JP4890703B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビレンズ用のズームレンズに関し、詳しくはＣＣＴＶ（Closed Circuit Television）用カメラ等のカメラ本体に取り付け可能で、かつバックフォーカス調整を行うことが可能なズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、テレビカメラにおけるマウントのフランジバック寸法は、同一規格の機種であっても個々に相違している。このため、テレビカメラにレンズを取り付けた際には、テレビカメラの撮像面とレンズの結像面とを一致させるためのバックフォーカス調整を行わなければならない。このバックフォーカス調整は、レンズ群を構成するレンズの一部を移動して、結像位置を調整することにより行っている。
【０００３】
＜従来例１＞
この点、３色分解プリズムを有する放送用テレビカメラ等に用いられるズームレンズ（以下、従来例１と称する）においては、レンズ系内にほぼアフォーカルな部分を設けるとともに、結像位置調整のために移動するレンズ群も複雑に構成されているため、収差補正を十分に行うことができ、結像位置を調整するためにレンズを移動させた場合であっても、レンズ性能の変化は少ない。
【０００４】
この従来例１に係るズームレンズのレンズ構成を図１７に示す。
従来例１に係るズームレンズは、図１７に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５からなる第１レンズ群Ｉ、第６レンズＬ６〜第９レンズＬ９からなる第２レンズ群II、第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１からなる第３レンズ群III、および第１２レンズＬ１２〜第２１レンズＬ２１からなる第４レンズ群IVにより構成され、さらに第４レンズ群IVは、第１２レンズＬ１２〜第１５レンズＬ１５からなる第４レンズ前群IVａと、第１６レンズＬ１６〜第２１レンズＬ２１からなる第４レンズ後群IVｂにより構成されている。
【０００５】
また、第４レンズ前群IVａの物体側には絞り１が配設されており、第４レンズ後群IVｂとＣＣＤからなる撮像素子３との間に３色分解プリズム４およびフィルタ２が配設されている。なお、撮像素子３と３色分解プリズム４およびフィルタ２は、テレビカメラ本体側に配設されている。また、図１７において、Ｘは光軸を示す。
【０００６】
また、下記表１に、従来例１に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。なお、表１中の各数字は、物体側からの順番を表すものである（表３において同じ）。さらに、下記表２に、従来例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表１中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ３９）における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ３０）における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、従来例１に係るズームレンズの画面サイズは、φ１１．０（２／３インチサイズ）となっている。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【表２】
【０００９】
図１９は、従来例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００１０】
図１９から明らかなように、従来例１に係るズームレンズでは、設計値と、結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した状態とを比較すると、球面収差および非点収差に大きな変化はなく、設計値に対してレンズ性能の変化が極めて小さいことが分かる。
【００１１】
＜従来例２＞
上述した従来例１に係るズームレンズに対して、ＣＣＴＶ等のように単板のテレビカメラに使用されるズームレンズ（以下、従来例２と称する）は、バックフォーカス調整のために移動されるレンズ群が単純かつコンパクトとなっており、バックフォーカス調整に伴うレンズ性能の変化を避けることができなかった。
【００１２】
この従来例２に係るズームレンズのレンズ構成を図１８に示す。
従来例２に係るズームレンズは、図１８に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる第１レンズ群I、第３レンズＬ３〜第６レンズＬ６からなる第２レンズ群II、第７レンズＬ７からなる第３レンズ群III、および第８レンズＬ８〜第１４レンズＬ１４からなる第４レンズ群IVにより構成され、さらに第４レンズ群IVは、第８レンズＬ８〜第１１レンズＬ１１からなる第４レンズ前群IVａと、第１２レンズＬ１２〜第１４レンズＬ１４からなる第４レンズ後群IVｂにより構成されている。
【００１３】
また、第４レンズ前群IVａ中に絞り１が配設されており、第４レンズ後群IVｂとＣＣＤからなる撮像素子３との間にフィルタ２が配設されている。なお、撮像素子３とフィルタ２は、テレビカメラ本体側に配設されている。また、図１８において、Ｘは光軸を示す。
【００１４】
また、下記表３に、従来例２に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。さらに、下記表４に、従来例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表３中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ２７）における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ２２）における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、従来例２に係るズームレンズの画面サイズは、φ１１．０（２／３インチサイズ）となっている。
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】
図２０は、従来例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００１８】
図２０から明らかなように、従来例２に係るズームレンズでは、設計値と比較して、結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動させた状態における球面収差および非点収差が大幅に劣化していることが分かる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、テレビカメラにズームレンズを取り付ける際には、バックフォーカス調整を行わなければならないが、従来のＣＣＴＶ等のように単板のテレビカメラに使用されるズームレンズは、放送用テレビカメラ等に用いられるズームレンズと比べ単純かつコンパクトな構成を備えている反面、バックフォーカス調整を行うことにより、設計通りのレンズ性能を発揮できなくなるという問題があった。
