JPH0735976A - Zoom lens - Google Patents

Zoom lens

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Publication number
JPH0735976A
JPH0735976A JP5177139A JP17713993A JPH0735976A JP H0735976 A JPH0735976 A JP H0735976A JP 5177139 A JP5177139 A JP 5177139A JP 17713993 A JP17713993 A JP 17713993A JP H0735976 A JPH0735976 A JP H0735976A
Authority
JP
Japan
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lens
lens group
negative
object side
aspherical
Prior art date
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Application number
JP5177139A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Aoki
正幸 青木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Priority to US08/270,723 priority patent/US5579172A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a zoom lens of miniaturization and light in weight, and high specification and high performance by employing four-lens constitution and in which a second lens group is provided with a lens surface of aspherical shape to satisfy a specific condition. CONSTITUTION:This lens is provided with a first to fourth lens groups G1-G4 with positive, negative, negative, and positive refracting powers sequentially from an object side. When variable magnification is performed, the second and third lens groups G2, G3 are moved on an optical axis. The second lens group G2 is provided with at least one lens surface of aspherical shape. The lens surface of aspherical shape satisfies condition 10<-31xa(h)-x(h)1/h<10<-1>. Where, the maximum effect radius of the lens surface of aspherical shape is assumed as (h), a value of (x) in the maximum effect radius (h) when the surface apex of the lens surface of aspherical shape is taken as an origin and an x-axis as the optical axis, and a y-axis is expressed in a coordinate system passing the origin and setting as a straight line perpendicular to the x-axis as xa(h), and the value of (x) in the paraxial radius of curvature of the lens surface of aspherical shape in the maximum effect radius (h) as x(h).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、小型軽量で、大口径、
大ズーム比を持つズームレンズに関し、特にテレビカメ
ラ用として好適なズームレンズに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is small and lightweight, has a large diameter,
The present invention relates to a zoom lens having a large zoom ratio, and particularly to a zoom lens suitable for a television camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、大口径、大ズーム比のズーム
レンズとしては、物体側より順に、正・負・負・正また
は正・負・正・正の屈折力を有する4群構成のものが知
られている。これらのズームレンズにおいては、第2レ
ンズ群及び第3レンズ群を移動させることにより、ズー
ミングを行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a zoom lens having a large aperture and a large zoom ratio has a four-group structure having positive, negative, negative, positive or positive, negative, positive, positive refracting power in order from the object side. It has been known. In these zoom lenses, zooming is performed by moving the second lens group and the third lens group.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年、大口径で広画
角、しかも大ズーム比でありながら、小型軽量で、かつ
高性能のズームレンズに対する要望が更に強まってい
る。一般に、ズームレンズの更なる小型軽量化、あるい
は小型軽量を維持しつつ、更なる高仕様化を図る手法と
して、各レンズ群のパワーを強める構成が用いられてい
るが、そのために、諸収差が発生し光学性能が低下する
問題点がある。
In recent years, there has been an increasing demand for a compact, lightweight and high-performance zoom lens having a large aperture, a wide angle of view, and a large zoom ratio. Generally, as a method of further downsizing and weight reduction of a zoom lens, or maintaining higher downsizing and weight reduction, a configuration for strengthening the power of each lens group is used. However, there is a problem that the optical performance deteriorates.

【0004】そこで、本発明は、小型軽量かつ高仕様
で、高性能なズームレンズを提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a compact, lightweight, high-performance zoom lens having high performance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明によるズームレンズは、以下の構成を有す
る。例えば図1に示す如く、物体側より順に、正屈折力
を持つ第1レンズ群G 1 と、負屈折力を持つ第2レンズ
群G2 と、負屈折力第3レンズ群G3 と、正屈折力を持
つ第4レンズ群G4 とを有するズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際し、第2レンズ群G2
光軸に沿って物体側から像側へ移動し、かつ第3レンズ
群G3 が光軸上を往復するように移動するように構成さ
れる。
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the zoom lens according to the present invention has the following configuration.
It For example, as shown in FIG. 1, the positive refracting power is increased in order from the object side.
First lens group G having 1And a second lens with negative refractive power
Group G2And the third lens unit G having negative refractive power3And has positive refractive power
4th lens group GFourIn a zoom lens having and
When changing the magnification from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2But
Moves from the object side to the image side along the optical axis, and the third lens
Group G3Is configured to move back and forth on the optical axis.
Be done.

【0006】そして、第2レンズ群G2 は、少なくとも
一面の非球面形状のレンズ面を有する。非球面形状のレ
ンズ面は、光軸上から周辺部に向けて、次第に正屈折力
が強まる形状、または次第に負屈折力が弱まる形状に規
定され、以下の条件を満足するように構成される。
The second lens group G 2 has at least one aspherical lens surface. The aspherical lens surface is defined as a shape in which the positive refractive power gradually increases or a shape in which the negative refractive power gradually weakens from the optical axis toward the peripheral portion, and is configured to satisfy the following conditions.

