(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、正の屈折力を持ち基準の像面位置に対して固定された第１レンズ群、負の屈折力を持ち光軸上を移動することにより変倍作用を有する第２レンズ群、開口絞り、基準の像面位置に対して固定され集光作用を有する正の屈折力を持った第３レンズ群、前記第２レンズ群の移動、及び物体の移動によって変動する像面を基準の像面位置から一定の位置を保つように光軸上を移動する正の屈折力を持った第４レンズ群、色分解光学系に相当するガラス平板を具備した３板式用のズームレンズであって、前記第３レンズ群が、少なくとも１面が非球面の単レンズもしくは物体側から順に配置された凹レンズと凸レンズとからなる２枚レンズのいずれかで構成され、かつ、ｆｉ（ｉ＝１，２，３，４）を前記ｉレンズ群の焦点距離、ＢＦを像空間が空気であるときのレンズ最終面から像面までの距離、ｆ３ｄ、ｆ３Ｃ及びｆ３Ｆを各々スペクトルのｄ線、Ｃ線及びＦ線に於ける前記第３レンズ群の焦点距離としたとき、
【数１】
0003582872.tif 000019
を各々満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第３レンズ群を構成する単レンズが、アッベ数が３５より小さい高分散ガラスで構成されている請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第３レンズ群を構成する２枚レンズにおいて、前記凸レンズは前記凹レンズより小さなアッベ数を有するガラスで構成され、かつ、前記凸レンズもしくは前記凹レンズの各面の内少なくとも１面が非球面である請求項１記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群は、各々のレンズ面の内少なくとも１面が非球面を有している請求項２又は３記載のズームレンズ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載したズームレンズと、色分解光学系と、撮像素子と、信号処理部と、信号記録部と、映像表示部とを具備するビデオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ズーム比が大きく、かつ３板式ビデオカメラなどに用いられるバックフォーカスが長い特性を持ったズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラの一層の小型化及び高画質化に伴い、ズームレンズに対しても小型・大口径比化のうえに、広画角化及びズーム比の高倍率化が要求されている。高画質化に有利な３板式ビデオカメラ用ズームレンズの小型化、高性能化をはかった例として、例えば、特願平６−１３８６３１号公報に示されたズームレンズの構成を図２２に示す。
【０００３】
図２２に示すように、従来のズームレンズは、第１レンズ群２１、第２レンズ群２２、第３レンズ群２３、第４レンズ群２４、色分解光学系の光路長に相当するガラス平板２５、水晶フィルターや撮像素子のフェースプレート等の光路長に相当するガラス平板２６等を具備する。なお、２７は像面である。第１レンズ群２１は、正の屈折力を持ち、結像作用を有する固定されたレンズ群である。第２レンズ群２２は、負の屈折力を持ち、光軸上を移動可能である。第３レンズ群２３は、正の屈折力を持った非球面レンズで構成される固定されたレンズ群である。第４レンズ群２４は、非球面を含む、正の屈折力を持ったレンズ群で、光軸上を移動可能である。
【０００４】
次に、以上のように構成された従来のビデオカメラ用ズームレンズの動作を説明する。第１レンズ群２１は結像作用を有する。第２レンズ群２２は、光軸上を移動することにより、第１レンズ群が形成する像のリレー倍率を変え、変倍を行う。第３レンズ群２３は、第２レンズ群２２によって生じる虚像をリレーする作用を有する。第４レンズ群２４は、結像作用を有し、光軸上を移動することにより、物体位置の変化に応じたフォーカス作用及び変倍時の像面位置の変動を補正する作用を有し、像面２７を一定位置に保つ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のズームレンズでは、画角が広角端で全画角６０度前後、ズーム比は約１０倍にすぎない。そのため、近年のビデオカメラ用ズームレンズに対する広画角化及びズーム比の高倍率化の要求にはもはや応えられないという問題を有していた。