【００２０】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトであり、バックフォーカス調整を行った場合であってもレンズ性能の変動が極めて小さいズームレンズを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
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、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍時に移動して変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍時に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する負の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群からなり、前記第４レンズ群は、前群および後群から構成され、前記第４レンズ群の後群は、１枚の正レンズからなり、該正レンズの移動によりカメラ取り付け時における結像位置のずれの調整を行い、全系のバックフォーカスをＢｆ、前記第４レンズ群の後群のバックフォーカスをＢｆ ４ｂ としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
１．０＜Ｂｆ ４ｂ ／Ｂｆ≦１．３３２・・・（１）
【００２３】
また、短焦点端における開放時のＦ値をＦｎ、短焦点端における開放時の中心光束に対する前記第４レンズ群の後群の最も像側のレンズ面における光線の高さをＨａ、短焦点端における開放時の中心光束に対する前記第４レンズ群の後群の最も物体側のレンズ面における光線の高さをＨｂとしたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
｜Ｈａ−Ｈｂ｜＜０．０２×Ｂｆ／Ｆｎ ・・・（２）
【００２４】
また、前記ズームレンズの構成において、前記第４レンズ群の前群は、物体側から順に、像側に強い屈折力を有する凸面を向けた正レンズ、両凸レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、物体側に強い屈折力を有する凸面を向けた正レンズ、および正レンズと負レンズとの接合レンズからなることが好ましい。
【００２５】
また、前記ズームレンズの構成において、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズ、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなり、
前記第３レンズ群は、両凹レンズと正レンズとの接合レンズからなることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例１〜３に基づいて、本発明に係るズームレンズの実施形態を説明する。
【００２７】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係るズームレンズのレンズ構成図である。
【００２８】
実施例１に係るズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群I、変倍時に移動して変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群II、変倍時に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する負の屈折力を有する第３レンズ群III、正の屈折力を有する第４レンズ群IVを配設してなる。さらに、第４レンズ群IVは、第４レンズ前群IVａと、第４レンズ後群IVｂとから構成されている。
【００２９】
第１レンズ群Iは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２との接合レンズ、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ３からなる。
【００３０】
第２レンズ群IIは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ４、両凹レンズＬ５、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ６からなる。
【００３１】
第３レンズ群IIIは、両凹レンズＬ７と両凸レンズＬ８との接合レンズからなる。
【００３２】
第４レンズ前群IVａは、物体側から順に、両凸レンズＬ９、両凸レンズＬ１０、両凸レンズＬ１１と像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ１２との接合レンズ、両凸レンズＬ１３、および両凸レンズＬ１４と両凹レンズＬ１５との接合レンズからなり、第４レンズ後群IVｂは、１枚の両凸レンズＬ１６からなる。なお、第９レンズＬ９は、像側に強い曲率の面を向けており、第１３レンズＬ１３は、物体側に強い曲率の面を向けている。
【００３３】
また、第４レンズ前群IVａの物体側に絞り１が配設されており、第４レンズ後群IVｂとＣＣＤからなる撮像素子３との間にフィルタ２が配設されている。なお、撮像素子３とフィルタ２は、テレビカメラ本体側に配設されている。また、図１において、Ｘは光軸を示す。
【００３４】
この実施例１に係るズームレンズでは、第４レンズ後群IVｂを光軸Ｘに沿って移動することにより、テレビカメラの撮像面（撮像素子３）とズームレンズの結像面とを一致させるためのバックフォーカス調整を行う。
【００３５】
また、実施例１に係るズームレンズは、全系のバックフォーカスをＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスをＢｆ４ｂとしたとき、下記条件式（１）を満足するように構成されている。
１．０＜Ｂｆ４ｂ／Ｂｆ≦１．３３２・・・（１）
【００３６】
この条件式（１）は、全系のバックフォーカスＢｆと、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂの比を規定値の範囲内とすることにより、バックフォーカス調整を行うために第４レンズ後群IVｂを移動した際に、諸収差の変動を小さく抑えて、設計値に近似したレンズ性能を発揮させるための条件式である。
【００３７】
すなわち、条件式（１）において、Ｂｆ４ｂ／Ｂｆの値が下限を下回ると、諸収差を良好に補正することができなくなり、Ｂｆ４ｂ／Ｂｆの値が上限を上回ると、第４レンズ後群IVｂのパワーが強くなり過ぎて収差変動が大きくなってしまう。
【００３８】
さらに、実施例１に係るズームレンズは、短焦点端における開放時のＦ値をＦｎ、短焦点端における開放時の中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ２９）における光線の高さをＨａ、短焦点端における開放時の中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ２８）における光線の高さをＨｂとしたとき、下記条件式（２）を満足するように構成されている。
｜Ｈａ−Ｈｂ｜＜０．０２×Ｂｆ／Ｆｎ ・・・（２）
【００３９】