【0007】[0007]

【数1】 10-3 < |xa(h)−x(h)|/h < 10-1 …(1) 但し、 h :非球面形状のレンズ面の最大有効半径、 xa(h) :非球面形状のレンズ面の面頂点を原点にと
り、x軸を光軸とし、y軸を原点を通りx軸に垂直な直
線とする座標系で表したとき、最大有効半径hにおける
xの値、 x(h) :非球面形状のレンズ面の面頂点を原点にと
り、x軸を光軸とし、y軸を原点を通りx軸に垂直な直
線とする座標系で表したとき、最大有効半径hにおける
非球面形状のレンズ面の近軸曲率半径のxの値、 である。
## EQU1 ## 10 −3 <| xa (h) −x (h) | / h <10 −1 (1) where h is the maximum effective radius of the aspherical lens surface, and xa (h) is not The value of x at the maximum effective radius h is expressed by a coordinate system in which the apex of the spherical lens surface is the origin, the x axis is the optical axis, and the y axis is a straight line that passes through the origin and is perpendicular to the x axis. (H): When the apex of the aspherical lens surface is taken as the origin, the x-axis is the optical axis, and the y-axis is a straight line that passes through the origin and is perpendicular to the x-axis. X is the paraxial radius of curvature of the aspherical lens surface.

【0008】[0008]

【作用】本発明においては、まず、第2レンズ群G2
負の屈折力を有するので、第2レンズ群G2 内での収差
補正を考えると、第2レンズ群G2 の少なくとも1面の
非球面は、この非球面の近軸曲率半径に比べて、光軸か
ら周辺に向かって正の屈折力が強くなっていくか、ある
いは負の屈折力が弱くなっていく形状であることが望ま
しい。
According to the present invention, firstly, since the second lens group G 2 having a negative refractive power, given the aberration correction in the second lens group G within 2, at least one surface of the second lens group G 2 The aspheric surface of has a shape in which the positive refracting power becomes stronger or the negative refracting power becomes weaker from the optical axis toward the periphery as compared with the paraxial radius of curvature of this aspherical surface. desirable.

【0009】さらに、諸収差を良好に補正するために
は、本発明においては、上記条件(1)によって最適な
非球面量の範囲を規定している。ここで、条件(1)の
上限を越える場合には、中間焦点距離状態から望遠端に
かけて、歪曲収差が糸巻き型に増大するため好ましくな
い。また、下限を越える場合には、ズーミングによる諸
収差の変動、特に像面湾曲の変動が著しくなり、望遠側
の球面収差も補正過剰(オーバー)となるため好ましく
ない。
Further, in order to satisfactorily correct various aberrations, in the present invention, the optimum range of the amount of aspherical surface is defined by the above condition (1). Here, if the upper limit of the condition (1) is exceeded, distortion is increased in a pincushion type from the intermediate focal length state to the telephoto end, which is not preferable. On the other hand, when the value goes below the lower limit, fluctuations in various aberrations due to zooming, especially fluctuations in field curvature become remarkable, and spherical aberration on the telephoto side is also overcorrected, which is not preferable.

【0010】また、本発明においては、テレビカメラ用
ズームレンズに求められる高い仕様と高い性能から、第
1レンズ群G1 は、物体側より順に、負レンズ群L11
少なくとも3つの正レンズ群L12、L13、L14とを有す
るように構成され、かつ第2レンズ群G2 は、少なくと
も3つのレンズ群L21、L22、L23を有するように構成
されることが望ましい。
Further, in the present invention, the first lens group G 1 includes, in order from the object side, the negative lens group L 11 and at least three positive lens groups because of the high specifications and high performance required for the zoom lens for the television camera. Desirably, the second lens group G 2 is configured to include L 12 , L 13 , and L 14 , and the second lens group G 2 is configured to include at least three lens groups L 21 , L 22 , and L 23 .

【0011】また、本発明においては、第1レンズ群G
1 の負レンズ群L11は、以下の条件を満足することが望
ましい。
Further, in the present invention, the first lens group G
It is desirable that the negative lens unit L 11 of 1 satisfy the following condition.

【0012】[0012]

【数2】 −2.0<(R2 +R1 )/(R2 −R1 )<−1.5 …(2) 但し、R1 :負レンズ群L11の最も物体側のレンズ面の
近軸曲率半径、 R2 :負レンズ群L11の最も像側のレンズ面の近軸曲率
半径、 である。
## EQU2 ## −2.0 <(R 2 + R 1 ) / (R 2 −R 1 ) <− 1.5 (2) where R 1 is the most object side lens surface of the negative lens group L 11 . Paraxial radius of curvature, R 2 : Paraxial radius of curvature of the lens surface of the negative lens group L 11 closest to the image.

【0013】この条件(2)は、負レンズ群L11の最適
な形状を規定するものであり、条件(2)の上限を越え
る場合には、望遠側の球面収差がアンダーとなるため好
ましくない。また、下限を越える場合には、糸巻き型の
歪曲収差が増大するため好ましくない。本発明によるズ
ームレンズは、上述の構成に加えて、以下の条件(3)
を満足するように構成されることが望ましい。
The condition (2) defines the optimum shape of the negative lens unit L 11. If the upper limit of the condition (2) is exceeded, spherical aberration on the telephoto side will be under, which is not preferable. . On the other hand, if the value exceeds the lower limit, pincushion distortion aberration increases, which is not preferable. The zoom lens according to the present invention has the following condition (3) in addition to the above configuration.
It is desirable to be configured to satisfy

【0014】[0014]

【数3】 0.6 <FT 1/2 ・f1 /fT < 0.9 …(3) 但し、fT :望遠端における全系の合成焦点距離、 FT :望遠端におけるFナンバー、 f1 :第1レンズ群G1 の焦点距離、 である。## EQU3 ## 0.6 <F T 1 / 2f 1 / f T <0.9 (3) where f T : composite focal length of the entire system at the telephoto end, F T : F number at the telephoto end F 1 is the focal length of the first lens group G 1 .

