(57)【要約】【目的】第２レンズ群中に所定関係の正レンズを備えた２組の接合レンズを配し、倍率色収差が良好に補正され、高変倍比でありながらズーム全域およびフォーカシング全域で高性能を有する超高倍率ズームレンズを得る。【構成】変倍時に固定で正の第１レンズ群Ｇ１、変倍時に可動で負の第２レンズ群Ｇ２、変倍に伴う像面変動を補正する正の第３レンズ群Ｇ３、変倍時に固定で正の第４レンズＧ４群が配され、第２レンズ群Ｇ２は、負レンズからなる第６レンズＬ６および第７レンズＬ７、負からなる第８レンズＬ８と正レンズからなる第９レンズＬ９との接合レンズ、ならびに正レンズからなる第１０レンズＬ１０と負レンズからなる第１１レンズＬ１１との接合レンズからなる。２組の接合レンズは共に逆色消し作用を有し、｜νＰ１−νＰ２｜＜５（Ｐ１は第９レンズＬ９、Ｐ２は第１０レンズＬ１０に相当する）等の条件式を満足する。【選択図】          図１
2004264457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、変倍時に固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に可動で変倍作用を担う負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍時に可動で変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に固定で正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、
前記第２レンズ群は物体側から順に、第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レンズと負レンズとが接合された第１の接合レンズ、および正レンズと負レンズとが接合された第２の接合レンズが配置され、下記条件式（１）を満足することを特徴とする超高倍率ズームレンズ。
｜νＰ１−νＰ２｜＜５    ……（１）
ただし、
νＰ１：第１の接合レンズ中の正レンズのｄ線におけるアッベ数
νＰ２：第２の接合レンズ中の正レンズのｄ線におけるアッベ数
【請求項２】
下記条件式（２）〜（５）を満足することを特徴とする請求項１記載の超高倍率ズームレンズ。
νＰ１＜２８    ……（２）
νＰ２＜２８    ……（３）
ＮＰ１＞１．７５    ……（４）
ＮＰ２＞１．７５    ……（５）
ただし、
ＮＰ１：第１の接合レンズ中の正レンズのｅ線における屈折率
ＮＰ２：第２の接合レンズ中の正レンズのｅ線における屈折率
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種カメラ、特にテレビカメラ、ビデオカメラ、写真用カメラ等に搭載されるズームレンズに関し、詳しくは、テレビカメラに搭載されるものとして好適な、超高倍率なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ放送用撮像カメラに用いられるズームレンズは、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたことによる特有の条件を満足させつつ、ズーム全域、結像面全域において高性能であることが要求される。また、高倍率化の要求も近年さらに増している。
【０００３】
このような要請に応えた従来のズームレンズとしては、例えば下記特許文献１に開示されたものが知られている。このズームレンズは物体側より順に、フォーカス群、バリエータ、コンペンセータ、リレーレンズ群の４群からなり、ズーム倍率６６倍を達成したものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１８３５８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ズームレンズにおいて、例えばＦナンバが１．８から３．３程度以上の大口径比で、８０倍以上の高変倍比を達成しようとすると、全変倍範囲および全フォーカス範囲に亘って高い光学性能を得ることが極めて難しくなる。特に、レンズ系のサイズや重量の増大を招くことなく、すなわち、各レンズ群間の空気間隔を大きくしたり、レンズ枚数を増加させたりすることなしに、このような要求を満足させるためには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成、さらには色消し分担等を適切かつ厳密に設定する必要がある。
【０００６】
また、ハイビジョンのような高精細な放送方式への対応が求められる今日においては、特にズーミングにおける望遠側の収差やフォーカスによる収差変動を抑制しなければならない。この中でも、例えば倍率色収差の変動や収差量の絶対値そのものを確実に抑制しなければ、高い解像力を得ることは困難である。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、特に倍率色収差を良好に補正し、ズーム全域およびフォーカシング全域において高性能を有する超高倍率ズームレンズを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の超高倍率ズームレンズは、物体側から順に、変倍時に固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に可動で変倍作用を担う負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍時に可動で変倍に伴う像面の変動を補正する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に固定で正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、
