JP4387505B2

JP4387505B2 - Zoom lens and photographing apparatus using the same

Info

Publication number: JP4387505B2
Application number: JP21336999A
Authority: JP
Inventors: 浩二星; 誠関田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JP2001042215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた撮影装置に関し、特に負の屈折力のレンズ群が先行する全体として２つのレンズ群を有し、これら２つのレンズ群のレンズ構成を適切に設定することにより、全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した写真用カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、そしてＳＶカメラ等の撮影装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より負の屈折力のレンズ群が先行する所謂ネガティブリード型のズームレンズは、広画角化が比較的容易である為、多くのカメラの標準型のズームレンズとして用いられている。
【０００３】
この種の標準型ズームレンズとして、負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２群の２つのレンズ群で構成し、これら２つのレンズ群を光軸に沿って移動し、レンズ群間隔を変化させることにより変倍を行う、所謂２群ズームレンズが、例えば、特開昭５３−１３２３６０号公報，特開昭５６−１９０２２号公報，そして米国特許第５２８３６３９号等で提案されている。
【０００４】
又、特開平７−５２２５６号公報では物体側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍を第２群と第３群の間隔を増大させて行ったズームレンズが提案されている。
【０００５】
又、米国特許第５４３７１０号では物体側より順に負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍を第２群と第３群の間隔を減少させて行ったズームレンズが開示されている。
【０００６】
また本出願人は持開平６−２７３７７号公報により、３群構成以上の多群ズームレンズを提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に負の屈折力の第１群と正の屈折力の第２群の２つのレンズ群より成るネガティブリード型の２群ズームレンズは広画角化が比較的容易であり、また所定のバックフォーカスが容易に得られるという特長がある。
【０００８】
しかしながら、全変倍範囲にわたり、又画面全体にわたり良好なる光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力配置やレンズ形状等を適切に設定する必要がある。
【０００９】
各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成が不適切であると変倍に伴う収差変動が大きくなり、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【００１０】
又、負の屈折力のレンズ群が先行する２群ズームレンズにおいては、各群の光軸上の位置は変倍と像面位置の変動補正のために相対位置が一義的に決定されてしまう。この結果、広角端から望遠端に変倍させる途中の変倍位置での光学性能を任意に制御することができない。
【００１１】
従って変倍途中の位置での光学性能を良くするには変倍中の各群での収差変動を極力少なくする必要がある。そのための方法としては、例えば各群の屈折力をゆるくしたり、あるいは各群をより多くのレンズ枚数で構成するなどの方法がとられている。しかしながら、この方法はレンズ全長が大型になり高変倍化、高性能化が困難になってくるという問題があった。
【００１２】
本発明は、負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型の２つのレンズ群より成るズームレンズにおいて、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することにより、変倍範囲中の任意のズーム位置においても良好なる光学性能が得られ、全変倍範囲及び画角全体にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズ及びそれを用いた撮影装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の前群と、正の屈折力の後群より構成され、前群と後群の間隔を変化させて変倍させるズームレンズにおいて、
前群は、物体側から順に、正の屈折力のＦａ群と負の屈折力のＦｂ群より構成され、変倍時にＦａ群とＦｂ群の間隔が変化するようにＦａ群とＦｂ群が移動し、
後群は、物体側から順に、正の屈折力のＲａ群と正の屈折力のＲｂ群より構成され、変倍時にＲａ群とＲｂ群の間隔が変化するようにＲａ群とＲｂ群が移動し、
広角端から望遠端に変倍させるときレンズ全系の像面に対してＦａ群とＲｂ群は移動方向が反転し、
Ｒａ群の焦点距離をｆＲａ、Ｒｂ群の焦点距離をｆＲｂ、広角端でのＲａ群とＲｂ群の光軸上間隔をＣｗ、望遠端でのＲａ群とＲｂ群の光軸上間隔をＣｔ、レンズ全系の焦点距離が広角端の焦点距離ｆｗと望遠端での焦点距離ｆｔの相乗平均ｆｍ＝（ｆｗ×ｆｔ） ^１／２になるときのＲａ群とＲｂ群の光軸上間隔をＣｍとするとき、
０．７＜ｆＲａ／ｆＲｂ＜１．５