この条件式（２）は、第４レンズ後群IVｂを構成する正レンズ（両凸レンズＬ１６）において、物体側および像側の面における光線の高さの差を規定値の範囲内とすることにより、バックフォーカス調整を行うために第４レンズ後群IVｂを移動した際に、球面収差の変動を小さく抑えるための条件式である。
すなわち、条件式（２）において、Ｈａ−Ｈｂの絶対値が規定値の範囲を超えると、球面収差の変動が大きくなり、レンズ性能が設計値からかけ離れてしまう。
【００４０】
下記表５に、実施例１に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。なお、表５中の各数字は、物体側からの順番を表すものである（表７、表９において同じ）。さらに、下記表６に、実施例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表５中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、実施例１に係るズームレンズの画面サイズは、φ１６．０（１インチサイズ）となっている。
【００４１】
【表５】
【００４２】
【表６】
【００４３】
表６から明らかなように、実施例１に係るズームレンズは、条件式（１）および条件式（２）を満足している。
【００４４】
また、図４〜７は、実施例１に係るズームレンズにおいて物体距離を１２ｍとした場合の収差図であり、図４にはＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差の収差図を示してあり、図５にはＷＩＤＥ端におけるコマ収差の収差図を示してあり、図６にはＴＥＬＥ端における球面収差および非点収差の収差の収差図を示してあり、図７にはＴＥＬＥ端におけるコマ収差の収差図を示してある。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００４５】
図４〜７から明らかなように、実施例１に係るズームレンズは、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトでありながら、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、各収差が良好に補正されている。また、図２１は、実施例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に第４レンズ後群IVｂを像側へ２ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００４６】
＜実施例２＞
実施例２に係るズームレンズは、図２に示すように、実施例１に係るズームレンズとほぼ同様の構成とされているが、第４レンズ群の前群IVａを構成する、第１２レンズＬ１２が両凹レンズからなり、第１３レンズＬ１３が物体側に強い曲率の凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる点が異なっている。
【００４７】
下記表７に、実施例２に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。さらに、下記表８に、実施例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表７中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ２９）における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ２８）における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、実施例２に係るズームレンズの画面サイズは、φ１１．０（２／３インチサイズ）となっている。
【００４８】
【表７】
【００４９】
【表８】
【００５０】
表８から明らかなように、実施例２に係るズームレンズは、条件式（１）および条件式（２）を満足している。
【００５１】
また、図８〜１１は、実施例２に係るズームレンズにおいて物体距離を１２ｍとした場合の収差図であり、図８にはＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差の収差図を示してあり、図９にはＷＩＤＥ端におけるコマ収差の収差図を示してあり、図１０にはＴＥＬＥ端における球面収差および非点収差の収差の収差図を示してあり、図１１にはＴＥＬＥ端におけるコマ収差の収差図を示してある。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００５２】
図８〜１１から明らかなように、実施例２に係るズームレンズは、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトでありながら、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、各収差が良好に補正されている。
【００５３】
また、図１２は、実施例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００５４】
図１２から明らかなように、実施例２に係るズームレンズでは、設計値と、結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動させた状態とを比較すると、球面収差および非点収差に大きな変化はなく、設計値に対してレンズ性能の変化が極めて小さいことが分かる。
【００５５】
また、画面サイズがそれぞれφ１１．０（２／３インチサイズ）である実施例２と従来例１とを比較すると、実施例２では、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトでありながら、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、バックフォーカス調整に伴うレンズ性能の変化が極めて小さなものとなっている。
【００５６】
＜実施例３＞
実施例３に係るズームレンズは、図３に示すように、実施例１に係るズームレンズとほぼ同様の構成とされているが、第４レンズ群の前群IVａを構成する、第９レンズＬ９が像側に凸面を向けた平凸レンズからなり、第１２レンズＬ１２が両凹レンズからなり、第１３レンズＬ１３が物体側に強い曲率の凸面を向けた平凸レンズからなる点が異なっている。
【００５７】
下記表９に、実施例３に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。さらに、下記表９に、実施例３に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表９中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ２９）における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ２８）における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、実施例３に係るズームレンズの画面サイズは、φ８．０（１／２インチサイズ）となっている。
【００５８】
【表９】
【００５９】
【表１０】
【００６０】
