の倍率、そして第4レンズ群G4の倍率は、ズーミングに伴って次表3のように変化する。   In the state of Example 1, the focal length f of the entire optical system at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length and the telephoto end (long focal end), the magnification of the second lens group G2, the third lens The magnification of the group G3 and the magnification of the fourth lens group G4 change as shown in Table 3 along with zooming.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

この場合、条件式〔1〕〜条件式〔3〕、条件式〔5〕、条件式〔6〕、条件式〔7〕、条件式〔8〕および条件式〔9〕〜条件式〔12〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔3〕、条件式〔5〕、条件式〔6〕、条件式〔7〕、条件式〔8〕および条件式〔9〕〜条件式〔12〕の各条件式を満足している。
《条件式数値》
〔1〕: nd = 1.61800(L4)
nd = 1.60300(L7)
〔2〕: νd = 63.33(L4)
νd = 65.44(L7)
〔3〕: θC,A′−0.0015×νd − 0.255 = −0.0046 … OHARA S-PHM52(L4)
θC,A′−0.0015×νd − 0.255 = −0.0034 … OHARA S-PHM53(L7)
〔4〕: f/fDOE = 0.0176
〔5〕: ν1GP = 82.6
〔6〕: (D34W−D34T)/f = 4.32
〔7〕: L/T4F−I = 0.284
〔8〕: ν4GP = 81.5
〔9〕: f/f = 8.68
〔10〕: f/f = -3.30
〔11〕: f/f = -2.60
〔12〕: f/f = 2.75
In this case, conditional expression [1] to conditional expression [3], conditional expression [5], conditional expression [6], conditional expression [7], conditional expression [8] and conditional expression [9] to conditional expression [12] The values corresponding to are as follows: Conditional Expression [1] to Conditional Expression [3], Conditional Expression [5], Conditional Expression [6], Conditional Expression [7], Conditional Expression [8] and Conditional Expression, respectively The conditional expressions [9] to [12] are satisfied.
<< Numerical value of conditional expression >>
[1]: nd = 1.61800 (L4)
nd = 1.60300 (L7)
[2]: νd = 63.33 (L4)
νd = 65.44 (L7)
[3]: θ C, A ′ −0.0015 × νd − 0.255 = −0.0046 ... OHARA S-PHM52 (L4)
θ C, A ′ −0.0015 × νd − 0.255 = −0.0034… OHARA S-PHM53 (L7)
[4]: f T / f DOE = 0.0176
[5]: ν 1GP = 82.6
[6]: (D 34W -D 34T) / f W = 4.32
[7]: L 4 / T 4F-I = 0.284
[8]: ν 4GP = 81.5
[9]: f 1 / f W = 8.68
[10]: f 2 / f W = −3.30
[11]: f 3 / f W = −2.60
[12]: f 4 / f W = 2.75

また、図2、図3および図4に、それぞれ、実施例1の広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件を表し、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれ表している。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
〔第2の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第2の実施の形態としての具体的な実施例2に係るズームレンズを詳細に説明する。
2, 3, and 4 show spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral aberration at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length, and the telephoto end (long focal end), respectively, in Example 1. Each aberration diagram of the aberration is shown. In these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
[Second Embodiment]
Next, the zoom lens according to Example 2 as the second embodiment of the present invention described above will be described in detail.

実施例2は、本発明の第2の実施の形態に係るズームレンズの具体的な構成の実施例(数値実施例)である。
図5〜図8は、本発明の第2の実施の形態としての実施例2に係るズームレンズを説明するためのものである。
すなわち、図5は、本発明の第2の実施の形態に係る実施例2のズームレンズの光学系におけるレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示している。図5の(a)は短焦点端すなわち広角端における光軸に沿った断面図、(b)は所定の中間焦点距離における光軸に沿った断面図、そして(c)は長焦点端すなわち望遠端における光軸に沿った断面図である。
なお、実施例2のレンズ群配置を示す図5において、図示左側が物体(被写体)側であり、図示右側が像側(撮像素子側)である。
図5に示すズームレンズは、物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。さらに、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に調整フィルタNDおよび開口絞りADを配している。
Example 2 is an example (numerical example) of a specific configuration of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention.
5 to 8 are diagrams for explaining a zoom lens according to Example 2 as the second embodiment of the present invention.
That is, FIG. 5 shows the lens configuration in the optical system of the zoom lens of Example 2 according to the second embodiment of the present invention and the short focal point, that is, the long focal point, that is, the predetermined focal length from the wide angle end. A zoom locus accompanying zooming to the telephoto end is schematically shown. 5A is a cross-sectional view along the optical axis at the short focal end, that is, the wide-angle end, FIG. 5B is a cross-sectional view along the optical axis at a predetermined intermediate focal length, and FIG. It is sectional drawing along the optical axis in an edge.
In FIG. 5 showing the lens group arrangement of Example 2, the left side in the figure is the object (subject) side, and the right side in the figure is the image side (image sensor side).
The zoom lens shown in FIG. 5 has, in order from the object side to the image side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a negative refractive power. A third lens group G3 having a positive refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are disposed. Furthermore, an adjustment filter ND and an aperture stop AD are disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.

第1レンズ群G1は、物体側から像側へ向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2および第3レンズL3を配置してなる。第2レンズ群G2は、物体側から像側へ向かって、順次、第4レンズL4、第5レンズL5および第6レンズL6を配置してなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ向かって、順次、第7レンズL7および第8レンズL8を配置してなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ向かって、順次、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、第12レンズL12、第13レンズL13および第14レンズL14を配置してなる。第4レンズ群G4と像面との間に、フィルタ等FGを介挿している。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等の操作に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、第4レンズ群G4と一体的に動作する。図5には、各光学面の面番号も示している。
広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は、移動せずに固定的に位置しており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔dAが増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔dBは、中間焦点距離で一旦減小して、その後に増大し、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減小するように移動する。
The first lens group G1 is formed by sequentially arranging a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3 from the object side to the image side. The second lens group G2 is formed by sequentially arranging a fourth lens L4, a fifth lens L5, and a sixth lens L6 from the object side to the image side. The third lens group G3 is formed by sequentially arranging a seventh lens L7 and an eighth lens L8 from the object side to the image side. The fourth lens group G4 sequentially includes a ninth lens L9, a tenth lens L10, an eleventh lens L11, a twelfth lens L12, a thirteenth lens L13, and a fourteenth lens L14 from the object side to the image side. It becomes. An FG such as a filter is interposed between the fourth lens group G4 and the image plane.
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during an operation such as zooming. It operates integrally with the fourth lens group G4. FIG. 5 also shows the surface numbers of the optical surfaces.
During zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end), the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixedly positioned without moving, and the second lens The group G2 and the third lens group G3 move to increase the distance dA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the distance dB between the second lens group G2 and the third lens group G3 is intermediate. The focal length is once reduced and then increased, and the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 is decreased.