Ｃｗ＜Ｃｍ＜Ｃｔ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記Ｆａ群は１つの正レンズより成り、前記Ｒａ群は正レンズと負レンズを有することを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、前記Ｒａ群の物体側に変倍に伴ってＲａ群と一体的に移動する絞りを有すると共に、前記Ｒｂ群は正の屈折力の接合レンズ又は正レンズより成ることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、広角端から望遠端に変倍させるとき、レンズ全系の像面に対して前記Ｒｂ群は物体側への移動から像面側への移動に反転することを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は請求項１から４のいずれか１項の発明において、広角端から望遠端に変倍させるとき、レンズ全系の像面に対して前記Ｆａ群は像面側への移動から物体側への移動に反転することを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明は請求項１から５のいずれか１項の発明において、広角端でのレンズ全系の焦点距離をｆｗ、前記Ｆａ群の焦点距離をｆＦａとするとき、
０．００＜ｆｗ／ｆＦａ＜０．２０
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１９】
請求項７の発明は請求項１から６のいずれか１項の発明において、広角端でのレンズ全系の焦点距離をｆｗ、前記Ｆｂ群の焦点距離をｆＦｂとするとき、
０．３５＜ｆｗ／｜ｆＦｂ｜＜０．８０
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２０】
請求項８の発明は請求項１から７のいずれか１項の発明において、広角端での前記Ｆｂ群と前記Ｒａ群の光軸上間隔をＢｗ、望遠端での前記Ｆｂ群と前記Ｒａ群の光軸上間隔をＢｔ、レンズ全系の焦点距離が広角端の焦点距離ｆｗと望遠端での焦点距離ｆｔの相乗平均ｆｍ＝（ｆｗ×ｆｔ）^１／２になる変倍位置での前記Ｆｂ群と前記Ｒａ群の光軸上間隔をＢｍとするとき、
０．５０＜（Ｂｗ−Ｂｍ）／（Ｂｗ−Ｂｔ）＜０．７５
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２１】
請求項９の発明の投影装置は、請求項１から請求項８のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって物体像が形成される撮像素子とを有することを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１，図２は本発明のズームレンズの数値実施例１のレンズ断面図と収差図である。
【００２４】
図３，図４は本発明のズームレンズの数値実施例２のレンズ断面図と収差図である。
【００２５】
図５，図６は本発明のズームレンズの数値実施例３のレンズ断面図と収差図である。
【００２６】
本発明の撮影装置は、図１，図３，図５に示すズームレンズを用いて撮像手段上に物体像を形成している。
【００２７】
レンズ断面図において（Ａ）は広角端（ｆｗ）、（Ｂ）は広角端と中間（ミドル）との間のズーム位置（ｆ_WM）、（Ｃ）は中間のズーム位置（ｆ_M）、（Ｄ）は中間から望遠端との間のズーム位置（ｆ_TM）、（Ｅ）は望遠端（ｆ_T）である。
【００２８】
収差図において、（Ａ）は広角端（ｆｗ）、（Ｂ）は中間のズーム位置（ｆ_M）、（Ｃ）は望遠端（ｆ_T）である。
【００２９】
レンズ断面図において、ＦＬは負の屈折力の前群であり、正の屈折力のＦａ群と負の屈折力のＦｂ群とを有している。
【００３０】
ＲＬは正の屈折力の後群であり、正の屈折力のＲａ群と正の屈折力のＲｂ群とを有している。
【００３１】
ＳＰは絞り、ＩＰは像面である。Ｇはフィルター、フェースプレート等のガラスブロックである。ＦＳ１，ＦＳ２は各々フレアーカット絞りであり、フレアーカット絞りＦＳ１はＲａ群の物体側、フレアーカット絞りＦＳ２はＲａ群の像面側に設けており、各々変倍に伴いＲａ群と一体的に移動している。
【００３２】
本発明のズームレンズは広角端から望遠端への変倍に際して、Ｆａ群，Ｆｂ群，Ｒａ群，Ｒｂ群を光軸上移動させている。
【００３３】
尚、本発明のズームレンズは２群構成として取り扱っているが、変倍に際して４つのレンズ群を独立に移動させている為に４群ズームレンズとして取り扱うようにしても良い。
【００３４】
本発明のズームレンズでは、レンズ全系を少なくとも４群の構成とし、各群を移動させて変倍を行なっている。特に後群のＲｂ群の変倍中の移動軌跡を反転させることにより、各群の屈折力を弱くしてレンズ全系を大型にすることなく変倍途中の光学性能を向上させている。またＲｂ群の変倍中の移動軌跡を反転させることにより各群を簡易なレンズ構成にて変倍途中での光学性能変動をおさえつつ、レンズ全系の小型化を可能にしている。
【００３５】
特にＲｂ群の移動軌跡を、レンズ全系を広角端から望遠端に変倍させるときレンズ全系の像面ＩＰに対して物体側への移動から像両側への移動に反転させることにより移動軌跡反転後のＲｂ群に増倍作用を持たせている。これにより、Ｆｂ群とＲａ群での変倍作用を低減して、各群の移動量を減少させてレンズ全系の小型化を可能にしている。特に望遠端付近でＦｂ群とＲａ群の変倍のための間隔変化を少なくして、ズーム停止位置の誤差によるＦｂ群とＲａ群の間隔変化が小さくなるようにしている。これによってＦｂ群とＲａ群の間隔余裕を減じることを可能として、レンズ系全体の小型化を図っている。
【００３６】
また、前群ＦＬ中のＦａ群の移動軌跡も反転させることにより、より変倍途中での光学性能の変動をおさえている。特にＦａ群を広角端から望遠端に変倍させるときレンズ全系の像面ＩＰに対してＦａ群は移動方向が像面側への移動から物体側への移動に反転させることにより変倍途中でのレンズ全系の小型化および光学性能の向上を可能にしている。
【００３７】
特に広角端付近でＦａ群とＦｂ群の変倍のための間隔変化を少なくして、ズーム停止位置の誤差によるＦａ群とＦｂ群の間隔変化が小さくなるようにしている。これによってＦａ群とＦｂ群の間隔余裕を減じることを可能としてレンズ系全体の小型化を図っている。
【００３８】
また、本実施形態では変倍途中での光学性能の向上を可能とし、Ｆａ群を正レンズ１枚のみで構成して良好なる収差補正を可能としている。又、Ｆａ群を１枚のみの構成にすることでレンズ全系の小型化を図っている。
【００３９】
また、後群ＲＬはレンズ全系の結像作用を担うレンズ群であり、後群中のＲａ群を正レンズと負レンズを有する構成とすることにより色収差を良好に補正するとともに、Ｒａ群に少なくとも１面の非球面を用いることによりレンズ構成を簡易にし小型化を可能にしている。
【００４０】