表１０から明らかなように、実施例３に係るズームレンズは、条件式（１）および条件式（２）を満足している。
【００６１】
また、図１３〜１６は、実施例３に係るズームレンズにおいて物体距離を１２ｍとした場合の収差図であり、図１３にはＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差の収差図を示してあり、図１４にはＷＩＤＥ端におけるコマ収差の収差図を示してあり、図１５にはＴＥＬＥ端における球面収差および非点収差の収差の収差図を示してあり、図１６にはＴＥＬＥ端におけるコマ収差の収差図を示してある。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００６２】
図１３〜１６から明らかなように、実施例３に係るズームレンズは、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトでありながら、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、各収差が良好に補正されている。また、図２２は、実施例３に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に第４レンズ後群IVｂを像側へ０．５ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００６３】
以上説明したように、各実施例１〜３によれば、画面サイズがφ１６．０（１インチサイズ）、φ１１．０φ（２／３インチサイズ）、８．０（１／２インチサイズ）のいずれの場合であっても、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、各収差が良好に補正されている。
【００６４】
なお、本発明のズームレンズとしては上記実施例のものに限られるものではなく、例えば各レンズ群を構成するレンズの形状、およびレンズの枚数は適宜選択することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のズームレンズによれば、所定の４群レンズ構成とするとともに１枚の正レンズからなる第４レンズ後群を移動させることにより、テレビカメラ等に取り付ける際の結像位置のずれの調整を行うようにしている。これにより、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成を単純かつコンパクトなものとしつつ、収差変動を抑制することができる。
【００６６】
また、全系のバックフォーカスと第４レンズ後群のバックフォーカスの比を規定値の範囲内とし、また第４レンズ後群を構成する正レンズにおいて、物体側および像側のレンズ面における光線の高さの差を規定値の範囲内とすることにより、バックフォーカス調整に伴う諸収差の変動を小さく抑えて、設計値通りのレンズ性能を発揮することができる。
【００６７】
また、第４レンズ群の前群あるいは第１レンズ群〜第３レンズ群のレンズ構成を規定することにより、簡易な構成のズームレンズとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るズームレンズのレンズ構成図
【図２】本発明の実施例２に係るズームレンズのレンズ構成図
【図３】本発明の実施例３に係るズームレンズのレンズ構成図
【図４】実施例１に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図５】実施例１に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図６】実施例１に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図７】実施例１に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図８】実施例２に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図９】実施例２に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図１０】実施例２に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図１１】実施例２に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図１２】実施例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【図１３】実施例３に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図１４】実施例３に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図１５】実施例３に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図１６】実施例３に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図１７】従来例１に係るズームレンズのレンズ構成図
【図１８】従来例２に係るズームレンズのレンズ構成図
【図１９】従来例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【図２０】従来例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【図２１】実施例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【図２２】実施例３に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【符号の説明】
１ 絞り
２ フィルタ
３ 撮像素子
４ ３色分解プリズム
Ｘ 光軸
Ｌ１〜Ｌ２１ レンズ
Ｒ１〜Ｒ４２ 曲率半径
Ｄ１〜Ｄ４１ レンズ間隔
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビレンズ用のズームレンズに関し、詳しくはＣＣＴＶ（Closed Circuit Television）用カメラ等のカメラ本体に取り付け可能で、かつバックフォーカス調整を行うことが可能なズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、テレビカメラにおけるマウントのフランジバック寸法は、同一規格の機種であっても個々に相違している。このため、テレビカメラにレンズを取り付けた際には、テレビカメラの撮像面とレンズの結像面とを一致させるためのバックフォーカス調整を行わなければならない。このバックフォーカス調整は、レンズ群を構成するレンズの一部を移動して、結像位置を調整することにより行っている。
【０００３】
＜従来例１＞
この点、３色分解プリズムを有する放送用テレビカメラ等に用いられるズームレンズ（以下、従来例１と称する）においては、レンズ系内にほぼアフォーカルな部分を設けるとともに、結像位置調整のために移動するレンズ群も複雑に構成されているため、収差補正を十分に行うことができ、結像位置を調整するためにレンズを移動させた場合であっても、レンズ性能の変化は少ない。
【０００４】