また、従来のズームレンズの設計手法により高画角化及びズーム比の高倍率化を図ろうとすると、レンズ全体が大型化したり、レンズ構成が複雑化するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は以上のような従来例の問題点を解決するためになされたものであり、広角端で全画角約６７度、ズーム比約１４倍を有しながら、従来例と同程度のレンズ枚数で構成された、３板式ビデオカメラ等に必要な色分解光学系を挿入できるバックフォーカスの長い高性能なズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を持ち基準の像面位置に対して固定された第１レンズ群、負の屈折力を持ち光軸上を移動することにより変倍作用を有する第２レンズ群、開口絞り、基準の像面位置に対して固定され集光作用を有する正の屈折力を持った第３レンズ群、前記第２レンズ群の移動、及び物体の移動によって変動する像面を基準の像面位置から一定の位置を保つように光軸上を移動する正の屈折力を持った第４レンズ群、色分解光学系に相当するガラス平板を具備した３板式用のズームレンズであって、前記第３レンズ群が、少なくとも１面が非球面の単レンズもしくは物体側から順に配置された凹レンズと凸レンズとからなる２枚レンズのいずれかで構成され、かつ、ｆｉ（ｉ＝１，２，３，４）を前記ｉレンズ群の焦点距離、ＢＦを像空間が空気であるときのレンズ最終面から像面までの距離、ｆ３ｄ、ｆ３Ｃ及びｆ３Ｆを各々スペクトルのｄ線、Ｃ線及びＦ線に於ける前記第３レンズ群の焦点距離としたとき、前記（数１）を満足することを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、前記第３レンズ群を構成する単レンズが、アッベ数が３５より小さい高分散ガラスで構成されていることが好ましい。
【０００９】
または、上記構成において、前記第３レンズ群を構成する２枚レンズにおいて、前記凸レンズは前記凹レンズより小さなアッベ数を有するガラスで構成され、かつ、前記凸レンズもしくは前記凹レンズの各面の内少なくとも１面が非球面であることが好ましい。
【００１０】
また、上記各構成において、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群は、各々のレンズ面の内少なくとも１面が非球面を有していることが好ましい。
【００１１】
一方、本発明のビデオカメラは、上記各構成のいずれかを有するズームレンズと、色分解光学系と、撮像素子と、信号処理部と、信号記録部と、映像表示部とを具備する。
【００１２】
【作用】
以上のように構成された本発明のズームレンズによれば、各レンズ群の屈折力を前記（数１）における条件式（１）、（２）、（３）及び（４）を満たすように規定しているので、小型でありながらズーム比の高倍率化、広画角化及び大口径比化（Ｆナンバーを小さくする事）が可能になる。さらに、第３レンズ群をアッベ数が３５以下のガラスを用いた単レンズとし、または、第３レンズ群を２枚のレンズで構成し、各々前記条件式（５）を満たすようにしたので、ズーム比の高倍率化の影響により第１及び第２レンズ群で補正しきれずに残存する倍率色収差を、第４レンズ群で補正することが可能となる。その結果、従来例と同程度のレンズ枚数で構成された、３板式ビデオカメラ等に必要な色分解光学系を挿入できるバックフォーカスの長い高性能なズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラを実現することができる。
【００１３】
前記条件式（１）は、第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力の比を規定する。これは、必要なズーム比である１４倍を確保しつつ広角端の広画角化及びレンズ全体の小型化を目的とし、全系を通した収差補正を困難にしないために必要な条件である。上限を超えると、負の屈折力を有する第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、全系のペッツバール和を小さくすることが困難となる。また、下限を超えると、第２レンズ群の移動可能範囲が狭くなり、ズーム比の確保が困難となる。
【００１４】