また、変倍途中での光学性能の向上を可能とし、Ｒｂ群を正レンズ１枚のみで構成して良好なる収差補正を可能としている。又Ｒｂ群を１枚のみの構成にすることでレンズ全系の小型化を図っている。
【００４１】
またＲｂ群は正レンズと負レンズの２枚で構成しても良く、これによればさらに良好な収差補正が容易になる。またＲｂ群に非球面を用いても良く、これによれば簡易な構成で収差補正が容易になる。
【００４２】
また、絞りをＲａ群と一体に移動させても良く、これによれば、よりレンズ鏡筒構造を簡易にすることが容易となる。
【００４３】
次に数値実施例１〜３のズームレンズを備えた撮影装置の実施例について、図７（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。
【００４４】
図７（Ａ）は撮影装置の正面図、図７（Ｂ）は側部断面図である。図中、１０は撮影装置本体（筐体）、１１は数値実施例１〜３のいずれかのズームレンズを用いた撮影光学系、１２はファインダー光学系、１３はＣＣＤ等の撮像素子である。
【００４５】
このように数値実施例１〜３のズームレンズを撮影装置の撮影光学系に適用することで、コンパクトな撮影装置を実現している。
【００４６】
本発明の目的とするズームレンズは以上の如く設定することにより達成されるが、更に光学性能を良好に維持しつつ、レンズ系全体の小型化を図るには次の諸条件のうちの少なくとも１つを満足させるのが良い。
【００４７】
（ア−１）広角端でのレンズ全系の焦点距離をｆｗ、Ｆａ群の焦点距離をｆＦａとしたとき
０．００＜ｆｗ／ｆＦａ＜０．２０ ‥‥‥（１）
を満足することである。
【００４８】
条件式（１）は、Ｆａ群の焦点距離に関するものであり、上限を超えるとＦａ群のパワーがきつくなりすぎて前玉径が大きくなる。又下限を越えるとＦａ群のパワーがゆるくなりＦｂ群の変倍作用がゆるくなリレンズ全長が長くなるので良くない。
【００４９】
さらに望ましくは、条件式（１）の上限と下限を以下のようにするとなお良い。
【００５０】
０．０３＜ｆｗ／ｆＦａ＜０．１５ ‥‥‥（１ａ）
（ア−２）広角端でのレンズ全系の焦点距離をｆｗ、Ｆｂ群の焦点距離をｆＦｂとしたとき
０．３５＜ｆｗ／｜ｆＦｂ｜＜０．８０ ‥‥‥（２）
を満足することである。
【００５１】
条件式（２）は、Ｆｂ群の焦点距離に関するものであり、上限を超えるとＦｂ群のパワーがきつくなり変倍中の収差変動が大きくなり高変倍化が困難になる。又下限を越えるとＦｂ群のパワーがゆるくなりレンズ全長が長くなり小型化が困難になる。
【００５２】
さらに望ましくは、条件式（２）の上限と下限を以下のようにするとなおよい。
【００５３】
０．４０＜ｆｗ／｜ｆＦｂ｜＜０．６０ ‥‥‥（２ａ）
（ア−３）Ｒａ群の焦点距離をｆＲａ、Ｒｂ群の焦点距離をｆＲｂとしたとき
０．７＜ｆＲａ／ｆＲｂ＜１．５ ‥‥‥（３）
を満足することである。
【００５４】
条件式（３）は、Ｒａ群とＲｂ群の焦点距離比に関するものであり、下限を越えるとＲｂ群のパワーがゆるくなり変倍中の収差変動が大きくなり高変倍化が困難になる。又、上限を越えるとＲａ群のパワーがゆるくなりレンズ全長が長くなり小型化が困難になる。
【００５５】
さらに望ましくは、条件（３）の上限と下限を以下のようにするとなおよい。
【００５６】
０．８＜ｆＲａ／ｆＲｂ＜１．２ ‥‥‥（３ａ）
（ア−４）広角端でのＦｂ群とＲａ群の光軸上間隔をＢｗ、望遠端でのＦｂ群とＲａ群の光軸上間隔をＢｔ、レンズ全系の焦点距離が、広角端の焦点距離ｆｗと望遠端での焦点距離ｆｔの相乗平均ｆｍ＝（ｆｗ×ｆｔ）^1/2になる変倍位置でのＦｂ群とＲａ群の光軸上間隔をＢｍとしたとき
０．５０＜（Ｂｗ−Ｂｍ）／（Ｂｗ−Ｂｔ）＜０．７５ ‥‥（４）
を満足することである。
【００５７】
条件式（４）は変倍でのＦｂ群とＲａ群の光軸上間隔に関するものであり、上限を越えると広角端から中間までの広角側の変倍領域でのＦｂ群とＲａ群の間隔変化が大きくなり全体の高変倍化が困難になる。下限を越えると変倍中間で良好な収差補正が困難になる。
【００５８】
さらに望ましくは、条件式（４）の上限と下限を以下のようにするとなおよい。
【００５９】
０．６０＜（Ｂｗ−Ｂｍ）／（Ｂｗ−Ｂｔ）＜０．７０ ‥‥（４ａ）
（ア−５）広角端でのＲａ群とＲｂ群の光軸上間隔をＣｗ、望遠端でのＲａ群とＲｂ群の光軸上間隔をＣｔ、レンズ全系の焦点距離が、広角端の焦点距離ｆｗと望遠端での焦点距離ｆｔの相乗平均ｆｍ＝（ｆｗ×ｆｔ）^1/2になる変倍位置でのＲａ群とＲｂ群の光軸上間隔をＣｍとしたとき、
Ｃｗ＜Ｃｍ＜Ｃｔ ‥‥‥（５）
を満足することである。
【００６０】
条件式（５）は変倍でのＲａ群とＲｂ群の光軸上間隔に関するものであり、Ｃｍが上限を越えるとＲａ群で発生する諸収差、特に軸上色収差をＲｂ群で補正することが困難になり、Ｒａ群とＲｂ群をともに簡易な構成にて良好な収差補正をおこなうことが困難になる。Ｃｍが下限を越えて小さくなると広角端でＲａ群とＲｂ群の間隔が大きくなり十分なバックフォーカスを確保することが困難になる。
【００６１】
さらに望ましくは、条件式（５）の上限と下限を以下のようにするとなお良い。
【００６２】
１．１×Ｃｗ＜Ｃｍ＜０．９×Ｃｔ‥‥‥（５ａ）
（ア−６）Ｆａ群を物体側に凸面を向けた正レンズより構成することである。
【００６３】
（ア−７）Ｆｂ群を物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと、負レンズそして物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより構成することである。
【００６４】
（ア−８）Ｒａ群を正レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズより構成することである。
【００６５】
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第ｉ番目の光学部材厚又は空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。
【００６６】
又、非球面形状は、レンズ面の中心部の曲率半径Ｒとし、光軸方向（光の進行方向）をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき
【００６７】
【数１】