【0015】上記条件(3)は、結像性能を維持しつつ
ズームレンズの変倍部の小型化を図るために、変倍部の
最適なパワーを規定するものである。これにより、ズー
ムレンズのズーム比及び最大口径比による最適な変倍部
のパワー範囲を規定することができる。条件(3)の上
限を越える場合には、変倍部の小型化を達成することが
困難となるため好ましくない。また、下限を越える場合
には、小型化には効果的であるが、これに伴う諸収差の
悪化が著しくなる。特に、第2レンズ群G2 、第3レン
ズ群G3 のパワーが強くなることによるペッツバール和
の劣化及び第1レンズ群G1 の望遠端における見掛けの
Fナンバーが小さくなり過ぎるため、望遠端での球面収
差が補正困難となる。さらに、製造上の公差も厳しくな
り、各レンズの偏心による画質の劣化も著しくなる。
The condition (3) defines the optimum power of the zooming portion in order to reduce the size of the zooming portion of the zoom lens while maintaining the imaging performance. With this, it is possible to define the optimum power range of the zooming unit according to the zoom ratio and the maximum aperture ratio of the zoom lens. When the value exceeds the upper limit of the condition (3), it becomes difficult to reduce the size of the variable power portion, which is not preferable. On the other hand, when the value goes below the lower limit, it is effective for downsizing, but aggravation of various aberrations accompanying this is remarkable. In particular, since the Petzval sum is deteriorated due to the stronger powers of the second lens group G 2 and the third lens group G 3 and the apparent F number of the first lens group G 1 at the telephoto end becomes too small, at the telephoto end. Spherical aberration becomes difficult to correct. Further, manufacturing tolerances become strict, and the image quality is significantly deteriorated due to decentering of each lens.

【0016】本発明によるズームレンズは、上記構成に
加えてさらに以下の条件(4)を満足することが望まし
い。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following condition (4) in addition to the above configuration.

【0017】[0017]

【数4】 0.9<|β2W・V 1/2|<1.3 …(4) ただし、β2W:第2レンズ群G2 の広角端における倍
率、 V :ズーム比、 である。
## EQU4 ## 0.9 <| β 2W · V 1/2 | <1.3 (4) where β 2W is the magnification at the wide-angle end of the second lens group G 2 , and V is the zoom ratio.

【0018】この条件(4)は、ペッツバール和を良好
に保つための条件である。これにより、条件(3)で変
倍部の小型化を図っているにもかかわらず、比較的第2
レンズ群G2 のパワーを小さくすることができるため、
ペッツバール和の悪化を防止できる。本発明の如き正・
負・負・正のタイプのズームレンズにおいては、各レン
ズ群中において第2レンズ群G2 のパワーが最も強くな
る傾向にあるため、第2レンズ群G2 の負のパワーをで
きるだけ弱くすることがペッツバール和を適正な値に保
つために最も効果的である。
The condition (4) is a condition for keeping good Petzval sum. As a result, although the zooming unit is downsized under the condition (3),
Since the power of the lens group G 2 can be reduced,
It can prevent the deterioration of Petzval sum. As in the present invention
In a negative / negative / positive type zoom lens, the power of the second lens group G 2 tends to be the strongest in each lens group, so the negative power of the second lens group G 2 should be made as weak as possible. Is most effective for keeping the Petzval sum to a proper value.

【0019】以下、図9を参照して詳述する。図9は、
第2レンズ群G2 による変倍の様子を模式的に示す図で
ある。図9において、Pは第1レンズ群G1 による像点
位置、即ち第2レンズ群G2 に対する物点位置、Qは第
2レンズ群G2 によって形成される像点の軌跡を示す。
ここで、第2レンズ群G2 による変倍率をvとすると、
第2レンズ群G2 の広角端及び望遠端における倍率をそ
れぞれ、−1/v1/2 、−v1/2 になるような範囲W0
−T0 を基準変倍域として選ぶと、像点Qの位置が広角
端及び望遠端で一致し、第3レンズ群G3 の位置も両端
で一致する。このとき、第2レンズ群G 2 の変倍率vは
ズーム比Vに等しくなる。
A detailed description will be given below with reference to FIG. Figure 9
Second lens group G2In the figure which shows the state of the magnification change by
is there. In FIG. 9, P is the first lens group G1Image point by
Position, that is, the second lens group G2Object position with respect to
2 lens group G2The locus | trajectory of the image point formed by is shown.
Here, the second lens group G2Let v be the scaling factor due to
Second lens group G2The magnification at the wide-angle end and the telephoto end.
-1 / v each1/2, -V1/2Range W0
-T0If is selected as the reference variable range, the position of the image point Q is wide-angle.
The third lens group G is the same at the end and the telephoto end.3Position of both ends
Matches with. At this time, the second lens group G 2The scaling factor v of
It becomes equal to the zoom ratio V.