前記条件式（２）は、第１レンズ群の屈折力を規定する。これは、結像レンズである第４レンズ群の焦点距離ｆ４を前記条件式（４）に基づいて決めた場合、必要なＦナンバーを確保しつつレンズ全長を短くするのに必要な条件である。上限を超えると、レンズ全長がいたずらに長くなる。また、下限を超えると、必要なＦナンバーが確保できなくなる。
【００１５】
前記条件式（３）は、第３レンズ群の屈折力を規定する。これは、必要なバックフォーカスを確保しつつ良好な収差補正を行うのに必要な条件である。上限を超えると、第１、第２及び第３レンズ群を通したレンズ系が発散系になるため、第４レンズ群の有効径を大きくしなければならない。また、下限を超えると、第３レンズ群から出射する光束の収束度が大きくなり、必要なバックフォーカスを確保するために第４レンズ群の負レンズの屈折力を増加させなければならず、全系のペッツバール和を小さくすることが困難となる。
【００１６】
前記条件式（４）は、必要とするバックフォーカスの長さで第４レンズ群の焦点距離を規定する。上限を超えると、第４レンズ群の負レンズの屈折力を増大させなければならず、ペッツバール和を小さくすることが困難となる。また、下限を超えると、前記条件式（１）、（２）及び（３）と相まって、レンズ全長をいたずらに増加させる。
【００１７】
一般に、変倍時に大きく移動するレンズ群は、そのレンズ群単体で色収差が補正されている必要があるが、各レンズ群毎に完全に色収差を補正することは困難である。そのため、望遠端では第１レンズ群に残存する軸上色収差が変倍部である第２レンズ群により拡大される。また、望遠端と広角端との中間の変倍領域では、光束が第１及び第２レンズ群の周辺部を通るため、倍率色収差が残存することになる。ズーム比を大きく取ると、望遠端での軸上色収差を第１及び第２レンズ群で総合的に補正しなければならず、倍率色収差はこれらのレンズ群では十分に補正することが困難となる。このような場合、一般には開口絞りに対して反対側にあるレンズ群の光軸から離れた場所を光束が通過するように、レンズ群を配置することが考えられる。つまり、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔を十分に広げることである。そうすると、第４レンズ群はより大きな有効径を必要とし、ズームレンズの小型化を阻害する。そこで、本発明のズームレンズでは、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔は広げず、第４レンズ群で発散性の色収差を出すことにより、絞りを挟んで反対側に位置する第１及び第２レンズ群で生じる倍率色収差を打ち消す方法を採用した。ここで、発散性の色収差とは、凹レンズ単体で生じる色収差と同様の性質、即ち、屈折により短い波長の光の方がより一層発散する性質の色収差を意味する。
【００１８】
絞り位置付近に位置する第３レンズ群を、前記条件式（５）を満たすように、アッベ数が３５以下の高分散ガラスを用いた単レンズによって構成し、または、第３レンズ群を、前記条件式（５）を満たすように、２枚のレンズで構成することにより、第３レンズ群から出射する光束に対して倍率色収差を変化させずに、収束性の軸上色収差を与えることができ、第４レンズ群で発生する発散性の軸上色収差を打ち消し、総合的に倍率色収差を補正することが可能となる。ここで、収束性の軸上色収差とは、凸レンズ単体で生じる色収差と同様の性質、即ち、屈折により短い波長の光の方がより一層収束する性質の軸上色収差を意味する。なお、後者の場合、レンズを２枚使うことにより同じ量の収束性軸上色収差を与えるため、使用できるガラスの種類が増え、非球面の加工方法上での材料に関する制限や収差補正の上で、選択の自由度が広がる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明のズームレンズの好適な第１から第５の実施例について図面及び表を参照しながら詳しく説明する。なお、第１の実施例は、第３レンズ群をアッベ数が３５以下の高分散ガラスを用いた単レンズによって構成した例であり、第２から第５の実施例は、第３レンズ群を２枚のレンズで構成した例である。
【００２０】
（第１の実施例）