【００６８】
なる式で表している。又「ｅ−Ｘ」は「×１０^-X」を意味している。
【００６９】
又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００７０】

【００７１】
【表１】

【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型の２つのレンズ群より成るズームレンズにおいて、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することにより、変倍範囲中の任意のズーム位置においても良好なる光学性能が得られ、全変倍範囲及び画角全体にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズ及びそれを用いた撮影装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のズームレンズの数値実施例１のレンズ断面図
【図２】本発明のズームレンズの数値実施例１の収差図
【図３】本発明のズームレンズの数値実施例２のレンズ断面図
【図４】本発明のズームレンズの数値実施例２の収差図
【図５】本発明のズームレンズの数値実施例３のレンズ断面図
【図６】本発明のズームレンズの数値実施例３の収差図
【図７】本発明の撮影装置の要部概略図
【符号の説明】
ＦＬ前群
ＲＬ後群
ＦＳ１フレアーカット絞り
ＦＳ２フレアーカット絞り
Ｇガラスブロック
ＳＰ絞り
ＩＰ像面
ｄｄ線
ｇｇ線
ΔＳサジタル像面
ΔＭメリディオナル像面
１０撮影装置本体
１１撮影光学系
１２ファインダー光学系
１３撮像素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a zoom lens and a photographing apparatus using the same, and in particular, has two lens groups as a whole preceded by a lens group having a negative refractive power, and appropriately sets the lens configuration of these two lens groups. Therefore, it is suitable for a photographing apparatus such as a photographic camera, a video camera, a digital camera, and an SV camera having high optical performance over the entire zoom range.
[0002]
[Prior art]
A so-called negative lead type zoom lens preceded by a lens unit having a negative refractive power is conventionally used as a standard type zoom lens of many cameras because it is relatively easy to widen the angle of view.
[0003]
This type of standard zoom lens is composed of two lens groups, a first group having negative refractive power and a second group having positive refractive power, and these two lens groups are moved along the optical axis. So-called two-group zoom lenses that perform zooming by changing the lens group interval are proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 53-132360, 56-19022, and US Pat. No. 5,283,639. Has been.
[0004]
JP-A-7-52256 has three lens groups in order from the object side: a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a third group having a positive refractive power. There has been proposed a zoom lens in which zooming from the wide-angle end to the telephoto end is performed by increasing the distance between the second group and the third group.
[0005]
US Pat. No. 5,437,710 has three lens groups in order from the object side: a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a third group having a positive refractive power. There is disclosed a zoom lens in which zooming from the telephoto end to the telephoto end is performed by reducing the distance between the second group and the third group.
[0006]
Further, the present applicant has proposed a multi-group zoom lens having a three-group configuration or more according to Japanese Patent Laid-Open No. 6-27377.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In general, a negative lead type two-unit zoom lens composed of two lens units of a first lens unit having a negative refractive power and a second lens unit having a positive refractive power is relatively easy to widen the angle of view, and has a predetermined back focus. Is easily obtained.
[0008]
However, in order to obtain good optical performance over the entire zoom range and over the entire screen, it is necessary to appropriately set the refractive power arrangement and lens shape of each lens group.
[0009]
If the refractive power arrangement and the lens configuration of each lens group are inappropriate, aberration fluctuations accompanying zooming increase, and it becomes difficult to obtain high optical performance over the entire zooming range.
[0010]
In a two-group zoom lens preceded by a lens unit having a negative refractive power, the relative position of each group on the optical axis is uniquely determined for zooming and correction of fluctuations in image plane position. . As a result, the optical performance at the zoom position during zooming from the wide angle end to the telephoto end cannot be arbitrarily controlled.
[0011]
Accordingly, in order to improve the optical performance at the position during zooming, it is necessary to minimize aberration fluctuations in each group during zooming. As a method for that purpose, for example, the refractive power of each group is loosened, or each group is configured with a larger number of lenses. However, this method has a problem that the overall length of the lens becomes large and it is difficult to achieve high zooming and high performance.
[0012]
The present invention provides a zoom lens composed of two negative lead type lens groups preceded by a lens unit having a negative refractive power, and by appropriately setting the lens configuration of each lens group, an arbitrary zoom within a zooming range is provided. It is an object of the present invention to provide a zoom lens that can obtain good optical performance even at a position and can easily obtain high optical performance over the entire zoom range and the entire angle of view, and a photographing apparatus using the zoom lens.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The zoom lens according to the first aspect of the present invention includes, in order from the object side , a front group having a negative refractive power and a rear group having a positive refractive power, and zooming by changing an interval between the front group and the rear group. In the lens,