前記第２レンズ群は物体側から順に、第１の負レンズ、第２の負レンズ、正レンズと負レンズとが接合された第１の接合レンズ、および正レンズと負レンズとが接合された第２の接合レンズが配置され、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
｜νＰ１−νＰ２｜＜５    ……（１）
ただし、
νＰ１：第１の接合レンズ中の正レンズのｄ線におけるアッベ数
νＰ２：第２の接合レンズ中の正レンズのｄ線におけるアッベ数
【０００９】
また、下記条件式（２）〜（５）を満足することが好ましい。
νＰ１＜２８    ……（２）
νＰ２＜２８    ……（３）
ＮＰ１＞１．７５    ……（４）
ＮＰ２＞１．７５    ……（５）
ただし、
ＮＰ１：第１の接合レンズ中の正レンズのｅ線における屈折率
ＮＰ２：第２の接合レンズ中の正レンズのｅ線における屈折率
【００１０】
なお、前記第１および前記第２の接合レンズを構成する２枚のレンズは、物体側より順に、正レンズ、負レンズ、または負レンズ、正レンズの、いずれの順に配されていてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る超高倍率ズームレンズの概略構成を示すものである（後述する実施例１のレンズ構成が代表して示されている）。
【００１２】
このズームレンズは、物体側から順に、変倍時に固定で正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、変倍時に移動し変倍作用を担う負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、変倍に伴う像面の変動を補正するために変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、および変倍時に固定で正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４が配列されている。すなわち、このズームレンズは４群構成であり、変倍時には、第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｘ方向に移動させることにより全系の焦点距離ｆ´を変化させ、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｘ方向に移動させることにより結像位置の変動を補正する。物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は固体撮像素子等の結像面１上に結像される。
【００１３】
また、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に、負レンズよりなる２群第１レンズ（図１において第６レンズＬ６。以下、同様にカッコ内に図１中の符号を示す。）、負レンズよりなる２群第２レンズ（第７レンズＬ７）、負レンズよりなる２群第３レンズ（第８レンズＬ８）と正レンズよりなる２群第４レンズ（第９レンズＬ９）とが接合された２群第１接合レンズ、および正レンズよりなる２群第５レンズ（第１０レンズＬ１０）と負レンズよりなる２群第６レンズ（第１１レンズＬ１１）とが接合された２群第２接合レンズが配置されてなる。
【００１４】
また、このズームレンズは下記条件式（１）を満足する。
｜νＰ１−νＰ２｜＜５    ……（１）
ただし、
νＰ１：２群第１接合レンズ中の正レンズ（第９レンズＬ９）のｄ線におけるアッベ数
νＰ２：２群第２接合レンズ中の正レンズ（第１０レンズＬ１０）のｄ線におけるアッベ数
【００１５】
本実施形態に係るズームレンズは上記構成により、倍率色収差を良好に補正できる。条件式（１）に規定される｜νＰ１−νＰ２｜の値は、好ましくは３未満、より望ましくは２未満とすることにより、倍率色収差の補正効果を高めることができる。
【００１６】
さらに、本実施形態のズームレンズにおいては、下記条件式（２）〜（５）を満足することが好ましい。
νＰ１＜２８    ……（２）
νＰ２＜２８    ……（３）
ＮＰ１＞１．７５    ……（４）
ＮＰ２＞１．７５    ……（５）
ただし、
ＮＰ１：第１の接合レンズ中の正レンズ（第９レンズＬ９）のｅ線における屈折率ＮＰ２：第２の接合レンズ中の正レンズ（第１０レンズＬ１０）のｅ線における屈折率
【００１７】
また、上記条件式（２）〜（５）は、これらの接合レンズ中の各正レンズの硝材について規定した条件式である。一般に超高倍率のズームレンズでは、ズーミングやフォーカシングに伴い発生する色収差、特に倍率色収差を補正することは必ずしも容易ではないが、このような色収差を補正する手法として、いわゆる逆色消しの手法が知られている。バリエータが負の屈折力を有する場合は、それを構成するレンズにおいて、正レンズの分散を大きく、負レンズの分散を小さく設定し、この組み合わせの接合レンズを用いて上記倍率色収差を補正するものである。条件式（２）〜（５）を満足するような硝材を用いることにより、各接合レンズは逆色消しレンズとして有効に機能し得るので、倍率色収差を良好に補正できる。なお、条件式（４）および（５）に規定される各正レンズの屈折率については、１．８より大きいものとすることがより好ましい。
【００１８】
なお、本実施形態と類似するズームレンズに用いられる逆色消しの手法としては、バリエータ中に負、正、負、の順で３つのレンズを接合する構成例が知られている。しかしながら、本実施形態のような超高倍率ズームレンズにおいて、またそこで高い光学性能を要望される場合においては、正のパワーを２枚の正レンズに分割し、両正レンズの諸元を設定し得る構成が適当である。例えば、逆色消しのレンズ中の正レンズの硝材としてν＝２２．８の硝材が知られているが、正レンズをこの１種類とした場合には補正が過剰になり、広角端と望遠端での補正が良好であってもその変倍途中で収差の発生が大きくなってしまう。本実施形態のように逆色消しのレンズとして２枚の正レンズを用いている場合には、一方の正レンズはν＝２２．８の硝材を用い、他方の正レンズはこれより若干（例えば約５％程度）アッベ数の大きい硝材を用いることにより、ズーム全域に亘り良好に収差を補正することが可能となる。