このような図5に示す実施例2に係るズームレンズのさらに詳細なレンズ構成について説明する。
第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズL1と、薄い樹脂材料からなる第1の樹脂層P1と、薄い樹脂材料からなる第2の樹脂層P2をもって構成される回折光学素子と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、そして物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズL3とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2を挟んで互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、接合レンズを形成している。ここで、第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2との境界面に回折面を形成しており、一体に結合された第1レンズL1と第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2と第2レンズL2とで、回折光学素子としての接合レンズを構成している。
第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第4レンズL4と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第5レンズL5と、そして像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第6レンズL6とを配している。第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
A more detailed lens configuration of the zoom lens according to Example 2 shown in FIG. 5 will be described.
The first lens group G1 includes a first lens L1 made of a negative meniscus lens having a concave surface directed to the image side in order from the object side to the image side, a first resin layer P1 made of a thin resin material, and thin. A diffractive optical element including a second resin layer P2 made of a resin material, a second lens L2 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side A third lens L3 is disposed. The two lenses, the first lens L1 and the second lens L2, are closely bonded to each other with the first resin layer P1 and the second resin layer P2 interposed therebetween to form a cemented lens. Yes. Here, a diffractive surface is formed at the boundary surface between the first resin layer P1 and the second resin layer P2, and the first lens L1, the first resin layer P1, and the second resin that are integrally coupled to each other. The layer P2 and the second lens L2 constitute a cemented lens as a diffractive optical element.
The second lens group G2 includes, from the object side to the image side, a fourth lens L4 composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the object side surface toward the image side, and the object side from the image surface side. A fifth lens L5 composed of a biconvex lens having a convex surface having a large curvature and a sixth lens L6 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface are disposed on the image side. The two lenses of the fifth lens L5 and the sixth lens L6 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.

第3レンズ群G3は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第7レンズL7と、そして物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
平行平板状のND(中間濃度)減光フィルタ等の光量調整用のフィルタからなる調整フィルタNDは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に介挿配置されている。さらに開口絞りADは、調整フィルタNDと第4レンズ群G4との間に介挿配置されている。
第4レンズ群G4は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第9レンズL9と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第11レンズL11と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第12レンズL12と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第13レンズL13と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第14レンズL14とを配している。
The third lens group G3 includes, from the object side to the image side, a seventh lens L7 including a biconcave lens having a concave surface with a larger curvature than the object side surface, and a convex surface toward the object side. And an eighth lens L8 made of a positive meniscus lens. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
An adjustment filter ND made up of a light quantity adjustment filter such as a parallel plate-like ND (intermediate density) neutral density filter is interposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4. Further, the aperture stop AD is disposed between the adjustment filter ND and the fourth lens group G4.
The fourth lens group G4 includes, in order from the object side to the image side, a ninth lens L9 including a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the object side surface on the image side, and an image side surface on the object side. A tenth lens L10 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature, an eleventh lens L11 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the image side surface on the object side, and an object side surface on the image side A twelfth lens L12 made of a biconcave lens having a concave surface with a larger curvature, a thirteenth lens L13 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image side, and an image side lens on the object side. A fourteenth lens L14 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the surface is disposed.

第11レンズL11と第12レンズL12の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。第13レンズL13と第14レンズL14の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
平行平板状の光学的な各種フィルタや、受光撮像素子のカバーガラス等のフィルタ等FGは、第4レンズ群G4の像面側の光路上に配置されている。
この場合、図5に示すように、広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は、移動せずに固定的に位置しており、第2レンズ群G2は、広角端から中間焦点距離までは、物体側から像側へ大きく移動し、中間焦点距離から望遠端までは物体側から像側へ小さく移動し、第3レンズ群G3は、広角端から中間焦点距離までは、物体側から像側へ小さく移動し、中間焦点距離から望遠端までは物体側から像側へ大きく移動する。
まず、実施例2において図5に示す状態においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=17.1〜486、F=4.00〜6.95およびω=14.2〜0.471の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表4の通りである。
The two lenses of the eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses. The two lenses of the thirteenth lens L13 and the fourteenth lens L14 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
FG such as various parallel plate-like optical filters and filters such as a cover glass of the light receiving image pickup element are arranged on the optical path on the image plane side of the fourth lens group G4.
In this case, as shown in FIG. 5, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 do not move with the zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end). The second lens group G2 moves fixedly from the object side to the image side from the wide-angle end to the intermediate focal length, and moves slightly from the object side to the image side from the intermediate focal length to the telephoto end. The third lens group G3 moves small from the object side to the image side from the wide angle end to the intermediate focal length, and largely moves from the object side to the image side from the intermediate focal length to the telephoto end.
First, in the state shown in FIG. 5 in the second embodiment, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire optical system are f = 17.1 to 486 and F = 4.00, respectively, by zooming. It varies in the range of 6.95 and ω = 14.2 to 0.471. The optical characteristics of each optical element are as shown in Table 4 below.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

表4において、面番号に「#」を付して示した光学面は、回折面である。また、表4には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表4においては、「#」が付された第3面が回折面であり、式〔13〕における回折面のパラメータは、次の通りである。
回折面:第3面
λ = 587.56 (nm)
= -2.05523×10−5
= 8.88676×10−10
この実施例2においては、広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔dA、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔dB、そして第3レンズ群G3と調整フィルタNDとの間の可変間隔dCは、ズーミングに伴って次表5のように変化する。
In Table 4, the optical surface indicated by attaching “#” to the surface number is a diffractive surface. Table 4 also shows the material of each lens. The same applies to the other embodiments.
That is, in Table 4, the third surface to which “#” is attached is the diffractive surface, and the parameters of the diffractive surface in Equation [13] are as follows.
Diffraction surface: Third surface λ = 587.56 (nm)
C 2 = -2.05523 × 10 −5
C 4 = 8.88676 × 10 −10
In Example 2, the focal length f of the entire optical system at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length, and the telephoto end (long focal end), between the first lens group G1 and the second lens group G2. The variable distance dA, the variable distance dB between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the variable distance dC between the third lens group G3 and the adjustment filter ND are as shown in the following Table 5 along with zooming. To change.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

そして、この実施例2においては、広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における全光学系の焦点距離f、第2レンズ群G2の倍率、第3レンズ群G3の倍率、そして第4レンズ群G4の倍率は、ズーミングに伴って次表6のように変化する。   In Example 2, the focal length f of the entire optical system at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length and the telephoto end (long focal end), the magnification of the second lens group G2, and the third lens group G3. And the magnification of the fourth lens group G4 change as shown in Table 6 along with zooming.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