この従来例１に係るズームレンズのレンズ構成を図１７に示す。
従来例１に係るズームレンズは、図１７に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５からなる第１レンズ群Ｉ、第６レンズＬ６〜第９レンズＬ９からなる第２レンズ群II、第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１からなる第３レンズ群III、および第１２レンズＬ１２〜第２１レンズＬ２１からなる第４レンズ群IVにより構成され、さらに第４レンズ群IVは、第１２レンズＬ１２〜第１５レンズＬ１５からなる第４レンズ前群IVａと、第１６レンズＬ１６〜第２１レンズＬ２１からなる第４レンズ後群IVｂにより構成されている。
【０００５】
また、第４レンズ前群IVａの物体側には絞り１が配設されており、第４レンズ後群IVｂとＣＣＤからなる撮像素子３との間に３色分解プリズム４およびフィルタ２が配設されている。なお、撮像素子３と３色分解プリズム４およびフィルタ２は、テレビカメラ本体側に配設されている。また、図１７において、Ｘは光軸を示す。
【０００６】
また、下記表１に、従来例１に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。なお、表１中の各数字は、物体側からの順番を表すものである（表３において同じ）。さらに、下記表２に、従来例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表１中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ３９）における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ３０）における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、従来例１に係るズームレンズの画面サイズは、φ１１．０（２／３インチサイズ）となっている。
【０００７】
【表１】
【表２】
図１９は、従来例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００１０】
図１９から明らかなように、従来例１に係るズームレンズでは、設計値と、結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した状態とを比較すると、球面収差および非点収差に大きな変化はなく、設計値に対してレンズ性能の変化が極めて小さいことが分かる。
【００１１】
＜従来例２＞
上述した従来例１に係るズームレンズに対して、ＣＣＴＶ等のように単板のテレビカメラに使用されるズームレンズ（以下、従来例２と称する）は、バックフォーカス調整のために移動されるレンズ群が単純かつコンパクトとなっており、バックフォーカス調整に伴うレンズ性能の変化を避けることができなかった。
【００１２】
この従来例２に係るズームレンズのレンズ構成を図１８に示す。
従来例２に係るズームレンズは、図１８に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる第１レンズ群I、第３レンズＬ３〜第６レンズＬ６からなる第２レンズ群II、第７レンズＬ７からなる第３レンズ群III、および第８レンズＬ８〜第１４レンズＬ１４からなる第４レンズ群IVにより構成され、さらに第４レンズ群IVは、第８レンズＬ８〜第１１レンズＬ１１からなる第４レンズ前群IVａと、第１２レンズＬ１２〜第１４レンズＬ１４からなる第４レンズ後群IVｂにより構成されている。
【００１３】
また、第４レンズ前群IVａ中に絞り１が配設されており、第４レンズ後群IVｂとＣＣＤからなる撮像素子３との間にフィルタ２が配設されている。なお、撮像素子３とフィルタ２は、テレビカメラ本体側に配設されている。また、図１８において、Ｘは光軸を示す。
【００１４】
また、下記表３に、従来例２に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。さらに、下記表４に、従来例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表３中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ２７）における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ２２）における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、従来例２に係るズームレンズの画面サイズは、φ１１．０（２／３インチサイズ）となっている。
【００１５】
【表３】
【表４】
図２０は、従来例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００１８】
図２０から明らかなように、従来例２に係るズームレンズでは、設計値と比較して、結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動させた状態における球面収差および非点収差が大幅に劣化していることが分かる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、テレビカメラにズームレンズを取り付ける際には、バックフォーカス調整を行わなければならないが、従来のＣＣＴＶ等のように単板のテレビカメラに使用されるズームレンズは、放送用テレビカメラ等に用いられるズームレンズと比べ単純かつコンパクトな構成を備えている反面、バックフォーカス調整を行うことにより、設計通りのレンズ性能を発揮できなくなるという問題があった。
【００２０】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトであり、バックフォーカス調整を行った場合であってもレンズ性能の変動が極めて小さいズームレンズを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
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、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍時に移動して変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍時に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する負の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群からなり、前記第４レンズ群は、前群および後群から構成され、前記第４レンズ群の後群は、１枚の正レンズからなり、該正レンズの移動によりカメラ取り付け時における結像位置のずれの調整を行い、全系のバックフォーカスをＢｆ、前記第４レンズ群の後群のバックフォーカスをＢｆ ４ｂ としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
１．０＜Ｂｆ ４ｂ ／Ｂｆ≦１．３３２・・・（１）
【００２３】