【００１９】
なお、本発明の超高倍率ズームレンズとしては、種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜設定することが可能である。また、第２レンズ群中の２組の接合レンズにおいて、これを構成するそれぞれ２枚のレンズは、物体側より順に、正、負、または負、正、のいずれの順に配されていてもよい。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の超高倍率ズームレンズを具体的な実施例を用いてさらに説明する。
＜実施例１＞
図１は本実施例に係る超高倍率ズームレンズの概略構成を示す図であり、各レンズ群の広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）におけるレンズ位置を示すものである。また、図２はこのズームレンズの詳細な構成を示す図である。
【００２１】
このズームレンズの概略構成は上述したとおりであるので、以下、詳細なレンズ構成を述べる。各レンズ群および各レンズは物体側より順にレンズ番号が増加するようになっている。
【００２２】
第１レンズ群Ｇ１は、曲率の大きい面を結像面側に向けた両凹レンズからなる第１レンズＬ１、曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第２レンズＬ２、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５からなる。また、この第１レンズ群Ｇ１において、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２により、合焦時に固定の第１Ａレンズ群Ｇ１Ａが構成され、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５により、合焦時に可動の第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂが構成される。
【００２３】
第２レンズ群Ｇ２は、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズからなる第６レンズＬ６、曲率の大きい面を結像面側に向けた両凹レンズからなる第７レンズＬ７、曲率の大きい面を結像面側に向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８と凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズからなる第９レンズＬ９との接合レンズ（第１の接合レンズ）、および曲率の大きい面を結像面側に向けた両凸レンズからなる第１０レンズＬ１０と曲率の大きい面を物体側に向けた両凹レンズからなる第１１レンズＬ１１との接合レンズ（第２の接合レンズ）からなる。
【００２４】
第３レンズ群Ｇ３は、凸面を結像面側に向けた正メニスカスレンズからなる第１２レンズＬ１２、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズからなる第１３レンズＬ１３と曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第１４レンズＬ１４との接合レンズ、曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第１５レンズＬ１５および第１６レンズＬ１６からなる。
【００２５】
第４レンズ群Ｇ４は、曲率の大きい面を結像面側に向けた両凹レンズからなる第１７レンズＬ１７と曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第１８レンズＬ１８と曲率の大きい面を物体側に向けた両凹レンズからなる第１９レンズＬ１９との接合レンズ、凸面を結像面側に向けた正メニスカスレンズからなる第２０レンズＬ２０、曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第２１レンズＬ２１、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズからなる第２２レンズＬ２２、曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第２３レンズＬ２３、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズからなる第２４レンズＬ２４と曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第２５レンズＬ２５との接合レンズ、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズからなる第２６レンズＬ２６と曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第２７レンズＬ２７との接合レンズからなる。
【００２６】
さらに、図示のとおり、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に絞り３が配され、第４レンズ群Ｇ４の結像面側にプリズム等からなる３色分解光学系２が配されている。
【００２７】