【0020】第1レンズ群G1 と第2レンズ群G2 が最
も接近する広角端において、各レンズ群が機械的に干渉
するのを防ぐために必要な空間を△とすると、広角端に
おける第2レンズ群G2 の倍率β2Wとその焦点距離f2
との間には、
At the wide-angle end where the first lens group G 1 and the second lens group G 2 are closest to each other, when the space required to prevent mechanical interference between the lens groups is Δ, the second lens at the wide-angle end is Magnification β 2W of lens group G 2 and its focal length f 2
Between

【0021】[0021]

【数5】 f2 =(f1 −△)・β2W/(1−β2W) …(5) なる関係がある。この式より、β2Wを−1/V1/2 より
大きくすれば|f2 |は大きくなり、第2レンズ群G2
のパワーは弱くなることが明らかである。これは、図9
において第2レンズ群G2 の変倍域を基準変倍域W0
0 より下側の領域W−Tを選ぶことに相当する。本発
明において、第2レンズ群G2 の変倍域を条件(4)の
範囲内とすれば、第2レンズ群G2 の負のパワーを弱く
することができる。
[Formula 5] f 2 = (f 1 −Δ) · β 2W / (1−β 2W ) (5). From this equation, if β 2W is made larger than −1 / V 1/2 , | f 2 | becomes large, and the second lens group G 2
It is clear that the power of is weakened. This is shown in FIG.
Reference zoom range of the second lens group G 2 in zoom range W 0 -
This is equivalent to selecting the area WT below T 0 . In the present invention, the zoom range of the second lens group G 2 be in the range of the condition (4), it is possible to weaken the negative power of the second lens group G 2.

【0022】ここで、条件(4)の下限を越える場合に
は、第2レンズ群G2 のパワーが強くなり、ペッツバー
ル和の悪化を免れないため好ましくない。また、上限を
越える場合には、第2レンズ群G2 の変倍に必要な可動
スペースが大きくなり、レンズ系の全長及び前玉径の増
大を招き、望遠端の近傍において、ズーミング時の第2
レンズ群G2 の移動量に対する第3レンズ群G3 の移動
量の比が極めて大きくなり、両群を移動させるための鏡
筒の機構に不都合があるため好ましくない。
When the value goes below the lower limit of the condition (4), the power of the second lens group G 2 becomes strong, and the Petzval sum is unavoidably deteriorated. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the movable space required for zooming the second lens group G 2 becomes large, which leads to an increase in the total length of the lens system and the diameter of the front lens. Two
The ratio of the amount of movement of the third lens group G 3 to the amount of movement of the lens group G 2 becomes extremely large, which is not preferable because the lens barrel mechanism for moving both groups is inconvenient.

【0023】また、本発明においては、大口径比であり
ながら、諸収差を良好に補正し、高性能を保つために、
第3レンズ群G3 と第4レンズ群G4 とは、以下の構成
を有することが望ましい。まず、第3レンズ群G3 は、
両凹負レンズと両凸正レンズとの貼り合わせからなる負
レンズL3 で構成することが望ましい。次に、第4レン
ズ群G4 は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズL41、両凸正レンズL42、両凸正レンズ
43及びこの両凸正レンズL43と接合され物体側に曲率
のより強い面を向けた負レンズL44を有する前群と、両
凸正レンズL45、2つの貼り合わせレンズL46、L47
び物体側に曲率のより強い面を向けた正レンズL48とを
有する後群とで構成することが望ましい。
Further, in the present invention, in order to satisfactorily correct various aberrations and maintain high performance in spite of the large aperture ratio,
It is desirable that the third lens group G 3 and the fourth lens group G 4 have the following configurations. First, the third lens group G 3
It is desirable that the negative lens L 3 is composed of a biconcave negative lens and a biconvex positive lens cemented together. Next, the fourth lens group G 4 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L 41 having a convex surface directed toward the image side, a biconvex positive lens L 42 , a biconvex positive lens L 43, and this biconvex positive lens L 43. A front lens group having a negative lens L 44 cemented to the object side and having a surface having a stronger curvature toward the object side, a biconvex positive lens L 45 , two cemented lenses L 46 and L 47, and a surface having a stronger curvature toward the object side. And a rear lens group having a positive lens L 48 directed toward the lens.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明による実施例について図面を参
照して説明する。図1、図3、図5及び図7は、それぞ
れ本発明による第1乃至第4実施例のレンズ構成図であ
る。各実施例とも、物体側から順に、正屈折力の第1レ
ンズ群G 1 と、負屈折力の第2レンズ群G2 と、負屈折
力の第3レンズ群G3 と、正屈折力の第4レンズ群G4
とを有する。そして、広角端から望遠端への変倍に際し
て、第1レンズ群G1 と第4レンズ群G4 とが光軸方向
に関して固定であり、第2レンズ群G2 が光軸に沿って
物体側へ単調に繰り出され、第3レンズ群G3 が光軸上
を往復するように移動する如く構成される。なお、各実
施例において、ズームレンズの最も像側のレンズ面と像
面との間に配置される色分解プリズムや各種フィルター
等の平行平面板をプリズムブロックPBとして示してい
る。
Embodiments Referring to the drawings, embodiments of the present invention will be described below.
I will explain. 1, 3, 5, and 7 are respectively
FIG. 3 is a lens configuration diagram of Embodiments 1 to 4 according to the present invention.
It In each of the examples, the first lens having the positive refractive power is sequentially arranged from the object side.
Group G 1And the second lens group G having negative refractive power2And negative refraction
Third lens group G of power3And the fourth lens unit G having positive refractive powerFour
Have and. And when changing the magnification from the wide-angle end to the telephoto end
The first lens group G1And the fourth lens group GFourAnd is the optical axis direction
Is fixed with respect to the second lens group G2Along the optical axis
The third lens group G is monotonically extended toward the object side.3Is on the optical axis
It is configured to move back and forth. In addition, each real
In the example, the lens surface of the zoom lens closest to the image and the image
Color separation prism and various filters placed between the surface and
A plane parallel plate such as is shown as a prism block PB.
It