The front group is composed of an Fa group having a positive refractive power and an Fb group having a negative refractive power in order from the object side, and the Fa group and the Fb group move so that the distance between the Fa group and the Fb group changes during zooming. And
The rear group is composed of an Ra group having a positive refractive power and an Rb group having a positive refractive power in order from the object side, and the Ra group and the Rb group move so that the interval between the Ra group and the Rb group changes during zooming. And
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the moving directions of the Fa group and the Rb group are reversed with respect to the image plane of the entire lens system.
The focal length of the Ra group is fRa, the focal length of the Rb group is fRb, the distance on the optical axis between the Ra group and the Rb group at the wide angle end is Cw, the distance on the optical axis between the Ra group and the Rb group at the telephoto end is Ct, The distance on the optical axis between the Ra group and the Rb group when the focal length of the entire lens system is the geometric mean fm = (fw × ft) ^½ of the focal length fw at the wide-angle end and the focal length ft at the telephoto end is Cm And when
0.7 <fRa / fRb <1.5
Cw <Cm <Ct
It is characterized by satisfying the following conditions .
[0014]
The invention according to claim 2 characterized in that in the invention of claim 1, wherein Fa group consists of one positive lens, wherein Ra group is characterized by having a positive lens and a negative lens.
[0015]
The invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2, which has a stop which moves integrally with the Ra group in changing magnification on the object side of the Ra group, wherein Rb group bonding a positive refractive power It is characterized by comprising a lens or a positive lens.
[0016]
According to a fourth aspect of the invention, in the first, second or third aspect of the invention, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the Rb group moves from the object side to the image plane side with respect to the image plane of the entire lens system. It is characterized by reversing to move to.
[0017]
According to a fifth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, when the magnification is changed from the wide angle end to the telephoto end, the Fa group moves toward the image plane side with respect to the image plane of the entire lens system. It is characterized by reversing the movement from to the object side.
[0018]
The invention of claim 6 is the invention of any one of claims 1 to 5, wherein the focal length of the entire lens system at the wide angle end is fw, and the focal length of the Fa group is fFa.
0.00 <fw / fFa <0.20
It is characterized by satisfying the following conditions.
[0019]
The invention of claim 7 is the invention of any one of claims 1 to 6, wherein the focal length of the entire lens system at the wide angle end is fw, and the focal length of the Fb group is fFb.
0.35 <fw / | fFb | <0.80
It is characterized by satisfying the following conditions.
[0020]
The invention of claim 8 is the invention of any one of claims 1 to 7, wherein an interval on the optical axis between the Fb group and the Ra group at the wide-angle end is Bw, and the Fb group and the Ra group at the telephoto end. Is the geometrical mean fm of the focal length fw at the wide-angle end and the focal length ft at the telephoto end fm = (fw × ft) ^1/2. When the distance on the optical axis between the Fb group and the Ra group is Bm,
0.50 <(Bw−Bm) / (Bw−Bt) <0.75
It is characterized by satisfying the following conditions.
[0021]
A projection apparatus according to a ninth aspect of the invention includes the zoom lens according to any one of the first to eighth aspects, and an image pickup element on which an object image is formed by the zoom lens.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 are a lens cross-sectional view and aberration diagrams of Numerical Example 1 of the zoom lens according to the present invention.
[0024]
3 and 4 are a lens cross-sectional view and an aberration diagram of Numerical Example 2 of the zoom lens according to the present invention.
[0025]
5 and 6 are a lens sectional view and aberration diagrams of Numerical Example 3 of the zoom lens according to the present invention.
[0026]
The photographing apparatus of the present invention forms an object image on the image pickup means using the zoom lens shown in FIGS.
[0027]
In the lens cross-sectional view, (A) is the wide-angle end (fw), (B) is the zoom position (f _WM ) between the wide-angle end and the middle (middle), (C) is the middle zoom position (f _M ), ( D) is the zoom position (f _TM ) between the middle and the telephoto end, and (E) is the telephoto end (f _T ).
[0028]
In the aberration diagrams, (A) is the wide-angle end (fw), (B) is the intermediate zoom position (f _M ), and (C) is the telephoto end (f _T ).
[0029]
In the lens cross-sectional view, FL is a front group having a negative refractive power, and has a Fa group having a positive refractive power and a Fb group having a negative refractive power.
[0030]
RL is a rear group having a positive refractive power, and has an Ra group having a positive refractive power and an Rb group having a positive refractive power.
[0031]
SP is a stop, and IP is an image plane. G is a glass block such as a filter or a face plate. Each of FS1 and FS2 is a flare cut stop. The flare cut stop FS1 is provided on the object side of the Ra group, and the flare cut stop FS2 is provided on the image side of the Ra group. is doing.