また、短焦点端における開放時のＦ値をＦｎ、短焦点端における開放時の中心光束に対する前記第４レンズ群の後群の最も像側のレンズ面における光線の高さをＨａ、短焦点端における開放時の中心光束に対する前記第４レンズ群の後群の最も物体側のレンズ面における光線の高さをＨｂとしたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
｜Ｈａ−Ｈｂ｜＜０．０２×Ｂｆ／Ｆｎ ・・・（２）
【００２４】
また、前記ズームレンズの構成において、前記第４レンズ群の前群は、物体側から順に、像側に強い屈折力を有する凸面を向けた正レンズ、両凸レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、物体側に強い屈折力を有する凸面を向けた正レンズ、および正レンズと負レンズとの接合レンズからなることが好ましい。
【００２５】
また、前記ズームレンズの構成において、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズ、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなり、
前記第３レンズ群は、両凹レンズと正レンズとの接合レンズからなることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例１〜３に基づいて、本発明に係るズームレンズの実施形態を説明する。
【００２７】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係るズームレンズのレンズ構成図である。
【００２８】
実施例１に係るズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群I、変倍時に移動して変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群II、変倍時に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する負の屈折力を有する第３レンズ群III、正の屈折力を有する第４レンズ群IVを配設してなる。さらに、第４レンズ群IVは、第４レンズ前群IVａと、第４レンズ後群IVｂとから構成されている。
【００２９】
第１レンズ群Iは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２との接合レンズ、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ３からなる。
【００３０】
第２レンズ群IIは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ４、両凹レンズＬ５、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ６からなる。
【００３１】
第３レンズ群IIIは、両凹レンズＬ７と両凸レンズＬ８との接合レンズからなる。
【００３２】
第４レンズ前群IVａは、物体側から順に、両凸レンズＬ９、両凸レンズＬ１０、両凸レンズＬ１１と像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ１２との接合レンズ、両凸レンズＬ１３、および両凸レンズＬ１４と両凹レンズＬ１５との接合レンズからなり、第４レンズ後群IVｂは、１枚の両凸レンズＬ１６からなる。なお、第９レンズＬ９は、像側に強い曲率の面を向けており、第１３レンズＬ１３は、物体側に強い曲率の面を向けている。
【００３３】
また、第４レンズ前群IVａの物体側に絞り１が配設されており、第４レンズ後群IVｂとＣＣＤからなる撮像素子３との間にフィルタ２が配設されている。なお、撮像素子３とフィルタ２は、テレビカメラ本体側に配設されている。また、図１において、Ｘは光軸を示す。
【００３４】
この実施例１に係るズームレンズでは、第４レンズ後群IVｂを光軸Ｘに沿って移動することにより、テレビカメラの撮像面（撮像素子３）とズームレンズの結像面とを一致させるためのバックフォーカス調整を行う。
【００３５】
また、実施例１に係るズームレンズは、全系のバックフォーカスをＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスをＢｆ４ｂとしたとき、下記条件式（１）を満足するように構成されている。
１．０＜Ｂｆ４ｂ／Ｂｆ≦１．３３２・・・（１）
【００３６】
この条件式（１）は、全系のバックフォーカスＢｆと、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂの比を規定値の範囲内とすることにより、バックフォーカス調整を行うために第４レンズ後群IVｂを移動した際に、諸収差の変動を小さく抑えて、設計値に近似したレンズ性能を発揮させるための条件式である。
【００３７】
すなわち、条件式（１）において、Ｂｆ４ｂ／Ｂｆの値が下限を下回ると、諸収差を良好に補正することができなくなり、Ｂｆ４ｂ／Ｂｆの値が上限を上回ると、第４レンズ後群IVｂのパワーが強くなり過ぎて収差変動が大きくなってしまう。
【００３８】
さらに、実施例１に係るズームレンズは、短焦点端における開放時のＦ値をＦｎ、短焦点端における開放時の中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ２９）における光線の高さをＨａ、短焦点端における開放時の中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ２８）における光線の高さをＨｂとしたとき、下記条件式（２）を満足するように構成されている。
｜Ｈａ−Ｈｂ｜＜０．０２×Ｂｆ／Ｆｎ ・・・（２）
【００３９】
この条件式（２）は、第４レンズ後群IVｂを構成する正レンズ（両凸レンズＬ１６）において、物体側および像側の面における光線の高さの差を規定値の範囲内とすることにより、バックフォーカス調整を行うために第４レンズ後群IVｂを移動した際に、球面収差の変動を小さく抑えるための条件式である。
すなわち、条件式（２）において、Ｈａ−Ｈｂの絶対値が規定値の範囲を超えると、球面収差の変動が大きくなり、レンズ性能が設計値からかけ離れてしまう。
【００４０】
下記表５に、実施例１に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。なお、表５中の各数字は、物体側からの順番を表すものである（表７、表９において同じ）。さらに、下記表６に、実施例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表５中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、実施例１に係るズームレンズの画面サイズは、φ１６．０（１インチサイズ）となっている。
【００４１】
【表５】
【表６】
表６から明らかなように、実施例１に係るズームレンズは、条件式（１）および条件式（２）を満足している。
【００４４】
また、図４〜７は、実施例１に係るズームレンズにおいて物体距離を１２ｍとした場合の収差図であり、図４にはＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差の収差図を示してあり、図５にはＷＩＤＥ端におけるコマ収差の収差図を示してあり、図６にはＴＥＬＥ端における球面収差および非点収差の収差の収差図を示してあり、図７にはＴＥＬＥ端におけるコマ収差の収差図を示してある。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００４５】