この場合、条件式〔1〕〜条件式〔12〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔12〕の各条件式を満足している。
《条件式数値》
〔1〕: nd = 1.59522(L4;L7)
〔2〕: νd = 67.73(L4;L7)
〔3〕: θC,A′−0.0015×νd − 0.255 = −0.0135
…OHARA S-FPM2(L4;L7)
〔4〕: f/fDOE = 0.0200
〔5〕: ν1GP = 82.6
〔6〕: (D34W−D34T)/f = 3.54
〔7〕: L/T4F−I = 0.322
〔8〕: ν4GP = 86.0
〔9〕: f/f = 8.45
〔10〕: f/f = -3.04
〔11〕: f/f = -2.25
〔12〕: f/f = 2.48
In this case, values corresponding to the conditional expressions [1] to [12] are as follows, and satisfy the conditional expressions [1] to [12], respectively.
<< Numerical value of conditional expression >>
[1]: nd = 1.59522 (L4; L7)
[2]: νd = 67.73 (L4; L7)
[3]: θ C, A ′ −0.0015 × νd −0.255 = −0.0135
... OHARA S-FPM2 (L4; L7)
[4]: f T / f DOE = 0.0200
[5]: ν 1GP = 82.6
[6]: (D 34W -D 34T) / f W = 3.54
[7]: L 4 / T 4F-I = 0.322
[8]: ν 4GP = 86.0
[9]: f 1 / f W = 8.45
[10]: f 2 / f W = −3.04
[11]: f 3 / f W = −2.25
[12]: f 4 / f W = 2.48

また、図6、図7および図8に、それぞれ、実施例2の広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件を表し、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれ表している。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
〔第3の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第3の実施の形態としての具体的な実施例3に係るズームレンズを詳細に説明する。
6, FIG. 7, and FIG. 8 show spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral aberration at the wide angle end (short focal end), intermediate focal length, and telephoto end (long focal end), respectively, in Example 2. Each aberration diagram of the aberration is shown. In these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
[Third Embodiment]
Next, the zoom lens according to Example 3 as the third embodiment of the present invention described above will be described in detail.

実施例3は、本発明の第3の実施の形態に係るズームレンズの具体的な構成の実施例(数値実施例)である。
図9〜図12は、本発明の第3の実施の形態としての実施例3に係るズームレンズを説明するためのものである。
すなわち、図9は、本発明の第3の実施の形態に係る実施例3のズームレンズの光学系におけるレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示している。図9の(a)は短焦点端、すなわち広角端における光軸に沿った断面図、(b)は所定の中間焦点距離における光軸に沿った断面図、そして(c)は長焦点端すなわち望遠端における光軸に沿った断面図である。
図9に示すズームレンズは、物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。さらに、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に調整フィルタNDおよび開口絞りADを配している。
Example 3 is an example (numerical example) of a specific configuration of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention.
FIGS. 9-12 is for demonstrating the zoom lens based on Example 3 as the 3rd Embodiment of this invention.
That is, FIG. 9 shows the lens configuration and the short focal end, that is, the long focal end from the wide-angle end to the long focal end, that is, the wide focal end, in the optical system of the zoom lens of Example 3 according to the third embodiment of the present invention. A zoom locus accompanying zooming to the telephoto end is schematically shown. 9A is a cross-sectional view along the optical axis at the short focal end, that is, the wide-angle end, FIG. 9B is a cross-sectional view along the optical axis at a predetermined intermediate focal length, and FIG. It is sectional drawing along the optical axis in a telephoto end.
The zoom lens shown in FIG. 9 has, in order from the object side to the image side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a negative refractive power. A third lens group G3 having a positive refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are disposed. Furthermore, an adjustment filter ND and an aperture stop AD are disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.

第1レンズ群G1は、物体側から像側へ向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2および第3レンズL3を配置してなる。第2レンズ群G2は、物体側から像側へ向かって、順次、第4レンズL4、第5レンズL5および第6レンズL6を配置してなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ向かって、順次、第7レンズL7および第8レンズL8を配置してなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ向かって、順次、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、第12レンズL12、第13レンズL13および第14レンズL14を配置してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等の操作に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、第4レンズ群G4と一体的に動作する。図9には、各光学面の面番号も示している。
広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は、移動せずに固定的に位置している。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔dAが増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔dBは、中間焦点距離で一旦減小して、その後に増大し、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減小するように移動する。
The first lens group G1 is formed by sequentially arranging a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3 from the object side to the image side. The second lens group G2 is formed by sequentially arranging a fourth lens L4, a fifth lens L5, and a sixth lens L6 from the object side to the image side. The third lens group G3 is formed by sequentially arranging a seventh lens L7 and an eighth lens L8 from the object side to the image side. The fourth lens group G4 sequentially includes a ninth lens L9, a tenth lens L10, an eleventh lens L11, a twelfth lens L12, a thirteenth lens L13, and a fourteenth lens L14 from the object side to the image side. It becomes.
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during an operation such as zooming. It operates integrally with the fourth lens group G4. FIG. 9 also shows the surface numbers of the optical surfaces.
During zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end), the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixedly positioned without moving. The second lens group G2 and the third lens group G3 move to increase the distance dA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the distance dB between the second lens group G2 and the third lens group G3. Is once reduced at the intermediate focal length, then increased, and moved so that the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 decreases.

このような図9に示す実施例3に係るズームレンズのさらに詳細なレンズ構成について説明する。
第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズL1と、薄い樹脂材料からなる第1の樹脂層P1と、薄い樹脂材料からなる第2の樹脂層P2をもって構成される回折光学素子と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、そして物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズL3とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2を挟んで互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、接合レンズを形成している。ここで、第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2との境界面に回折面を形成しており、一体に結合された第1レンズL1と第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2と第2レンズL2とで、回折光学素子としての接合レンズを構成している。
第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第4レンズL4と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第5レンズL5と、そして像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第6レンズL6とを配している。第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
A more detailed lens configuration of the zoom lens according to Example 3 shown in FIG. 9 will be described.
The first lens group G1 includes a first lens L1 made of a negative meniscus lens having a concave surface directed to the image side in order from the object side to the image side, a first resin layer P1 made of a thin resin material, and thin. A diffractive optical element including a second resin layer P2 made of a resin material, a second lens L2 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side A third lens L3 is disposed. The two lenses, the first lens L1 and the second lens L2, are closely bonded to each other with the first resin layer P1 and the second resin layer P2 interposed therebetween to form a cemented lens. Yes. Here, a diffractive surface is formed at the boundary surface between the first resin layer P1 and the second resin layer P2, and the first lens L1, the first resin layer P1, and the second resin that are integrally coupled to each other. The layer P2 and the second lens L2 constitute a cemented lens as a diffractive optical element.
The second lens group G2 includes, from the object side to the image side, a fourth lens L4 composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the object side surface toward the image side, and the object side from the image surface side. A fifth lens L5 composed of a biconvex lens having a convex surface having a large curvature and a sixth lens L6 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface are disposed on the image side. The two lenses of the fifth lens L5 and the sixth lens L6 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.