【0025】第1乃至第3実施例において、第1レンズ
群G1 は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニ
スカス形状の負レンズL11と、両凸形状の正レンズL12
と、物体側により強い曲率を持つ両凸形状の正レンズL
13と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ
14とを有する。また、第2レンズ群G2 は、物体側か
ら順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ
21と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レン
ズと両凹形状の負レンズとからなる接合レンズL22と、
両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス
形状の負レンズとからなる接合レンズL23とを有する。
In the first to third embodiments, the first lens group G 1 comprises, in order from the object side, a meniscus negative lens L 11 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L 12.
And a biconvex positive lens L having a stronger curvature on the object side.
13 and a meniscus-shaped positive lens L 14 having a convex surface facing the object side. The second lens group G 2 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens L 21 having a concave surface facing the image side, a positive meniscus lens having a concave surface facing the object side, and a biconcave negative lens. A cemented lens L 22 consisting of
And a cemented lens L 23 consisting of a negative meniscus lens having a concave surface facing the positive lens and the object side of the biconvex shape.

【0026】ここで、第1及び第2実施例においては、
接合レンズL22の最も像側のレンズ面に、像側の面が非
球面形状に形成された非球面層が設けられている。ま
た、第3実施例においては、接合レンズL22の最も像側
のレンズ面が非球面形状に形成されている。第3レンズ
群G3 は、両凹形状の負レンズと物体側により強い曲率
を持つ両凸形状の正レンズとからなる接合レンズL3
有する。
Here, in the first and second embodiments,
An aspherical layer having an aspherical surface on the image side is provided on the most image side lens surface of the cemented lens L 22 . Further, in the third example, the most image-side lens surface of the cemented lens L 22 is formed in an aspherical shape. The third lens group G 3 includes a cemented lens L 3 including a biconcave negative lens and a biconvex positive lens having a stronger curvature on the object side.

【0027】そして、第4レンズ群G4 は、物体側から
順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズ
41と、両凸形状の正レンズL42と、両凸形状の正レン
ズL 43と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レン
ズL44とからなる接合レンズと、両凸形状の正レンズL
45と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとから
なる接合レンズL46と、像側により強い曲率を持つ両凸
形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状
の負レンズとからなる接合レンズL47と、物体側により
強い曲率を持つ両凸形状の正レンズL48とを有する。
The fourth lens group GFourFrom the object side
In order, a positive meniscus lens with concave surface facing the object side
L41And a biconvex positive lens L42And a biconvex positive lens
Z L 43And a negative meniscus lens with a concave surface facing the object side.
Z L44And a cemented lens composed of and a biconvex positive lens L
45From the biconcave negative lens and the biconvex positive lens
Cemented lens L46And biconvex with stronger curvature on the image side
-Shaped positive lens and meniscus shape with concave surface facing the object side
Cemented lens L consisting of a negative lens of47And the object side
Biconvex positive lens L with strong curvature48Have and.

【0028】以下に、各実施例による諸元の値を表す。
実施例の諸元表中において、fは焦点距離、FはFナン
バーを表す。そして、左端の数字は、レンズ面の物体側
からの順序を表し、rはレンズ面の曲率半径、dはレン
ズ面間隔、n及びνは屈折率及びアッベ数のd線(λ=
587.6nm )に対する値である。なお、本実施例によるズ
ームレンズにおいては、色分解プリズムや各種フィルタ
ー等の平行平面板を示すプリズムブロックPBを含めて
収差補正されているため、これらの諸元も併せて示す。
The values of specifications according to each embodiment are shown below.
In the specification table of the embodiment, f is the focal length and F is the F number. The number at the left end represents the order from the object side of the lens surface, r is the radius of curvature of the lens surface, d is the distance between the lens surfaces, and n and ν are the refractive index and the Abbe number d line (λ =
587.6 nm). In the zoom lens according to the present embodiment, the aberration is corrected including the prism block PB showing the plane-parallel plate such as the color separation prism and various filters, and therefore these data are also shown.

【0029】また、非球面形状は、非球面の面頂点を原
点、光軸をX軸、原点を通りかつX軸と直交する直線を
Y軸にとる座標系において、rを非球面の近軸曲率半
径、kを円錐定数、A,B,C,Dをそれぞれ非球面係
数とするとき、
Further, the aspherical shape is such that r is a paraxial axis of an aspherical surface in a coordinate system in which the apex of the aspherical surface is the origin, the optical axis is the X axis, and a straight line passing through the origin and orthogonal to the X axis is the Y axis. When the radius of curvature, k are conic constants, and A, B, C, and D are aspherical coefficients,

【0030】[0030]

【数6】 X=y2 ・r-1・{1+〔1−(1+k)(y/r)2 1/2 -1 +Ay4 +By6 +Cy8 +Dy10 …(6) で表される。[Expression 6] X = y 2 · r −1 · {1+ [1- (1 + k) (y / r) 2 ] 1/2 } −1 + Ay 4 + By 6 + Cy 8 + Dy 10 (6) .