図１に本発明のズームレンズの第１の実施例の構成を示す。図１において、Ｇ１は正の屈折力持ち基準の像面位置に対して固定された第１レンズ群、Ｇ２は負の屈折力を有し、光軸上を移動可能な第２レンズ群、Ｓは開口絞り、Ｇ３は正の屈折力を持ち基準の像面位置に対して固定された第３レンズ群、Ｇ４は正の屈折力を持ち、光軸上を移動可能な第４レンズ群、Ｇ５は色分解光学系、Ｇ６はフェースプレート、Ｉは像面である。ここで、色分解光学系Ｇ５は、光束を赤、緑、青の３原色に分離する光学系であるが、同図においては、その光学系の光路長に相当するガラス平板として示す。また、フェースプレートＧ６は、水晶フィルター及び撮像素子のフェースプレート等を含んだ光路長のガラス平板で示している。
【００２１】
次に各レンズ群の構成、レンズ配置及び各レンズ群の動作について説明する。図１において、第１レンズ群Ｇ１は３枚のレンズＧ１ａ、Ｇ１ｂ、Ｇ１ｃにより構成され、結像作用を有するレンズ群である。レンズＧ１ａは、曲率半径ｒ１、ｒ２、中心厚ｄ１を有する凹メニスカスレンズである。レンズＧ１ｂは、曲率半径ｒ２、ｒ３、中心厚ｄ２を有する凸レンズである。レンズＧ１ａ及びＧ１ｂは接合されている。ｄ３はレンズＧ１ｂとレンズＧ１ｃとの間の空気間隔である。レンズＧ１ｃは、曲率半径ｒ４、ｒ５、中心厚ｄ４を有する凸メニスカスレンズであり、物体側に凸面を向けて配置される。ｄ５は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔であり、変倍時には間隔が変化する。
【００２２】
第２レンズ群Ｇ２は、３枚のレンズＧ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃにより構成され、第１レンズ群Ｇ１により形成される像をリレーし、光軸上を移動する事により変倍作用を有するレンズ群である。レンズＧ２ａは、曲率半径ｒ６、ｒ７、中心厚ｄ６を有する凹メニスカスレンズであり、第１レンズ群側に凸面を向けている。ｄ７は、レンズＧ２ａとレンズＧ２ｂとの間の空気間隔である。レンズＧ２ｂは、頂点曲率半径ｒ８の非球面と、ｒ９、中心厚ｄ８を有する凹レンズである。レンズＧ２ｃは、曲率半径ｒ９、ｒ１０、中心厚ｄ９を有する凸レンズである。レンズＧ２ｂとレンズＧ２ｃは接合されている。ｒ１１は、絞りＳの面を示し、平面である。ｄ１０は、第２レンズ群Ｇ２と絞りＳとの間の空気間隔で、変倍時には間隔が変化する。ｄ１１は、絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間の空気間隔である。
【００２３】
第３レンズ群Ｇ３は、単レンズＧ３ａで構成され、第１及び第２レンズ群によって生じる虚像をリレーする作用を有するレンズ群である。レンズＧ３ａは、頂点曲率半径ｒ１２、ｒ１３の２つの非球面と、中心厚ｄ１２を有する。また、このレンズにアッベ数が２５．４のガラスを用いることにより、前述のような収束性の色収差を発生し、総合的に倍率色収差を補正することに役立つ。ｄ１３は、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の空気間隔であり、フォーカス動作時及び変倍時に間隔が変化する。
【００２４】
第４レンズ群Ｇ４は、３枚のレンズＧ４ａ、Ｇ４ｂ、Ｇ４ｃで構成され、結像作用を持ち、物体へのフォーカス動作時及び、変倍時に光軸上を移動して像面位置を一定位置に保つ作用を有する。レンズＧ４ａは、曲率半径ｒ１４、ｒ１５、中心厚ｄ１４を有する凹レンズである。レンズＧ４ｂは、曲率半径ｒ１５、頂点曲律半径ｒ１６の非球面、中心厚ｄ１５を有する凸レンズである。レンズＧ４ａ及びＧ４ｂは接合されている。ｄ１６は、レンズＧ４ｂとＧ４ｃとの間の空気間隔である。レンズＧ４ｃは、曲率半径ｒ１７、ｒ１８、中心厚ｄ１７を有する凸レンズである。ｄ１８は、第４レンズ群Ｇ４と色分解光学系Ｇ５との間の空気間隔であり、第４レンズ群Ｇ４の移動に伴い変化する。ｒ１９、ｒ２０、ｒ２１は色分解光学系Ｇ５及びフェースプレートＧ６の各面を示し、これらは平面である。ｄ１９、ｄ２０は、これらガラス平板Ｇ５及びＧ６の面間隔である。
【００２５】
次に第１の実施例について、その具体的な数値例を（表１）に示す。
【００２６】
【表１】
0003582872.tif 000002
【００２７】
（表１）において、左から１列目の数は図１に示したＧ１からＧ６までのレンズ群を示す数であり、２列目の数ｊは、同図に示した曲率半径ｒｊ（ｊ＝１から２１）に対応する各面の番号である。また、続く列に示すｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎは各レンズのスペクトルのｄ線に対する屈折率、νは各レンズのｄ線に対するアッベ数である。非球面形状は、次の（数２）で定義され、各非球面に関する円錐定数及び各非球面係数の値を（表２）に示す。なお、（表２）において、左から１列目の数は、（表１）の面番号に対応する非球面の面番号である。