[0032]
The zoom lens of the present invention moves the Fa group, Fb group, Ra group, and Rb group on the optical axis during zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
[0033]
Although the zoom lens of the present invention is handled as a two-group configuration, it may be handled as a four-group zoom lens because the four lens groups are independently moved during zooming.
[0034]
In the zoom lens according to the present invention, the entire lens system is configured of at least four groups, and each group is moved to perform zooming. In particular, by reversing the movement trajectory of the rear Rb group during zooming, the optical performance during zooming is improved without weakening the refractive power of each group and increasing the size of the entire lens system. In addition, by reversing the movement trajectory of the Rb group during zooming, each lens group can be made compact with a simple lens configuration, while suppressing fluctuations in optical performance during zooming.
[0035]
In particular, when moving the entire lens system from the wide-angle end to the telephoto end, the movement trajectory of the Rb group is reversed by moving from the object side to the image side IP with respect to the image plane IP of the entire lens system. The Rb group after inversion has a multiplication effect. Thereby, the zooming action in the Fb group and the Ra group is reduced, the movement amount of each group is reduced, and the entire lens system can be downsized. Particularly, the change in the distance between the Fb group and the Ra group is reduced near the telephoto end so that the change in the distance between the Fb group and the Ra group due to an error in the zoom stop position is reduced. This makes it possible to reduce the clearance between the Fb group and the Ra group, thereby reducing the size of the entire lens system.
[0036]
Further, by reversing the movement trajectory of the Fa group in the front group FL, fluctuations in optical performance during zooming can be suppressed. In particular, when changing the magnification of the Fa group from the wide-angle end to the telephoto end, the Fa group is in the middle of magnification change by reversing the movement direction from the movement toward the image plane side to the movement toward the object side with respect to the image plane IP of the entire lens system. This makes it possible to downsize the entire lens system and improve the optical performance.
[0037]
In particular, the change in the distance between the Fa group and the Fb group is reduced near the wide-angle end so that the change in the distance between the Fa group and the Fb group due to an error in the zoom stop position is reduced. This makes it possible to reduce the clearance margin between the Fa group and the Fb group, thereby reducing the size of the entire lens system.
[0038]
Further, in the present embodiment, it is possible to improve the optical performance during zooming, and it is possible to correct aberrations by configuring the Fa group with only one positive lens. In addition, the entire lens system is reduced in size by using only one Fa group.
[0039]
The rear group RL is a lens group responsible for the imaging function of the entire lens system. The Ra group in the rear group has a positive lens and a negative lens so that chromatic aberration can be corrected well, and the Ra group By using at least one aspheric surface, the lens configuration can be simplified and the size can be reduced.
[0040]
Further, the optical performance can be improved during zooming, and the Rb group can be composed of only one positive lens to enable good aberration correction. In addition, the entire lens system is downsized by using only one Rb group.
[0041]
The Rb group may be composed of two lenses, a positive lens and a negative lens, which facilitates better aberration correction. In addition, an aspherical surface may be used for the Rb group, and this makes it easy to correct aberrations with a simple configuration.
[0042]
Further, the stop may be moved integrally with the Ra group, and according to this, it becomes easy to further simplify the lens barrel structure.
[0043]
Next, an embodiment of a photographing apparatus provided with a zoom lens according to Numerical Examples 1 to 3 will be described with reference to FIGS.
[0044]
7A is a front view of the photographing apparatus, and FIG. 7B is a side sectional view. In the figure, 10 is a photographing apparatus body (housing), 11 is a photographing optical system using the zoom lens of any one of Numerical Examples 1 to 3, 12 is a finder optical system, and 13 is an image sensor such as a CCD.
[0045]
In this way, by applying the zoom lenses of Numerical Examples 1 to 3 to the photographing optical system of the photographing apparatus, a compact photographing apparatus is realized.
[0046]
The zoom lens that is the object of the present invention can be achieved by setting as described above. In order to further reduce the size of the entire lens system while maintaining good optical performance, at least one of the following conditions is required. It is good to satisfy one.
[0047]
(A-1) When the focal length of the entire lens system at the wide angle end is fw and the focal length of the Fa group is fFa, 0.00 <fw / fFa <0.20 (1)