図４〜７から明らかなように、実施例１に係るズームレンズは、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトでありながら、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、各収差が良好に補正されている。また、図２１は、実施例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に第４レンズ後群IVｂを像側へ２ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００４６】
＜実施例２＞
実施例２に係るズームレンズは、図２に示すように、実施例１に係るズームレンズとほぼ同様の構成とされているが、第４レンズ群の前群IVａを構成する、第１２レンズＬ１２が両凹レンズからなり、第１３レンズＬ１３が物体側に強い曲率の凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる点が異なっている。
【００４７】
下記表７に、実施例２に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。さらに、下記表８に、実施例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表７中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ２９）における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ２８）における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、実施例２に係るズームレンズの画面サイズは、φ１１．０（２／３インチサイズ）となっている。
【００４８】
【表７】
【表８】
表８から明らかなように、実施例２に係るズームレンズは、条件式（１）および条件式（２）を満足している。
【００５１】
また、図８〜１１は、実施例２に係るズームレンズにおいて物体距離を１２ｍとした場合の収差図であり、図８にはＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差の収差図を示してあり、図９にはＷＩＤＥ端におけるコマ収差の収差図を示してあり、図１０にはＴＥＬＥ端における球面収差および非点収差の収差の収差図を示してあり、図１１にはＴＥＬＥ端におけるコマ収差の収差図を示してある。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００５２】
図８〜１１から明らかなように、実施例２に係るズームレンズは、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトでありながら、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、各収差が良好に補正されている。
【００５３】
また、図１２は、実施例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００５４】
図１２から明らかなように、実施例２に係るズームレンズでは、設計値と、結像位置を調整するために第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動させた状態とを比較すると、球面収差および非点収差に大きな変化はなく、設計値に対してレンズ性能の変化が極めて小さいことが分かる。
【００５５】
また、画面サイズがそれぞれφ１１．０（２／３インチサイズ）である実施例２と従来例１とを比較すると、実施例２では、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトでありながら、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、バックフォーカス調整に伴うレンズ性能の変化が極めて小さなものとなっている。
【００５６】
＜実施例３＞
実施例３に係るズームレンズは、図３に示すように、実施例１に係るズームレンズとほぼ同様の構成とされているが、第４レンズ群の前群IVａを構成する、第９レンズＬ９が像側に凸面を向けた平凸レンズからなり、第１２レンズＬ１２が両凹レンズからなり、第１３レンズＬ１３が物体側に強い曲率の凸面を向けた平凸レンズからなる点が異なっている。
【００５７】
下記表９に、実施例３に係るズームレンズにおける、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎｅおよびアッベ数νｅの各値を示す。さらに、下記表９に、実施例３に係るズームレンズのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端における焦点距離、Ｆｎｏ、表９中の＊印を付したレンズ間の空気間隔、全系のバックフォーカスＢｆ、第４レンズ後群IVｂのバックフォーカスＢｆ４ｂ、ＢｆとＢｆ４ｂとの比、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も像側のレンズ面（Ｒ２９）における光線の高さＨａ、中心光束に対する第４レンズ後群IVｂの最も物体側のレンズ面（Ｒ２８）における光線の高さＨｂ、ＨａとＨｂの差、ＢｆとＦｎｏとの比に基づく値、および第４レンズ後群IVｂを像側へ１ｍｍ移動した場合のピント移動量の各値を示す。なお、実施例３に係るズームレンズの画面サイズは、φ８．０（１／２インチサイズ）となっている。
【００５８】
【表９】
【表１０】
表１０から明らかなように、実施例３に係るズームレンズは、条件式（１）および条件式（２）を満足している。
【００６１】
また、図１３〜１６は、実施例３に係るズームレンズにおいて物体距離を１２ｍとした場合の収差図であり、図１３にはＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差の収差図を示してあり、図１４にはＷＩＤＥ端におけるコマ収差の収差図を示してあり、図１５にはＴＥＬＥ端における球面収差および非点収差の収差の収差図を示してあり、図１６にはＴＥＬＥ端におけるコマ収差の収差図を示してある。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００６２】
図１３〜１６から明らかなように、実施例３に係るズームレンズは、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成が単純かつコンパクトでありながら、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、各収差が良好に補正されている。また、図２２は、実施例３に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図であり、上段に設計値に対応する収差図を示し、下段に第４レンズ後群IVｂを像側へ０．５ｍｍ移動した場合の収差図を示す。なお、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における各収差が示されている。