第3レンズ群G3は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第7レンズL7と、そして物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
平行平板状のND(中間濃度)減光フィルタ等の光量調整用のフィルタからなる調整フィルタNDは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に介挿配置されている。さらに開口絞りADは、調整フィルタNDと第4レンズ群G4との間に介挿配置されている。
第4レンズ群G4は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第9レンズL9と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第11レンズL11と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第12レンズL12と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第13レンズL13と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第14レンズL14とを配している。第11レンズL11と第12レンズL12の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第13レンズL13と第14レンズL14の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
平行平板状の光学的な各種フィルタや、受光撮像素子のカバーガラス等のフィルタ等FGは、第4レンズ群G4の像面側の光路上に配置されている。
The third lens group G3 includes, from the object side to the image side, a seventh lens L7 including a biconcave lens having a concave surface with a larger curvature than the object side surface, and a convex surface toward the object side. And an eighth lens L8 made of a positive meniscus lens. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
An adjustment filter ND made up of a light quantity adjustment filter such as a parallel plate-like ND (intermediate density) neutral density filter is interposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4. Further, the aperture stop AD is disposed between the adjustment filter ND and the fourth lens group G4.
The fourth lens group G4 includes, in order from the object side to the image side, a ninth lens L9 including a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the object side surface on the image side, and an image side surface on the object side. A tenth lens L10 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature, an eleventh lens L11 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the image side surface on the object side, and an object side surface on the image side A twelfth lens L12 made of a biconcave lens having a concave surface with a larger curvature, a thirteenth lens L13 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image side, and an image side lens on the object side. A fourteenth lens L14 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the surface is disposed. The two lenses of the eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The two lenses of the thirteenth lens L13 and the fourteenth lens L14 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
FG such as various parallel plate-like optical filters and filters such as a cover glass of the light receiving image pickup element are arranged on the optical path on the image plane side of the fourth lens group G4.

まず、実施例3において図9に示す状態においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=17.1〜487、F=4.01〜6.96およびω=16.0〜0.529
の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表7の通りである。
First, in Example 3, in the state shown in FIG. 9, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire optical system are f = 17.1 to 487, F = 4.01 to 6.96 and ω = 16.0-0.529
It varies in the range. The optical characteristics of each optical element are as shown in Table 7 below.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

表7において、面番号に「#」を付して示した光学面は、回折面である。また、表7には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表7においては、「#」が付された第3面が回折面であり、式〔21〕における回折面のパラメータは、次の通りである。
回折面:第3面
λ = 587.56 (nm)
= -2.06961×10−5
= 1.17380×10−9
この実施例3においては、広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔dA、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔dB、そして第3レンズ群G3と調整フィルタNDとの間の可変間隔dCは、ズーミングに伴って次表8のように変化する。
In Table 7, the optical surface indicated by attaching “#” to the surface number is a diffractive surface. Table 7 also shows the material of each lens. The same applies to the other embodiments.
That is, in Table 7, the third surface to which “#” is attached is the diffractive surface, and the parameters of the diffractive surface in Equation [21] are as follows.
Diffraction surface: Third surface λ = 587.56 (nm)
C 2 = -2.06961 × 10 −5
C 4 = 1.17380 × 10 −9
In Example 3, the focal length f of the entire optical system at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length and the telephoto end (long focal end), and between the first lens group G1 and the second lens group G2. The variable distance dA, the variable distance dB between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the variable distance dC between the third lens group G3 and the adjustment filter ND are as shown in the following Table 8 along with zooming. To change.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

そして、この実施例3においては、広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における全光学系の焦点距離f、第2レンズ群G2の倍率、第3レンズ群G3の倍率、そして第4レンズ群G4の倍率は、ズーミングに伴って次表9のように変化する。   In Example 3, the focal length f of the entire optical system at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length and the telephoto end (long focal end), the magnification of the second lens group G2, and the third lens group G3. And the magnification of the fourth lens group G4 change as shown in Table 9 along with zooming.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

この場合、条件式〔1〕〜条件式〔12〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔12〕の各条件式を満足している。
《条件式数値》
〔1〕: nd = 1.59522(L4)
nd = 1.60300(L7)
〔2〕: νd = 67.73(L4)
νd = 65.44(L7)
〔3〕: θC,A′−0.0015×νd − 0.255 = -0.0135 … OHARA S-FPM2(L4)
θC,A′−0.0015×νd − 0.255 = -0.0034 … OHARA S-PHM53(L7)
〔4〕: f/fDOE = 0.0202
In this case, values corresponding to the conditional expressions [1] to [12] are as follows, and satisfy the conditional expressions [1] to [12], respectively.
<< Numerical value of conditional expression >>
[1]: nd = 1.59522 (L4)
nd = 1.60300 (L7)
[2]: νd = 67.73 (L4)
νd = 65.44 (L7)
[3]: θ C, A ′ −0.0015 × νd −0.255 = −0.0135… OHARA S-FPM2 (L4)
θ C, A ′ −0.0015 × νd − 0.255 = -0.0034… OHARA S-PHM53 (L7)
[4]: f T / f DOE = 0.0202

〔5〕: ν1GP = 82.6
〔6〕: (D34W−D34T)/f = 3.67
〔7〕: L/T4F−I = 0.261
〔8〕: ν4GP = 81.5
〔9〕: f/f = 8.68
〔10〕: f/f = -3.08
〔11〕: f/f = -2.50
〔12〕: f/f = 2.74
また、図10、図11および図12に、それぞれ、実施例3の広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件を表し、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれ表している。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
〔第4の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第4の実施の形態としての具体的な実施例4に係るズームレンズを詳細に説明する。
[5]: ν 1GP = 82.6
[6]: (D 34W -D 34T) / f W = 3.67
[7]: L 4 / T 4F-I = 0.261
[8]: ν 4GP = 81.5
[9]: f 1 / f W = 8.68
[10]: f 2 / f W = −3.08
[11]: f 3 / f W = −2.50
[12]: f 4 / f W = 2.74
10, FIG. 11 and FIG. 12 respectively show spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral aberration at the wide angle end (short focal end), intermediate focal length and telephoto end (long focal end) of Example 3. Each aberration diagram of the aberration is shown. In these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
[Fourth Embodiment]
Next, the zoom lens according to Example 4 as the fourth embodiment of the present invention described above will be described in detail.