【0031】[0031]

【表1】 〔第1実施例〕 f= 8.75 〜 127 F= 1.72 〜 2.24 (変倍における可変間隔) f 8.75 40 127 d 8 0.7326 30.3323 39.7802 d17 39.0272 5.3495 3.4605 d20 7.5525 11.6305 4.0715 (非球面係数) 第14面 k= 0.0000 A= -3.8436×10-5 B= -1.4528×10-8 C= -7.3974×10-10 D= 0.0000 |xa(h)−x(h) |= 0.215mm (h=8.4mm) (条件対応数値) (1) 2.560×10-2 (2) -1.820 (3) 0.704 (4) 1.165[Table 1] [First embodiment] f = 8.75 to 127 F = 1.72 to 2.24 (Variable spacing in zooming) f 8.75 40 127 d 8 0.7326 30.3323 39.7802 d17 39.0272 5.3495 3.4605 d20 7.5525 11.6305 4.0715 ( aspherical coefficients) 14th surface k = 0.0000 A = -3.8436 × 10 -5 B = -1.4528 × 10 - 8 C = -7.3974 × 10 -10 D = 0.0000 | xa (h) -x (h) | = 0.215mm (h = 8.4mm) (Values corresponding to conditions) (1) 2.560 × 10 -2 (2) -1.820 (3) 0.704 (4) 1.165

【0032】[0032]

【表2】 〔第2実施例〕 f= 8.75 〜 127 F= 1.72 〜 2.21 (変倍における可変間隔) f 8.75 40 127 d 8 0.6743 30.2148 39.6414 d17 39.2815 5.6739 3.8561 d20 7.9358 12.0029 4.3941 (非球面係数) 第14面 k= 0.0000 A= -3.8757×10-5 B= -1.6642×10-8 C= -7.2796×10-10 D= 0.0000 |xa(h)−x(h) |= 0.223mm (h=8.45mm) (条件対応数値) (1) 2.639×10-2 (2) -1.761 (3) 0.698 (4) 1.168[Table 2] [Second embodiment] f = 8.75 to 127 F = 1.72 to 2.21 (Variable spacing in zooming) f 8.75 40 127 d 8 0.6743 30.2148 39.6414 d17 39.2815 5.6739 3.8561 d20 7.9358 12.0029 4.3941 ( aspherical coefficients) 14th surface k = 0.0000 A = -3.8757 × 10 -5 B = -1.6642 × 10 - 8 C = -7.2796 × 10 -10 D = 0.0000 | xa (h) -x (h) | = 0.223mm (h = 8.45mm) (Condition-compliant numerical value) (1) 2.639 × 10 -2 (2) -1.761 (3) 0.698 (4) 1.168

【0033】[0033]

【表3】 〔第3実施例〕 f= 8.75 〜 127 F= 1.72 〜 2.25 (変倍における可変間隔) f 8.75 40 127 d 8 0.6978 30.2975 39.7454 d16 39.2759 5.5981 3.7092 d19 7.5525 11.6305 4.0715 (非球面係数) 第13面 k= 0.0000 A= -2.7319×10-5 B= -1.3187×10-8 C= -6.3498×10-10 D= 0.0000 |xa(h)−x(h) |= 0.161mm (h=8.45mm) (条件対応数値) (1) 1.905×10-2 (2) -1.815 (3) 0.704 (4) 1.165 図2(a),(b),(c) 、図4(a),(b),(c) 及び図6(a),(b),
(c) は、それぞれ第1乃至第3実施例の広角端での諸収
差図、中間焦点距離状態での諸収差図、望遠端での諸収
差図を示す。各収差図において、FはFナンバー、yは
像高、dはd線(λ=587.6nm )、SCは正弦条件を示
している。なお、非点収差図において、破線Mはメリジ
オナル像面、実線Sはサジタル像面を示す。
[Table 3] [Third embodiment] f = 8.75 to 127 F = 1.72 to 2.25 (Variable spacing in zooming) f 8.75 40 127 d 8 0.6978 30.2975 39.7454 d16 39.2759 5.5981 3.7092 d19 7.5525 11.6305 4.0715 ( aspherical coefficients) 13th surface k = 0.0000 A = -2.7319 × 10 -5 B = -1.3187 × 10 - 8 C = -6.3498 × 10 -10 D = 0.0000 | xa (h) -x (h) | = 0.161mm (h = 8.45mm) (Values corresponding to conditions) (1) 1.905 × 10 -2 (2) -1.815 (3) 0.704 (4) 1.165 Figures 2 (a), (b), (c), Figures 4 (a), (b), (c) and Figures 6 (a), (b),
(c) shows various aberration diagrams at the wide-angle end, various aberration diagrams at the intermediate focal length state, and various aberration diagrams at the telephoto end of the first to third examples, respectively. In each aberration diagram, F is the F number, y is the image height, d is the d line (λ = 587.6 nm), and SC is the sine condition. In the diagram of astigmatism, the broken line M indicates the meridional image plane and the solid line S indicates the sagittal image plane.

【0034】各収差図の比較から、第1乃至第3実施例
は、広角端から望遠端にわたって諸収差が良好に補正さ
れ、優れた結像性能を有していることが明らかである。
次に、図7を参照して、本発明による第4実施例を説明
する。図7は、第4実施例のレンズ構成図である。第4
実施例は、第2レンズ群G2 の構成が図1に示す第1実
施例とは異なる。従って、本実施例では、説明を簡単に
するために、第2レンズ群G2 の構成について述べる。
From comparison of the respective aberration diagrams, it is apparent that the first to third examples have excellent imaging performance in which various aberrations are favorably corrected from the wide-angle end to the telephoto end.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a lens configuration diagram of the fourth example. Fourth
The example is different from the first example shown in FIG. 1 in the configuration of the second lens group G 2 . Therefore, in the present embodiment, the configuration of the second lens group G 2 will be described for the sake of simplicity.