Is to satisfy.
[0048]
Conditional expression (1) relates to the focal length of the Fa group. If the upper limit is exceeded, the power of the Fa group becomes too tight and the front lens diameter becomes large. On the other hand, if the lower limit is exceeded, the power of the Fa group becomes loose, and the relens full length becomes long because the zooming action of the Fb group becomes loose.
[0049]
More desirably, the upper limit and lower limit of conditional expression (1) should be set as follows.
[0050]
0.03 <fw / fFa <0.15 (1a)
(A-2) When the focal length of the entire lens system at the wide angle end is fw and the focal length of the Fb group is fFb, 0.35 <fw / | fFb | <0.80 (2)
Is to satisfy.
[0051]
Conditional expression (2) relates to the focal length of the Fb group, and if the upper limit is exceeded, the power of the Fb group becomes tight and aberration fluctuation during zooming becomes large, making it difficult to achieve high zooming. On the other hand, if the lower limit is exceeded, the power of the Fb group becomes loose, the overall length of the lens becomes long, and miniaturization becomes difficult.
[0052]
More desirably, the upper limit and lower limit of conditional expression (2) should be set as follows.
[0053]
0.40 <fw / | fFb | <0.60 (2a)
(A-3) When the focal length of the Ra group is fRa and the focal length of the Rb group is fRb, 0.7 <fRa / fRb <1.5 (3)
Is to satisfy.
[0054]
Conditional expression (3) relates to the focal length ratio of the Ra group and the Rb group, and if the lower limit is exceeded, the power of the Rb group becomes loose, aberration fluctuation during zooming becomes large, and high zooming becomes difficult. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the power of the Ra group becomes loose, the entire lens length becomes long, and miniaturization becomes difficult.
[0055]
More desirably, the upper limit and lower limit of the condition (3) are further set as follows.
[0056]
0.8 <fRa / fRb <1.2 (3a)
(A-4) The distance on the optical axis between the Fb group and the Ra group at the wide angle end is Bw, the distance on the optical axis between the Fb group and the Ra group at the telephoto end is Bt, and the focal length of the entire lens system is at the wide angle end. When the distance on the optical axis between the Fb group and the Ra group at the zoom position where the focal length fw and the focal length ft at the telephoto end fm = (fw × ft) ^1/2 is Bm, 0.50 < (Bw−Bm) / (Bw−Bt) <0.75 (4)
Is to satisfy.
[0057]
Conditional expression (4) relates to the distance on the optical axis between the Fb group and the Ra group at zooming, and when the upper limit is exceeded, the spacing between the Fb group and Ra group in the zooming area on the wide-angle side from the wide-angle end to the middle. The change becomes large and it becomes difficult to increase the overall zoom ratio. Exceeding the lower limit makes it difficult to correct aberrations in the middle of zooming.
[0058]
More desirably, the upper limit and lower limit of conditional expression (4) should be set as follows.
[0059]
0.60 <(Bw−Bm) / (Bw−Bt) <0.70 (4a)
(A-5) The distance on the optical axis between the Ra group and Rb group at the wide-angle end is Cw, the distance on the optical axis between the Ra group and Rb group at the telephoto end is Ct, and the focal length of the entire lens system is at the wide-angle end. When the distance on the optical axis between the Ra group and the Rb group at the zoom position where the focal length fw and the focal length ft at the telephoto end fm = (fw × ft) ^1/2 is Cm,
Cw <Cm <Ct (5)
Is to satisfy.
[0060]
Conditional expression (5) relates to the distance between the Ra group and the Rb group on the optical axis at zooming, and corrects various aberrations generated in the Ra group, particularly axial chromatic aberration, in the Rb group when Cm exceeds the upper limit. It becomes difficult to correct aberrations with a simple configuration for both the Ra group and the Rb group. When Cm becomes smaller than the lower limit, the distance between the Ra group and the Rb group becomes large at the wide-angle end, and it becomes difficult to ensure sufficient back focus.
[0061]
More preferably, the upper limit and lower limit of conditional expression (5) should be set as follows.
[0062]
1.1 × Cw <Cm <0.9 × Ct (5a)
(A-6) The Fa group is composed of a positive lens having a convex surface facing the object side.
[0063]
(A-7) The Fb group is composed of a meniscus negative lens having a convex surface facing the object side, a negative lens, and a meniscus positive lens having a convex surface facing the object side.
[0064]
(A-8) The Ra group is composed of a positive lens and a cemented lens of a positive lens and a negative lens.
[0065]
Next, numerical examples of the present invention will be shown. In the numerical examples, Ri is the radius of curvature of the i-th surface in order from the object side, Di is the i-th optical member thickness or air interval in order from the object side, and Ni and νi are the i-th optical in order from the object side. The refractive index and Abbe number of the material of the member.
[0066]
The aspherical shape is a radius of curvature R at the center of the lens surface, the optical axis direction (light traveling direction) is the X axis, the Y axis is perpendicular to the optical axis, and A, B, C, D, E Where each is an aspheric coefficient [0067]
[Expression 1]