実施例4は、本発明の第4の実施の形態に係るズームレンズの具体的な構成の実施例である。
図13〜図16は、本発明の第4の実施の形態としての実施例4に係るズームレンズを説明するためのものである。これら各図において、(a)は広角端(短焦点端)、(b)は中間焦点距離、そして(c)は望遠端(長焦点端)のそれぞれの状態における光学系の配置構成を示している。
すなわち、図13は、本発明の第4の実施の形態に係る実施例4のズームレンズの光学系におけるレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示している。図13の(a)は短焦点端、すなわち広角端における光軸に沿った断面図、(b)は所定の中間焦点距離における光軸に沿った断面図、そして(c)は長焦点端、すなわち望遠端における光軸に沿った断面図である。
図13に示すズームレンズは、物体側から像側へ向かって、順次、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置してなる。第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に調整フィルタNDおよび開口絞りADを配している。
Example 4 is an example of a specific configuration of the zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 13-16 is for demonstrating the zoom lens based on Example 4 as the 4th Embodiment of this invention. In each of these drawings, (a) shows the arrangement of the optical system at each of the wide-angle end (short focal end), (b) the intermediate focal length, and (c) the telephoto end (long focal end). Yes.
That is, FIG. 13 shows the lens configuration and the short focal end of the zoom lens optical system of Example 4 according to the fourth embodiment of the present invention, that is, the long focal end, that is, the predetermined focal length from the wide angle end. A zoom locus accompanying zooming to the telephoto end is schematically shown. 13A is a short focal end, that is, a cross-sectional view along the optical axis at the wide-angle end, FIG. 13B is a cross-sectional view along the optical axis at a predetermined intermediate focal length, and FIG. 13C is a long focal end. That is, it is a sectional view along the optical axis at the telephoto end.
The zoom lens shown in FIG. 13 has, in order from the object side to the image side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a negative refractive power. A third lens group G3 having a positive refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are arranged. An adjustment filter ND and an aperture stop AD are disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.

第1レンズ群G1は、物体側から像側へ向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2および第3レンズL3を配置してなる。第2レンズ群G2は、物体側から像側へ向かって、順次、第4レンズL4、第5レンズL5および第6レンズL6を配置してなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ向かって、順次、第7レンズL7および第8レンズL8を配置してなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ向かって、順次、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、第12レンズL12、第13レンズL13および第14レンズL14を配置してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等の操作に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、第4レンズ群G4と一体的に動作する。図13には、各光学面の面番号も示している。
The first lens group G1 is formed by sequentially arranging a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3 from the object side to the image side. The second lens group G2 is formed by sequentially arranging a fourth lens L4, a fifth lens L5, and a sixth lens L6 from the object side to the image side. The third lens group G3 is formed by sequentially arranging a seventh lens L7 and an eighth lens L8 from the object side to the image side. The fourth lens group G4 sequentially includes a ninth lens L9, a tenth lens L10, an eleventh lens L11, a twelfth lens L12, a thirteenth lens L13, and a fourteenth lens L14 from the object side to the image side. It becomes.
The first lens group G1 to the fourth lens group G4 are supported by a common support frame or the like that is appropriate for each group, and operate integrally for each group during an operation such as zooming. It operates integrally with the fourth lens group G4. FIG. 13 also shows the surface numbers of the optical surfaces.

広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は、移動せずに固定的に位置しており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔dAが増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔dBは、中間焦点距離で一旦減小して、その後に増大し、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減小するように移動する。
このような図13に示す実施例4に係るズームレンズのさらに詳細なレンズ構成について説明する。
第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズL1と、薄い樹脂材料からなる第1の樹脂層P1と、薄い樹脂材料からなる第2の樹脂層P2をもって構成される回折光学素子と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第2レンズL2と、そして物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズL3とを配している。第1レンズL1と第2レンズL2の2枚のレンズは、第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2を挟んで互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、接合レンズを形成している。ここで、第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2との境界面に回折面を形成しており、一体に結合された第1レンズL1と第1の樹脂層P1と第2の樹脂層P2と第2レンズL2とで、回折光学素子としての接合レンズを構成している。
During zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end), the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixedly positioned without moving, and the second lens The group G2 and the third lens group G3 move to increase the distance dA between the first lens group G1 and the second lens group G2, and the distance dB between the second lens group G2 and the third lens group G3 is intermediate. The focal length is once reduced and then increased, and the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 is decreased.
A more detailed lens configuration of the zoom lens according to Example 4 shown in FIG. 13 will be described.
The first lens group G1 includes a first lens L1 made of a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side in order from the object side to the image side, a first resin layer P1 made of a thin resin material, and thin. A diffractive optical element having a second resin layer P2 made of a resin material, a second lens L2 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image side surface on the object side, and a convex surface on the object side. And a third lens L3 made of a positive meniscus lens. The two lenses, the first lens L1 and the second lens L2, are closely bonded to each other with the first resin layer P1 and the second resin layer P2 interposed therebetween to form a cemented lens. Yes. Here, a diffractive surface is formed at the boundary surface between the first resin layer P1 and the second resin layer P2, and the first lens L1, the first resin layer P1, and the second resin that are integrally coupled to each other. The layer P2 and the second lens L2 constitute a cemented lens as a diffractive optical element.

第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第4レンズL4と、像側に物体側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第5レンズL5と、そして像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第6レンズL6とを配している。第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第7レンズL7と、そして物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第8レンズL8とを配している。第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
平行平板状のND(中間濃度)減光フィルタ等の光量調整用のフィルタからなる調整フィルタNDは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に介挿配置されており、さらに開口絞りADは、調整フィルタNDと第4レンズ群G4との間に介挿配置されている。
The second lens group G2 includes, from the object side to the image side, a fourth lens L4 composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the object side surface toward the image side, and a curvature from the object side to the image side. A fifth lens L5 made of a biconvex lens having a large convex surface and a sixth lens L6 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the object side surface on the image side. The two lenses of the fifth lens L5 and the sixth lens L6 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
The third lens group G3 includes, from the object side to the image side, a seventh lens L7 including a biconcave lens having a concave surface with a larger curvature than the object side surface, and a convex surface toward the object side. And an eighth lens L8 made of a positive meniscus lens. The two lenses of the seventh lens L7 and the eighth lens L8 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
An adjustment filter ND composed of a light amount adjustment filter such as a parallel plate-like ND (intermediate density) neutral density filter is interposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and further has an aperture. The stop AD is interposed between the adjustment filter ND and the fourth lens group G4.