【0035】図7において、第2レンズ群G2 は、物体
側から順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レ
ンズL21と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正
レンズと両凹形状の負レンズとからなる接合レンズL22
と、両凸形状の正レンズL23と、物体側に凹面を向けた
メニスカス形状の負レンズL24とを有する。なお、第4
実施例では、接合レンズL22の最も像側のレンズ面に、
像側の面が非球面形状に形成された非球面層が設けられ
ている。
In FIG. 7, the second lens group G 2 includes, in order from the object side, a meniscus negative lens L 21 having a concave surface facing the image side, and a meniscus positive lens having a concave surface facing the object side. A cemented lens L 22 including a concave negative lens
And a biconvex positive lens L 23 and a meniscus negative lens L 24 having a concave surface facing the object side. The fourth
In the embodiment, the most image-side lens surface of the cemented lens L 22 is
An aspherical layer having an aspherical surface on the image side is provided.

【0036】本実施例による諸元を以下の表4に示す。
実施例の諸元表中において、fは焦点距離、FはFナン
バーを表す。そして、左端の数字は、レンズ面の物体側
からの順序を表し、rはレンズ面の曲率半径、dはレン
ズ面間隔、n及びνは屈折率及びアッベ数のd線(λ=
587.6nm )に対する値である。また、非球面形状は、上
記(6)式にて表される。なお、本実施例によるズーム
レンズにおいても、色分解プリズムや各種フィルター等
の平行平面板を示すプリズムブロックPBを含めて収差
補正がなされているため、これらの諸元も併せて示す。
The specifications according to this embodiment are shown in Table 4 below.
In the specification table of the embodiment, f is the focal length and F is the F number. The number at the left end represents the order from the object side of the lens surface, r is the radius of curvature of the lens surface, d is the distance between the lens surfaces, and n and ν are the refractive index and the Abbe number d line (λ =
587.6 nm). Further, the aspherical shape is represented by the above formula (6). In the zoom lens according to the present embodiment as well, the aberration correction is performed including the prism block PB showing the parallel plane plate such as the color separation prism and various filters, and therefore these data are also shown.

【0037】[0037]

【表4】 〔第4実施例〕 f= 8.75 〜 127 F= 1.72 〜 2.21 (変倍における可変間隔) f 8.75 40 127 d 8 0.6738 30.2143 39.6408 d18 38.5731 4.9655 3.1477 d21 7.9358 12.0029 4.3941 (非球面係数) 第14面 k= 0.0000 A= -3.9671×10-5 B= -1.7847×10-8 C= -7.8052×10-10D= 0.0000 |xa(h)−x(h) |= 0.261mm (h=8.7mm) (条件対応数値) (1) 3.000×10-2 (2) -1.770 (3) 0.698 (4) 1.168 図8(a),(b),(c) は、それぞれ第4実施例の広角端での
諸収差図、中間焦点距離状態での諸収差図、望遠端での
諸収差図を示す。各収差図において、FはFナンバー、
yは像高、dはd線(λ=587.6nm )、SCは正弦条件
を示している。なお、非点収差図において、破線Mはメ
リジオナル像面、実線Sはサジタル像面を示す。
[Table 4] [Fourth embodiment] f = 8.75 to 127 F = 1.72 to 2.21 (Variable spacing in zooming) f 8.75 40 127 d 8 0.6738 30.2143 39.6408 d18 38.5731 4.9655 3.1477 d21 7.9358 12.0029 4.3941 ( aspherical coefficients) 14th surface k = 0.0000 A = -3.9671 × 10 -5 B = -1.7847 × 10 - 8 C = -7.8052 × 10 -10 D = 0.0000 | xa (h) -x (h) | = 0.261mm (h = 8.7mm) (Condition-compliant numerical value) (1) 3.000 × 10 -2 (2) -1.770 (3) 0.698 (4) 1.168 FIGS. 8 (a), (b), and (c) show various aberration diagrams at the wide-angle end, various aberration diagrams at the intermediate focal length state, and the telephoto end, respectively, of the fourth embodiment. The various aberration figures of are shown. In each aberration diagram, F is the F number,
y is the image height, d is the d line (λ = 587.6 nm), and SC is the sine condition. In the diagram of astigmatism, the broken line M indicates the meridional image plane and the solid line S indicates the sagittal image plane.

【0038】各収差図の比較から、本実施例は、広角端
から望遠端にわたって諸収差が良好に補正され、優れた
結像性能を有していることが明らかである。このよう
に、上述の各実施例によれば、大ズーム比であって、か
つ明るく小型でありながら、諸収差が良好に補正された
高性能のズームレンズが実現される。
From the comparison of each aberration diagram, it is apparent that this embodiment has excellent imaging performance in which various aberrations are satisfactorily corrected from the wide-angle end to the telephoto end. As described above, according to each of the above-described embodiments, it is possible to realize a high-performance zoom lens that has a large zoom ratio, is bright, and is small in size, and that various aberrations are well corrected.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、小型軽量か
つ高仕様で、高性能なズームレンズを提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a compact and lightweight zoom lens having high specifications and high performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による第1実施例のレンズ構成図であ
る。
FIG. 1 is a lens configuration diagram of a first embodiment according to the present invention.