[0068]
It is expressed by the following formula. “E-X” means “× 10 ^−X ”.
[0069]
Table 1 shows the relationship between the above-described conditional expressions and numerical values in the numerical examples.
[0070]

[0071]
[Table 1]

[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, in a zoom lens composed of two negative lead type lens groups preceded by a lens unit having a negative refractive power, by appropriately setting the lens configuration of each lens group, It is possible to achieve a zoom lens and a photographing apparatus using the same that can obtain good optical performance at any zoom position within the range, and easily obtain high optical performance over the entire zoom range and the entire angle of view.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a lens cross-sectional view of Numerical Example 1 of the zoom lens of the present invention. FIG. 2 is an aberration diagram of Numerical Example 1 of the zoom lens of the present invention. FIG. 4 is an aberration diagram of Numerical Example 2 of the zoom lens of the present invention. FIG. 5 is a sectional view of Lens of Numerical Example of the zoom lens of the present invention. FIG. 7 is an aberration diagram of Example 3. FIG. 7 is a schematic diagram of the main part of the photographing apparatus of the present invention.
FL front group RL rear group FS1 flare cut stop FS2 flare cut stop G glass block SP stop IP image plane d d line g g line ΔS sagittal image plane ΔM meridional image plane 10 photographing apparatus main body 11 photographing optical system 12 viewfinder optical system 13 imaging element

Claims

In order from the object side, a zoom lens that is composed of a front group having a negative refractive power and a rear group having a positive refractive power, and changing the distance between the front group and the rear group,
The front group is composed of an Fa group having a positive refractive power and an Fb group having a negative refractive power in order from the object side, and the Fa group and the Fb group move so that the distance between the Fa group and the Fb group changes during zooming. And
The rear group is composed of an Ra group having a positive refractive power and an Rb group having a positive refractive power in order from the object side, and the Ra group and the Rb group move so that the interval between the Ra group and the Rb group changes during zooming. And
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the moving directions of the Fa group and the Rb group are reversed with respect to the image plane of the entire lens system.
The focal length of the Ra group is fRa, the focal length of the Rb group is fRb, the distance on the optical axis between the Ra group and the Rb group at the wide angle end is Cw, the distance on the optical axis between the Ra group and the Rb group at the telephoto end is Ct, The distance on the optical axis between the Ra group and the Rb group when the focal length of the entire lens system is the geometric mean fm = (fw × ft) ^½ of the focal length fw at the wide-angle end and the focal length ft at the telephoto end is Cm And when
0.7 <fRa / fRb <1.5
Cw <Cm <Ct
A zoom lens characterized by satisfying the following conditions:

The Fa group consists of one positive lens, wherein Ra group zoom lens according to claim 1, characterized in that it comprises a positive lens and a negative lens.

Which has a stop which moves integrally with the Ra group in changing magnification on the object side of the Ra group, wherein Rb group claim 1, characterized in that made of a cemented lens or a positive lens having a positive refractive power or 2 zoom lens.

3. The zoom lens according to claim 1, wherein when the magnification is changed from the wide-angle end to the telephoto end, the Rb group is reversed from the movement toward the object side to the movement toward the image plane with respect to the image plane of the entire lens system. 3 zoom lens.

5. The zoom lens according to claim 1, wherein, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the Fa group is reversed from movement toward the image plane side to movement toward the object side with respect to the image plane of the entire lens system. Any one of the zoom lenses.

When the focal length of the entire lens system at the wide angle end is fw and the focal length of the Fa group is fFa,
0.00 <fw / fFa <0.20
The zoom lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.

When the focal length of the entire lens system at the wide angle end is fw and the focal length of the Fb group is fFb,
0.35 <fw / | fFb | <0.80
The zoom lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.

The distance on the optical axis between the Fb group and the Ra group at the wide angle end is Bw, the distance on the optical axis between the Fb group and the Ra group at the telephoto end is Bt, and the focal length of the entire lens system is the focal length at the wide angle end. When the distance on the optical axis between the Fb group and the Ra group at the zoom position where fw and the focal length ft at the telephoto end fm = (fw × ft) ^1/2 is Bm,
0.50 <(Bw−Bm) / (Bw−Bt) <0.75
7 any one of the zoom lens from claim 1, characterized by satisfying the following condition.

Claims 1 and any one of the zoom lens according to claim 8, photographing apparatus characterized by comprising an imaging element where an object image by the zoom lens is formed.