第4レンズ群G4は、物体側から像側に向かって、順次、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第9レンズL9と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第11レンズL11と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第12レンズL12と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第13レンズL13と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第14レンズL14とを配している。第11レンズL11と第12レンズL12の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。第13レンズL13と第14レンズL14の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
平行平板状の光学的な各種フィルタや、受光撮像素子のカバーガラス等のフィルタ等FGは、第4レンズ群G4の像面側の光路上に、第4レンズ群G4の像面側に配置される。
この場合、図13に示すように、広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は、移動せずに固定的に位置しており、第2レンズ群G2は、広角端から中間焦点距離までは、物体側から像側へ大きく移動し、中間焦点距離から望遠端までは物体側から像側へ小さく移動し、第3レンズ群G3は、広角端から中間焦点距離までは、物体側から像側へ小さく移動し、中間焦点距離から望遠端までは物体側から像側へ大きく移動する。
The fourth lens group G4 includes, from the object side to the image side, a ninth lens L9 including a biconvex lens with a convex surface having a larger curvature than the image side surface facing the object side, and an image side surface facing the object side A tenth lens L10 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature, an eleventh lens L11 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the image side surface on the object side, and an object side surface on the image side A twelfth lens L12 made of a biconcave lens having a concave surface with a larger curvature, a thirteenth lens L13 made of a negative meniscus lens having a concave surface directed to the image side, and a convex surface having a larger curvature than the image side surface on the object side; And a fourteenth lens L14 made of a directed biconvex lens. The two lenses of the eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses. The two lenses of the thirteenth lens L13 and the fourteenth lens L14 are closely bonded to each other and bonded together to form a cemented lens composed of two lenses.
FG such as various parallel plate-like optical filters and filters such as a cover glass of the light receiving image sensor are arranged on the image plane side of the fourth lens group G4 on the optical path on the image plane side of the fourth lens group G4. The
In this case, as shown in FIG. 13, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 do not move in accordance with zooming from the wide-angle end (short focal end) to the telephoto end (long focal end). The second lens group G2 moves fixedly from the object side to the image side from the wide-angle end to the intermediate focal length, and moves slightly from the object side to the image side from the intermediate focal length to the telephoto end. The third lens group G3 moves small from the object side to the image side from the wide angle end to the intermediate focal length, and largely moves from the object side to the image side from the intermediate focal length to the telephoto end.

まず、実施例4において図13に示す状態においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=17.1〜487、F=3.95〜6.96およびω=14.0〜0.470の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表10の通りである。   First, in Example 4, in the state shown in FIG. 13, the focal length f, F number F, and half angle of view ω of the entire optical system are f = 17.1 to 487 and F = 3.95 to ZOOM respectively. It varies in the range of 6.96 and ω = 14.0 to 0.470. The optical characteristics of each optical element are as shown in Table 10 below.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

表10において、面番号に「#」を付して示した光学面は、回折面である。また、表10には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表10においては、「#」が付された第3面が回折面であり、式〔21〕における回折面のパラメータは、次の通りである。
回折面:第3面
λ = 587.56 (nm)
= -2.07977×10−5
= 9.76351×10−10
また、表10において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。
すなわち、表10においては、「*」が付された光学面である第19面が非球面であり、式〔14〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。
In Table 10, the optical surface indicated by attaching “#” to the surface number is a diffractive surface. Table 10 also shows the material of each lens. The same applies to the other embodiments.
That is, in Table 10, the third surface to which “#” is attached is the diffractive surface, and the parameters of the diffractive surface in Equation [21] are as follows.
Diffraction surface: Third surface λ = 587.56 (nm)
C 2 = -2.07977 × 10 −5
C 4 = 9.76351 × 10 −10
In Table 10, the lens surface with the surface number indicated by adding “* (asterisk)” to the surface number is an aspherical surface.
That is, in Table 10, the nineteenth surface, which is an optical surface marked with “*”, is an aspheric surface, and the parameters of each aspheric surface in Equation [14] are as follows.

非球面:第19面
K = 0.0
= -7.21843×10−6
= -6.52396×10−9
= 4.67279×10−12
この実施例4においては、広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔dA、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔dB、そして第3レンズ群G3と調整フィルタNDとの間の可変間隔dCは、ズーミングに伴って次表11のように変化する。
Aspherical surface: 19th surface K = 0.0
A 4 = -7.21843 × 10 −6
A 6 = -6.52396 × 10 −9
A 8 = 4.67279 × 10 −12
In Example 4, the focal length f of the entire optical system at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length and the telephoto end (long focal end), and between the first lens group G1 and the second lens group G2. The variable distance dA, the variable distance dB between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the variable distance dC between the third lens group G3 and the adjustment filter ND are as shown in the following Table 11 along with zooming. To change.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

そして、この実施例4においては、広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)における全光学系の焦点距離f、第2レンズ群G2の倍率、第3レンズ群G3の倍率、そして第4レンズ群G4の倍率は、ズーミングに伴って次表12のように変化する。   In Example 4, the focal length f of the entire optical system at the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length and the telephoto end (long focal end), the magnification of the second lens group G2, and the third lens group G3. And the magnification of the fourth lens group G4 change as shown in Table 12 along with zooming.

Figure 2015049285
Figure 2015049285

この場合、条件式〔1〕〜条件式〔12〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔12〕の各条件式を満足している。
《条件式数値》
〔1〕: nd = 1.59522(L4;L7)
〔2〕: νd = 67.73(L4;L7)
〔3〕: θC,A′−0.0015×νd − 0.255 = −0.0135
…OHARA S-FPM2(L4;L7)
〔4〕: f/fDOE = 0.0203
〔5〕: ν1GP = 82.6
〔6〕: (D34W−D34T)/f = 3.64
〔7〕: L/T4F−I = 0.334
〔8〕: ν4GP = 86.0
〔9〕: f/f = 8.39
〔10〕: f/f = -3.19
〔11〕: f/f = -2.27
〔12〕: f/f = 2.47
In this case, values corresponding to the conditional expressions [1] to [12] are as follows, and satisfy the conditional expressions [1] to [12], respectively.
<< Numerical value of conditional expression >>
[1]: nd = 1.59522 (L4; L7)
[2]: νd = 67.73 (L4; L7)
[3]: θ C, A ′ −0.0015 × νd −0.255 = −0.0135
... OHARA S-FPM2 (L4; L7)
[4]: f T / f DOE = 0.0203
[5]: ν 1GP = 82.6
[6]: (D 34W -D 34T) / f W = 3.64
[7]: L 4 / T 4F-I = 0.334
[8]: ν 4GP = 86.0
[9]: f 1 / f W = 8.39
[10]: f 2 / f W = -3.19
[11]: f 3 / f W = −2.27
[12]: f 4 / f W = 2.47

また、図14、図15および図16に、それぞれ、実施例4における広角端(短焦点端)、中間焦点距離および望遠端(長焦点端)球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件を表し、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれ表している。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
〔第5の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に係る実施例1〜実施例4等のようなズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第5の実施の形態に係る撮像装置を説明する。
14, FIG. 15 and FIG. 16 are respectively the wide-angle end (short focal end), the intermediate focal length and the telephoto end (long focal end) spherical aberration, astigmatism, distortion, and coma aberration in Example 4. Each aberration diagram is shown. In these aberration diagrams, the broken line in the spherical aberration diagram represents the sine condition, the solid line in the astigmatism diagram represents sagittal, and the broken line represents meridional. The same applies to the aberration diagrams of the other examples.
[Fifth Embodiment]
Next, the zoom lens according to the first embodiment to the fourth embodiment of the present invention described above, which employs a zoom lens such as the first to fourth embodiments as an imaging optical system, is configured. An imaging apparatus according to the fifth embodiment will be described.