【００２８】
【数２】
0003582872.tif 000003
【００２９】
【表２】
0003582872.tif 000004
【００３０】
次に、変倍時における第２レンズ群Ｇ２の移動と、それに伴う第４レンズ群Ｇ４の移動により変化する面間隔について説明する。図１において、各レンズ群の下部に示した曲線は、広角端から望遠端へ変倍するときの各レンズ群の軌跡を表す。第１及び第３レンズ群Ｇ１及びＧ３は固定され、第４レンズ群Ｇ４は最初は第２レンズ群Ｇ２の移動にともない第３レンズ群Ｇ３に近づき、その後に再び離れて行く。
【００３１】
変倍時に変化するこれらの面間隔の具体的な数値と、ズームレンズの焦点距離、Ｆナンバー及び半画角を、物体位置２ｍについて、広角端、標準、望遠端に関して計算したものを（表３）に示す。（表３）から明らかなように、Ｆナンバーは１．６５、ズーム比は１３．８、画角は全画角で６７．１度が得られている。ここで言う標準とは、第２レンズ群による像のリレー倍率が１倍となる第２レンズ群の位置を言う。
【００３２】
【表３】
0003582872.tif 000005
【００３３】
（第２の実施例）
次に、本発明のズームレンズの好適な第２の実施例の構成を図２に示す。なお、上記第１の実施例と共通する部分の説明は省略し、第１の実施例と異なる点についてのみ、その構成を説明する。また、その動作については、以下に示す各実施例すべて第１の実施例と同様であるため、説明を省略する。
【００３４】
図２において、第３レンズ群Ｇ３は、絞りＳ側から順に、アッベ数５５．２のガラスを用いた凹レンズＧ３ａと、アッベ数３５．９のガラスを用いた凸レンズＧ３ｂで構成され、正の屈折力を持ち、前述の条件（５）を満たすような収束性の色収差を発生する作用を有する。凹レンズＧ３ａは、頂点曲率半径ｒ１２の非球面、曲率半径ｒ１３，中心厚ｄ１２を有する凹メニスカスレンズであり、絞りＳ側に凸面を向けている。凸レンズＧ３ｂは、曲率半径ｒ１３、ｒ１４、中心厚ｄ１３を有する。これら２枚のレンズＧ３ａ及びＧ３ｂは接合されている。ｄ１４は、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の空気間隔であり、前述の第１の実施例と同様に、変倍時及びフォーカス動作時に変化する。なお、図２において、第４レンズ群Ｇ４の構成は、第１の実施例と同様であるが、各面の面番号は１づつずれている。
【００３５】
第２の実施例の具体的数値に関し、レンズ構成を（表４）に、非球面係数を（表５）に、前述の（表１）及び（表２）と同じ形式で示す。また、変倍時に変化する間隔等を前述の（表３）と同じ形式で（表６）に示す。
【００３６】
【表４】
0003582872.tif 000006
【００３７】
【表５】
0003582872.tif 000007
【００３８】
【表６】
0003582872.tif 000008
【００３９】
（第３の実施例）
次に、本発明のズームレンズの好適な第３の実施例の構成を図３に示す。なお、図３に示す第３の実施例の構成は上記第２の実施例とほぼ同様の構成であるため、その説明を省略する。第３の実施例の具体的数値を（表７）、（表８）及び（表９）に示す。なお、これらの各表は、上記第２の実施例と同様に各々、レンズ構成、非球面係数、変倍時に変化する間隔等を示す。
【００４０】
【表７】
0003582872.tif 000009
【００４１】
【表８】
0003582872.tif 000010
【００４２】
【表９】
0003582872.tif 000011
【００４３】
（第４の実施例）
次に、本発明のズームレンズの好適な第４の実施例を図４に示す。なお、上記第２の実施例の構成と共通する部分についてはその説明を省略し、異なる部分についてのみ、その構成を説明する。
【００４４】
図４において、第３レンズ群Ｇ３は、絞りＳ側から順に、アッベ数３４．０のガラスを用いた凸レンズＧ３ａと、アッベ数５５．５のガラスを用いた凹レンズＧ３ｂとで構成され、正の屈折力を持ち、前述と同様の収束性の色収差を発生する。凸レンズＧ３ａは、頂点曲率半径ｒ１２の非球面、曲率半径ｒ１３、中心厚ｄ１２を有する。凹レンズＧ３ｂは、曲率半径ｒ１３、ｒ１４、中心厚ｄ１３を有する。これら２枚のレンズＧ３ａ及びＧ３ｂは接合されている。