【図2】第1実施例の各焦点距離状態における諸収差図
である。
FIG. 2 is a diagram of various types of aberration in each focal length state of the first example.

【図3】本発明による第2実施例のレンズ構成図であ
る。
FIG. 3 is a lens configuration diagram of a second embodiment according to the present invention.

【図4】第2実施例の各焦点距離状態における諸収差図
である。
FIG. 4 is a diagram of various types of aberration in each focal length state of the second example.

【図5】本発明による第3実施例のレンズ構成図であ
る。
FIG. 5 is a lens configuration diagram of a third embodiment according to the present invention.

【図6】第3実施例の各焦点距離状態における諸収差図
である。
FIG. 6 is a diagram of various types of aberration in each focal length state of the third example.

【図7】本発明による第4実施例のレンズ構成図であ
る。
FIG. 7 is a lens configuration diagram of a fourth example according to the present invention.

【図8】第4実施例の各焦点距離状態における諸収差図
である。
FIG. 8 is a diagram of various types of aberration in each focal length state of the fourth example.

【図9】本発明によるズームレンズの第2レンズ群G2
の作用を示す説明図である。
FIG. 9 is a second lens group G 2 of the zoom lens according to the present invention.
It is explanatory drawing which shows the effect | action of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 …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、G 1 ... 1st lens group, G 2 ... 2nd lens group, G 3 ... 3rd lens group, G 4 ... 4th lens group,

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】物体側より順に、正屈折力を持つ第1レン
ズ群G1 と、負屈折力を持つ第2レンズ群G2 と、負屈
折力第3レンズ群G3 と、正屈折力を持つ第4レンズ群
4とを有するズームレンズにおいて、 広角端から望遠端への変倍に際し、前記第2レンズ群G
2 が光軸に沿って物体側から像側へ移動し、かつ前記第
3レンズ群G3 が光軸上を往復するように移動し、 前記第2レンズ群G2 は、少なくとも一面の非球面形状
のレンズ面を有し、 該非球面形状のレンズ面は、光軸上から周辺部に向け
て、次第に正屈折力が強まる形状、または次第に負屈折
力が弱まる形状に規定され、 以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 10-3 < |xa(h)−x(h)|/h < 10-1 但し、 h : 前記非球面形状のレンズ面の最大有効半
径、 xa(h) : 前記非球面形状のレンズ面の面頂点を原
点にとり、x軸を光軸とし、y軸を原点を通り前記x軸
に垂直な直線とする座標系で表したとき、前記最大有効
半径hにおけるxの値、 x(h) : 前記座標系で表したとき、前記最大有効
半径hにおける前記非球面形状のレンズ面の近軸曲率半
径のxの値、 である。
1. A first lens group G 1 having a positive refractive power, a second lens group G 2 having a negative refractive power, a third lens group G 3 having a negative refractive power, and a positive refractive power in order from the object side. And a fourth lens group G 4 having a zoom lens having a second lens group G 4 at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
2 moves from the object side to the image side along the optical axis, and the third lens group G 3 moves so as to reciprocate on the optical axis, and the second lens group G 2 has at least one aspherical surface. The aspherical lens surface is defined as a shape in which the positive refracting power gradually increases or a negative refracting power gradually weakens from the optical axis toward the peripheral portion. A zoom lens that is characterized by its satisfaction. 10 −3 <| xa (h) −x (h) | / h <10 −1 where, h: maximum effective radius of the aspherical lens surface, xa (h): of the aspherical lens surface When expressed in a coordinate system with the surface vertex as the origin, the x-axis as the optical axis, and the y-axis as a straight line passing through the origin and perpendicular to the x-axis, the value of x at the maximum effective radius h, x (h): When expressed in the coordinate system, the value of x of the paraxial radius of curvature of the aspherical lens surface at the maximum effective radius h.
【請求項2】前記第1レンズ群G1 は、物体側より順
に、負レンズ群L11と少なくとも3つの正レンズ群
12、L13、L14とを有し、 前記第2レンズ群G2 は、少なくとも3つのレンズ群L
21、L22、L23を有することを特徴とする請求項1記載
のズームレンズ。
2. The first lens group G 1 has, in order from the object side, a negative lens group L 11 and at least three positive lens groups L 12 , L 13 , and L 14, and the second lens group G 1 2 is at least three lens groups L
The zoom lens according to claim 1, further comprising: 21 , L 22 and L 23 .
【請求項3】前記第1レンズ群G1 中の前記負レンズ群
11は、前記負レンズ群L11の最も物体側のレンズ面及
び最も像側のレンズ面の近軸曲率半径をそれぞれR1
2とするとき、 −2.0<(R2 +R1 )/(R2 −R1 )<−1.5 を満足することを特徴とする請求項2記載のズームレン
ズ。
3. The negative lens unit L 11 in the first lens unit G 1 has a paraxial radius of curvature of a lens surface closest to the object side and a lens surface closest to the image side of the negative lens unit L 11 to R, respectively. 1 ,
When the R 2, -2.0 <(R 2 + R 1) / (R 2 -R 1) <- 1.5 zoom lens according to claim 2, characterized by satisfying the.
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