本発明の第5の実施の形態に係る撮像装置について図17を参照して説明する。
図17に示す撮像装置は、撮像用光学系として、上述した本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態の実施例1〜実施例4に係るズームレンズを具備する。
撮像装置は、撮影レンズ101、撮像素子102、信号処理部103、ズーム制御部104、フォーカス制御部106、絞り制御部107およびフィルタ制御部108を備えている。
撮影レンズ101は、この場合上述した本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態の実施例1〜実施例4に係るズームレンズのいずれかを用いて構成する。撮像素子102としては、一般にはエリアセンサが用いられ、多くの場合CMOS(相補型金属酸化物半導体)イメージセンサやCCD(電荷結合素子)イメージセンサ等により構成する。撮像素子102は、撮影レンズ101により結像された被写体画像を、電気的な画像信号に変換する。信号処理部103は、撮像素子102により得られた画像信号を処理してディジタル画像情報に変換する。ズーム制御部104は、ズームレンズである撮影レンズ101のズーミング操作を行う。
An imaging apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The imaging apparatus shown in FIG. 17 includes the zoom lens according to Examples 1 to 4 of the first to fourth embodiments of the present invention described above as an imaging optical system.
The imaging apparatus includes a photographing lens 101, an imaging element 102, a signal processing unit 103, a zoom control unit 104, a focus control unit 106, an aperture control unit 107, and a filter control unit 108.
In this case, the photographing lens 101 is configured by using any of the zoom lenses according to the first to fourth embodiments of the first to fourth embodiments of the present invention described above. As the image sensor 102, an area sensor is generally used, and in many cases, it is constituted by a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor, a CCD (charge coupled device) image sensor, or the like. The image sensor 102 converts the subject image formed by the photographing lens 101 into an electrical image signal. The signal processing unit 103 processes the image signal obtained by the image sensor 102 and converts it into digital image information. The zoom control unit 104 performs a zooming operation of the photographing lens 101 that is a zoom lens.

フォーカス制御部106は、撮影レンズ101中のフォーカシングに寄与するレンズ群を駆動して被写体に合焦させるためのフォーカシング操作制御を行う。絞り制御部107は、撮影レンズ101中の開口絞りADの開口径を可変操作する。フィルタ制御部108は、撮影レンズ101中の赤外光カットフィルタや可視光カットフィルタ等のフィルタ等FGの切替制御を行う。
すなわち、撮像装置は、撮影レンズ101とエリアセンサ等の撮像素子102を有し、撮影レンズ101によって撮像素子102上に形成された撮影対象物、すなわち被写体の光学像を光電変換して画像信号として読み取るように構成している。撮像用光学系としての撮影レンズ101を、上述した本発明に係るズームレンズに用いて、撮像装置または監視用ビデオカメラを実現することができる(請求項11または請求項12に対応する)。
撮像素子102から出力される画像信号は、信号処理部103で処理され、ディジタル情報に変換される。信号処理部103によってディジタル化された画像情報は、図示していない画像処理部において所定の画像処理を施したり、図示していない半導体メモリ等に記録したり、図示していない通信手段を介して外部へ伝送したりする。また、図示していないモニタ等の表示装置によって、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ等に記録されている画像を表示することもできる。
The focus control unit 106 performs focusing operation control for driving a lens group contributing to focusing in the photographing lens 101 to focus on the subject. The aperture control unit 107 variably operates the aperture diameter of the aperture stop AD in the photographing lens 101. The filter control unit 108 performs switching control of FG such as a filter such as an infrared light cut filter and a visible light cut filter in the photographing lens 101.
That is, the imaging apparatus includes an imaging element 101 such as an imaging sensor 101 and an area sensor. The imaging object formed on the imaging element 102 by the imaging lens 101, that is, an optical image of the subject is photoelectrically converted into an image signal. It is configured to read. An imaging device or a monitoring video camera can be realized by using the photographing lens 101 as an imaging optical system in the zoom lens according to the present invention described above (corresponding to claim 11 or claim 12).
An image signal output from the image sensor 102 is processed by the signal processing unit 103 and converted into digital information. The image information digitized by the signal processing unit 103 is subjected to predetermined image processing in an image processing unit (not shown), recorded in a semiconductor memory (not shown), or via communication means (not shown). Or transmit to the outside. Further, an image being shot can be displayed by a display device such as a monitor (not shown), and an image recorded in a semiconductor memory or the like can be displayed.

ズームレンズである撮影レンズ101は、ズーム制御部104によって変倍操作され、フォーカス制御部106によって合焦操作される。また、絞り制御部107によって開口絞りADの開口径を変更してF値(Fナンバ)をコントロールすることもできる。また、フィルタ制御部108によって、赤外光カットフィルタや可視光カットフィルタ等を切替操作することもできる。
上述したような撮像装置には、実施例1〜実施例4のズームレンズを撮影レンズ101として使用することができる。したがって、可視域から近赤外域までのシームレスな撮像に対応し、200万画素以上の撮像素子を使用して小型で高画質の撮像装置および監視用ビデオカメラを実現することが可能となる。
The photographic lens 101 that is a zoom lens is zoomed by the zoom controller 104 and focused by the focus controller 106. Further, the aperture value of the aperture stop AD can be changed by the aperture control unit 107 to control the F value (F number). In addition, the filter control unit 108 can switch between an infrared light cut filter and a visible light cut filter.
In the imaging apparatus as described above, the zoom lens according to the first to fourth embodiments can be used as the photographing lens 101. Therefore, seamless imaging from the visible range to the near-infrared range is supported, and a small and high-quality imaging device and a monitoring video camera can be realized using an imaging device having 2 million pixels or more.