【００４５】
第４の実施例の具体的な数値を（表１０）、（表１１）及び（表１２）に示す。なお、これらの各表は、上記第２の実施例と同様に各々、レンズ構成、非球面係数、変倍時に変化する間隔等を示す。
【００４６】
【表１０】
0003582872.tif 000012
【００４７】
【表１１】
0003582872.tif 000013
【００４８】
【表１２】
0003582872.tif 000014
【００４９】
（第５の実施例）
次に、本発明のズームレンズの好適な第５の実施例を図５に示す。なお、上記第２の実施例の構成と共通する部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ、その構成を説明する。
【００５０】
図５において、第３レンズ群Ｇ３は、絞りＳ側から順に、アッベ数５５．２のガラスを用いた凹レンズＧ３ａと、アッベ数３５．９のガラスを用いた凸レンズＧ３ｂとで構成され、これら２枚のレンズＧ３ａとＧ３ｂとが空気間隔を隔てて構成されている点が、第２の実施例と異なる。凹レンズＧ３ａは、頂点曲率半径ｒ１２の非球面、曲率半径ｒ１３、中心厚ｄ１２を有する。ｄ１３はレンズＧ３ａとＧ３ｂの空気間隔である。凸レンズＧ３ｂは、曲率半径ｒ１４、ｒ１５、中心厚ｄ１４を有する。ｄ１５は第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の空気間隔であり、これ以降、結像面Ｉに至る構成は第２の実施例と同様である。なお、図５において、各面の番号は一つずつ増えている。
【００５１】
第５の実施例の具体的な数値を（表１３）、（表１４）及び（表１５）に示す。なお、これらの各表は、上記第２の実施例と同様に各々、レンズ構成、非球面係数、変倍時に変化する間隔等を示す。
【００５２】
【表１３】
0003582872.tif 000015
【００５３】
【表１４】
0003582872.tif 000016
【００５４】
【表１５】
0003582872.tif 000017
【００５５】
以上の５つの実施例について、前記５つの条件を与える各式の値を求めた結果を（表１６）に示す。なお、（表１６）において、左端の列の数は、条件式の番号を示し、その右側の列は、条件式を示す。それに続く列は、各実施例について条件式の値を記したものである。
【００５６】
【表１６】
0003582872.tif 000018
【００５７】
図６から図２０に示す１５の図は、それぞれ物体距離２ｍについて計算した諸収差を表すものであり、図６から図８は第１の実施例に対応し、図９から図１１は第２の実施例に対応し、図１２から図１４は第３の実施例に対応し、図１５から図１７は第４の実施例に対応し、図１８から図２０は第５の実施例に対応する。各図において、（ａ）は球面収差及び正弦条件、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は軸上色収差、（ｅ）は倍率色収差を表すグラフである。また、各実施例に対応する３つの図のうち、番号の若い方から順に、広角端、標準、望遠端における諸収差を示す。
【００５８】
各図のグラフ（ａ）において、横軸はガウス像面からのずれ量（ｍｍ）、縦軸は軸上光線の瞳入射高をＦナンバーで表したものである。実線の曲線は、スペクトルのｄ線に関する球面収差を表し、点線の曲線は正弦条件を表す。
【００５９】
各図のグラフ（ｂ）において、横軸はガウス像面からのずれ量（ｍｍ）、縦軸のＷは入射瞳位置での主光線の入射角（度）である。また、実線の曲線はサジタル像面を表し、点線の曲線はメリジオナル像面を表す。
【００６０】
各図のグラフ（ｃ）において、横軸は歪率（パーセント）を表し、縦軸はグラフ（ｂ）と同様に、縦軸のＷは入射瞳位置での主光線の入射角（度）である。
【００６１】
各図のグラフ（ｄ）において、グラフ（ａ）と同様に、横軸はガウス像面からのずれ量（ｍｍ）、縦軸は軸上光線の瞳入射高をＦナンバーで表す。実線の曲線はスペクトルのｄ線について、点線の曲線はＦ線について、破線の曲線はＣ線について、各々軸上色収差を表す。
【００６２】
各図のグラフ（ｅ）において、グラフ（ｂ）と同様に、横軸はガウス像面からのずれ量（ｍｍ）、縦軸のＷは入射瞳位置での主光線の入射角（度）である。各曲線はグラフ（ｄ）と同様に、対応するスペクトル線について、各々倍率色収差を表す。
【００６３】