【００６３】
以上説明したように、各実施例１〜３によれば、画面サイズがφ１６．０（１インチサイズ）、φ１１．０φ（２／３インチサイズ）、８．０（１／２インチサイズ）のいずれの場合であっても、複雑なレンズ構成を備えた従来例１と同様に、各収差が良好に補正されている。
【００６４】
なお、本発明のズームレンズとしては上記実施例のものに限られるものではなく、例えば各レンズ群を構成するレンズの形状、およびレンズの枚数は適宜選択することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のズームレンズによれば、所定の４群レンズ構成とするとともに１枚の正レンズからなる第４レンズ後群を移動させることにより、テレビカメラ等に取り付ける際の結像位置のずれの調整を行うようにしている。これにより、バックフォーカス調整のために移動するレンズ群の構成を単純かつコンパクトなものとしつつ、収差変動を抑制することができる。
【００６６】
また、全系のバックフォーカスと第４レンズ後群のバックフォーカスの比を規定値の範囲内とし、また第４レンズ後群を構成する正レンズにおいて、物体側および像側のレンズ面における光線の高さの差を規定値の範囲内とすることにより、バックフォーカス調整に伴う諸収差の変動を小さく抑えて、設計値通りのレンズ性能を発揮することができる。
【００６７】
また、第４レンズ群の前群あるいは第１レンズ群〜第３レンズ群のレンズ構成を規定することにより、簡易な構成のズームレンズとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るズームレンズのレンズ構成図
【図２】本発明の実施例２に係るズームレンズのレンズ構成図
【図３】本発明の実施例３に係るズームレンズのレンズ構成図
【図４】実施例１に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図５】実施例１に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図６】実施例１に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図７】実施例１に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図８】実施例２に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図９】実施例２に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図１０】実施例２に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図１１】実施例２に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図１２】実施例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【図１３】実施例３に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図１４】実施例３に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＷＩＤＥ端）
【図１５】実施例３に係るズームレンズの球面収差および非点収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図１６】実施例３に係るズームレンズのコマ収差を示す収差図（ＴＥＬＥ端）
【図１７】従来例１に係るズームレンズのレンズ構成図
【図１８】従来例２に係るズームレンズのレンズ構成図
【図１９】従来例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【図２０】従来例２に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【図２１】実施例１に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【図２２】実施例３に係るズームレンズのＷＩＤＥ端における球面収差および非点収差を示す収差図（設計値およびレンズ群移動後の値）
【符号の説明】
１ 絞り
２ フィルタ
３ 撮像素子
４ ３色分解プリズム
Ｘ 光軸
Ｌ１〜Ｌ２１ レンズ
Ｒ１〜Ｒ４２ 曲率半径
Ｄ１〜Ｄ４１ レンズ間隔
Claims (4)
- 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍時に移動して変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍時に移動して変倍に伴う像面の変動を補正する負の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群からなり、前記第４レンズ群は、前群および後群から構成され、前記第４レンズ群の後群は、１枚の正レンズからなり、該正レンズの移動によりカメラ取り付け時における結像位置のずれの調整を行い、
全系のバックフォーカスをＢｆ、前記第４レンズ群の後群のバックフォーカスをＢｆ ４ｂ としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．０＜Ｂｆ ４ｂ ／Ｂｆ≦１．３３２・・・（１） - 短焦点端における開放時のＦ値をＦｎ、短焦点端における開放時の中心光束に対する前記第４レンズ群の後群の最も像側のレンズ面における光線の高さをＨａ、短焦点端における開放時の中心光束に対する前記第４レンズ群の後群の最も物体側のレンズ面における光線の高さをＨｂとしたとき、下記条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
｜Ｈａ−Ｈｂ｜＜０．０２×Ｂｆ／Ｆｎ・・・（２） - 前記第４レンズ群の前群は、物体側から順に、像側に強い屈折力を有する凸面を向けた正レンズ、両凸レンズ、正レンズと負レンズとの接合レンズ、物体側に強い屈折力を有する凸面を向けた正レンズ、および正レンズと負レンズとの接合レンズからなることを特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズとの接合レンズ、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなり、前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、負レンズ、および物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなり、前記第３レンズ群は、両凹レンズと正レンズとの接合レンズからなることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項記載のズームレンズ。
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