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
ND 調整フィルタ
AD 開口絞り
L1〜L14 レンズ
P1,P2 樹脂層
FG フィルタ等
101 撮影レンズ
102 撮像素子
103 信号処理部
104 ズーム制御部
106 フォーカス制御部
107 絞り制御部
108 フィルタ制御部
G1 1st lens group G2 2nd lens group G3 3rd lens group G4 4th lens group ND Adjustment filter AD Aperture stop L1 to L14 Lens P1, P2 Resin layer FG filter etc. 101 Shooting lens 102 Imaging element 103 Signal processing part 104 Zoom Control unit 106 Focus control unit 107 Aperture control unit 108 Filter control unit

特開2008−197534号公報JP 2008-197534 A 特開2008−241884号公報JP 2008-241884 A 特開平10−054937号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-054937

Claims (12)

物体側から像側へ向かって、順次、回折光学素子を含み正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置してなり、
広角端と望遠端との間の変倍に伴って、前記第2レンズ群は広角端において最も物体側に位置し、前記第3レンズ群は望遠端において最も像側に位置するようにして、前記第2レンズ群および前記第3レンズ群を移動させるズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群および前記第3レンズ群の少なくとも一方に負レンズを含み、その負レンズは、
当該負レンズを構成する材料の屈折率をnd、当該負レンズを構成する材料のアッベ数をνd、そして当該負レンズを構成する材料の部分分散比をθC,A′とし、且つ
前記部分分散比θC,A′が、
前記負レンズを構成する材料のF線、C線およびA′線に対する屈折率を、それぞれn、nおよびnA′として、
θC,A′ = (n−nA′)/(n−n
であらわされるとき、
条件式:
〔1〕 1.50 < nd < 1.75
〔2〕 60.0 < νd < 75.0
〔3〕 θC,A′ − 0.0015×νd < 0.2550
を満足することを特徴とするズームレンズ。
A first lens group including a diffractive optical element and having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a negative refractive power in order from the object side to the image side And a fourth lens group having a positive refractive power,
With zooming between the wide-angle end and the telephoto end, the second lens group is located closest to the object side at the wide-angle end, and the third lens group is located closest to the image side at the telephoto end. In the zoom lens that moves the second lens group and the third lens group,
At least one of the second lens group and the third lens group includes a negative lens,
The refractive index of the material constituting the negative lens is nd, the Abbe number of the material constituting the negative lens is νd, the partial dispersion ratio of the material constituting the negative lens is θ C, A ′ , and the partial dispersion The ratio θ C, A ′ is
Refractive indexes for the F-line, C-line, and A′-line of the material constituting the negative lens are n F , n C, and n A ′ , respectively.
θ C, A ′ = (n C −n A ′ ) / (n F −n C )
When expressed
Conditional expression:
[1] 1.50 <nd <1.75
[2] 60.0 <νd <75.0
[3] θ C, A′−0.0015 × νd <0.2550
A zoom lens characterized by satisfying
望遠端における全系の焦点距離をf、前記回折光学素子の回折部の焦点距離をfDOEとして、
条件式:
〔4〕 0.02 < f/fDOE < 0.10
を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
The focal length of the entire system at the telephoto end is f T , and the focal length of the diffractive portion of the diffractive optical element is f DOE .
Conditional expression:
[4] 0.02 <f T / f DOE <0.10
The zoom lens according to claim 1, wherein:
前記第1レンズ群は1つ以上の正レンズを含み、当該第1レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値をν1GPとして、
条件式:
〔5〕 75 < ν1GP < 96
を満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のズームレンズ。
The first lens group includes one or more positive lenses, and an average value of Abbe numbers of materials of the positive lenses included in the first lens group is ν 1GP .
Conditional expression:
[5] 75 <ν 1GP <96
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens satisfies the following.
前記第2レンズ群および前記第3レンズ群の双方に負レンズを含み、当該負レンズは、請求項1に記載の条件式〔1〕〜条件式〔3〕を満足することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズ。   The negative lens is included in both the second lens group and the third lens group, and the negative lens satisfies the conditional expressions [1] to [3] according to claim 1. The zoom lens according to any one of claims 1 to 3. 広角端における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔をD34W、望遠端における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔をD34T、そして広角端における全系の焦点距離をfとして、
条件式:
〔6〕 2.5 < (D34W−D34T)/f < 6.0
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
The distance between the third lens group and the fourth lens group at the wide angle end is D 34W , the distance between the third lens group and the fourth lens group at the telephoto end is D 34T , and the focal point of the entire system at the wide angle end distance as f w,
Conditional expression:
[6] 2.5 <(D 34W -D 34T) / f w <6.0
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens satisfies the following.
広角端から望遠端への変倍の間に、前記第3レンズ群の倍率が0となる状態が含まれることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のズームレンズ。   The zoom lens according to any one of claims 1 to 5, wherein a state in which the magnification of the third lens group is 0 is included during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. . 前記第4レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸に沿った距離をL、そして前記第4レンズ群の最も物体側の面から像面までの光軸に沿った距離であって、該第4レンズ群より像側に屈折力を有さない光学素子が含まれる場合に、それが存在しないと仮定した空気換算長をT4F−Iとして、
条件式:
〔7〕 0.2 < L/T4F−I < 0.5
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
The distance along the optical axis from the most object side surface of the fourth lens group to the most image side surface is L 4 , and along the optical axis from the most object side surface of the fourth lens group to the image plane. When an optical element having a refractive power and having no refractive power on the image side from the fourth lens group is included, T 4F-I is an air conversion length that is assumed to be absent.
Conditional expression:
[7] 0.2 <L 4 / T 4F-I <0.5
The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens satisfies the following.
前記第2レンズ群が3枚以下のレンズで構成され、前記第3レンズ群が2枚以下のレンズで構成されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズ。   8. The device according to claim 1, wherein the second lens group includes three or less lenses, and the third lens group includes two or less lenses. Zoom lens. 前記第1レンズ群が、物体側から、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、該負メニスカスレンズに接合された第1の正レンズと、像側よりも強い屈折力の凸面を物体側に向けた第2の正レンズとの3枚のレンズを配置して構成し、前記負メニスカスレンズと前記第1の正レンズとの接合界面に前記回折光学系の回折面が形成されることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズ。   The first lens group includes a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side sequentially from the object side, a first positive lens bonded to the negative meniscus lens, and a convex surface having a refractive power stronger than that of the image side. Three lenses, the second positive lens facing the object side, are arranged, and a diffractive surface of the diffractive optical system is formed at the junction interface between the negative meniscus lens and the first positive lens. The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens is a zoom lens. 変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第4レンズ群が像面に対して移動せずに固定されていることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズ。   10. The zoom according to claim 1, wherein at the time of zooming, the first lens group and the fourth lens group are fixed without moving with respect to the image plane. lens. 撮像用光学系として、請求項1〜請求項10のいずれか1項のズームレンズを具備することを特徴とする撮像装置。   An image pickup apparatus comprising the zoom lens according to any one of claims 1 to 10 as an image pickup optical system. 撮像用光学系として、請求項1〜請求項10のいずれか1項のズームレンズを具備することを特徴とする監視用ビデオカメラ。   A surveillance video camera comprising the zoom lens according to any one of claims 1 to 10 as an imaging optical system.
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