次に、上記本発明のズームレンズを使用した３板式ビデオカメラの構成を図２１に示す。図２１において、本発明の３板式ビデオカメラは、ズームレンズ１１と、空間周波数フィルター（水晶フィルター等）１２と、３つの色分解プリズム１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、３つの撮像素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、各撮像素子からの信号を処理する信号処理部１５と、映像信号等を記録媒体に記録する信号記録部１６と、ビデオカメラに取り付けられたファインダー等の映像表示部１７を具備する。なお、ズームレンズ１１として上記第１から第５の実施例までのいずれのズームレンズを用いてもよく、小型軽量で、ズーム比が高く、広画角の３板式ビデオカメラが構成できることは言うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、各レンズ群の屈折力を前記（数１）における条件式（１）、（２）、（３）及び（４）を満たすように規定しているので、小型でありながらズーム比の高倍率化、広画角化及び大口径比化（Ｆナンバーを小さくする事）が可能になる。さらに、第３レンズ群をアッベ数が３５以下のガラスを用いた単レンズとし、または、第３レンズ群を２枚のレンズで構成し、各々前記条件式（５）を満たすようにしたので、ズーム比の高倍率化の影響により第１及び第２レンズ群で補正しきれずに残存する倍率色収差を、第４レンズ群で補正することが可能となる。その結果、従来例と同程度のレンズ枚数で構成された、３板式ビデオカメラ等に必要な色分解光学系を挿入できるバックフォーカスの長い高性能なズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラを実現することができる。
【００６５】
具体的には、Ｆナンバーが約１．６、広角端の画角が全画角で約６７度、ズーム比が約１４倍といった、従来に比べ高い仕様を満たしながらも、従来と同程度の構成レンズ枚数で、長いバックフォーカスを有する高性能なズームレンズを実現することができる。また、そのような本発明のズームレンズの特徴により、高性能でありながら小型、軽量な３板式ビデオカメラの実現が可能である。
【００６６】
また、絞り位置付近に位置する第３レンズ群を、前記条件式（５）を満たすように、アッベ数が３５以下の高分散ガラスを用いた単レンズによって構成し、または、第３レンズ群を、前記条件式（５）を満たすように、２枚のレンズで構成することにより、第３レンズ群から出射する光束に対して倍率色収差を変化させずに、収束性の軸上色収差を与えることができ、第４レンズ群で発生する発散性の軸上色収差を打ち消し、総合的に倍率色収差を補正することが可能となる。ここで、収束性の軸上色収差とは、凸レンズ単体で生じる色収差と同様の性質、即ち、屈折により短い波長の光の方がより一層収束する性質の軸上色収差を意味する。なお、後者の場合、レンズを２枚使うことにより同じ量の収束性軸上色収差を与えるため、使用できるガラスの種類が増え、非球面の加工方法上での材料に関する制限や収差補正の上で、選択の自由度が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のズームレンズの第１の実施例の構成図
【図２】本発明のズームレンズの第２の実施例の構成図
【図３】本発明のズームレンズの第３の実施例の構成図
【図４】本発明のズームレンズの第４の実施例の構成図
【図５】本発明のズームレンズの第５の実施例の構成図
【図６】第１の実施例のズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図
【図７】第１の実施例のズームレンズの標準における諸収差を示す収差図
【図８】第１の実施例のズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図
【図９】第２の実施例のズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図
【図１０】第２の実施例のズームレンズの標準における諸収差を示す収差図
【図１１】第２の実施例のズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図
【図１２】第３の実施例のズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図
【図１３】第３の実施例のズームレンズの標準における諸収差を示す収差図
【図１４】第３の実施例のズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図
【図１５】第４の実施例のズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図
【図１６】第４の実施例のズームレンズの標準における諸収差を示す収差図
【図１７】第４の実施例のズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図
【図１８】第５の実施例のズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図
【図１９】第５の実施例のズームレンズの標準における諸収差を示す収差図
【図２０】第５の実施例のズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図
【図２１】本発明のズームレンズを使用したビデオカメラの構成図
【図２２】従来のズームレンズの構成図
【符号の説明】
Ｇ１                          ：第１レンズ群
Ｇ１ａ〜ｃ              ：第１レンズ群を構成するレンズ
Ｇ２                          ：第２レンズ群
Ｇ２ａ〜ｃ              ：第２レンズ群を構成するレンズ
Ｇ３                          ：第３レンズ群
Ｇ３ａ〜ｃ              ：第３レンズ群を構成するレンズ
Ｇ４                          ：第４レンズ群
Ｇ４ａ〜ｃ              ：第４レンズ群を構成するレンズ
Ｇ５、２５              ：色分解光学系に相当するガラス平板
Ｇ６、１２、２６  ：空間周波数フィルター
Ｓ                              ：絞り
Ｉ、２７                  ：結像面
１１                          ：ズームレンズ
１３ａ〜ｃ              ：色分解用プリズム
１４ａ〜ｃ              ：撮像素子
１５                          ：信号処理部
１６                          ：映像信号記録部
１７                          ：映像表示部
２１                          ：従来のズームレンズの第１レンズ群
２２                          ：従来のズームレンズの第２レンズ群
２３                          ：従来のズームレンズの第３レンズ群
２４                          ：従来のズームレンズの第４レンズ群
【図１】
0003582872.tif 000020
【図２】
0003582872.tif 000021
【図３】
0003582872.tif 000022
【図４】
0003582872.tif 000023
【図５】
0003582872.tif 000024
【図６】
0003582872.tif 000025
【図７】
0003582872.tif 000026
【図８】
0003582872.tif 000027
【図９】
0003582872.tif 000028
【図１０】
0003582872.tif 000029
【図１１】
0003582872.tif 000030
【図１２】
0003582872.tif 000031
【図１３】
0003582872.tif 000032
【図１４】
0003582872.tif 000033
【図１５】
0003582872.tif 000034
【図１６】
0003582872.tif 000035
【図１７】
0003582872.tif 000036
【図１８】
0003582872.tif 000037
【図１９】
0003582872.tif 000038
【図２０】
0003582872.tif 000039
【図２１】
0003582872.tif 000040
【図２２】
0003582872.tif 000041