本実施例に係るズームレンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面間隔という）Ｄ、各レンズのｅ線における屈折率Ｎおよびｄ線におけるアッベ数νの値を表１に示す。なお表中の数字は物体側からの順番を表すものである（表２および３において同じ）。また、表１および以下の各表に示す数値は広角端における全系の焦点距離により規格化されている。
【００２８】
また、表１の右側上部に、軸上面間隔Ｄの欄における可変値Ｄ１０（＊１）、Ｄ２０（＊２）、Ｄ２９（＊３）の広角端および望遠端の各位置での値を示すとともに、ｅ線における広角端および望遠端の全系の焦点距離ｆ´（ｅ）を示す。このズームレンズのズーム倍率は９６．５倍である。表１の数値から明らかなように、実施例１によれば、条件式（１）〜（５）は全て満足されている。
【００２９】
【表１】
2004264457.tif 000003
【００３０】
＜実施例２＞
本発明の実施例２に係る超高倍率ズームレンズは、上記実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第２レンズ群Ｇ２において、第６レンズＬ６が、曲率の大きい面を結像面側に向けた両凹レンズからなる点において上記実施例１のものと異なっている。得られる作用効果は上記実施例１のものと略同様である。
【００３１】
実施例２に係るズームレンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズ面の軸上面間隔Ｄ、各レンズの、ｅ線における屈折率Ｎおよびｄ線におけるアッベ数νの値を表２に示す。また、表２の右側上部に、軸上面間隔Ｄの欄における可変値Ｄ１０（＊１）、Ｄ２０（＊２）、Ｄ２９（＊３）の広角端および望遠端の各位置での値を示すとともに、ｅ線における広角端および望遠端の全系の焦点距離ｆ´（ｅ）を示す。このズームレンズのズーム倍率は９６．５倍である。表２の数値から明らかなように、実施例２によれば、条件式（１）〜（５）は全て満足されている。
【００３２】
【表２】
2004264457.tif 000004
【００３３】
＜実施例３＞
本発明の実施例３に係る超高倍率広角ズームレンズは、図３に示すように、上記実施例１のものと略同様の構成とされているが、主な相違点としては、まず、第１レンズ群Ｇ１が４枚レンズ構成とされている点がある。すなわち、実施例３に係る超高倍率ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、凸面を物体側に向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズＬ１、曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第２レンズＬ２および第３レンズＬ３、ならびに凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズからなる第４レンズＬ４からなる。また、この第１レンズ群Ｇ１において、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２により、合焦時に固定の第１Ａレンズ群Ｇ１Ａが構成され、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４により、合焦時に可動の第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂが構成される。
【００３４】
また、第２レンズ群Ｇ２は第５〜第１０レンズＬ５〜Ｌ１０よりなり、実施例１において対応する第６〜第１１レンズＬ６〜Ｌ１１と略同様の構成とされているが、本実施例においては第６レンズＬ６が曲率の大きい面を物体側に向けた両凹レンズよりなり、第２の接合レンズが、曲率の大きい面を物体側に向けた両凸レンズからなる第９レンズＬ９と曲率の大きい面を結像面側に向けた両凹レンズよりなる第１０レンズＬ１０により構成されている点が実施例１と異なる。本実施例において、第１の接合レンズ中の正レンズは第８レンズＬ８に相当し、第２の接合レンズ中の正レンズは第９レンズＬ９に相当する。
なお、本実施例により得られる作用効果は上記実施例１のものと略同様である。
【００３５】
実施例３に係るズームレンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズ面の軸上面間隔Ｄ、各レンズの、ｅ線における屈折率Ｎおよびｄ線におけるアッベ数νの値を表３に示す。また、表３の右側上部に、軸上面間隔Ｄの欄における可変値Ｄ８（＊１）、Ｄ１８（＊２）、Ｄ２７（＊３）の広角端および望遠端の各位置での値を示すとともに、ｅ線における広角端および望遠端の全系の焦点距離ｆ´（ｅ）を示す。このズームレンズのズーム比は９６．０倍である。表３の数値から明らかなように、実施例３によれば、条件式（１）〜（５）は全て満足されている。
【００３６】
【表３】
2004264457.tif 000005
【００３７】
図４〜６は、上記各実施例に係るズームレンズの広角端および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。なお、各球面収差図には、６１５．０ｎｍ、５４６．１ｎｍ、４６０．０ｎｍに対する収差が示されており、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対する収差が示されている。これらの収差図から明らかなように、上述した各実施例に係るズームレンズによれば、ズーム全域で各収差を良好に補正することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の超高倍率ズームレンズによれば、ズームレンズ全体の倍率色収差に大きく影響する第２レンズ群が、所定の関係を満足する正レンズを備えた２組の接合レンズを備えていることにより、
高変倍比でありながらズーム全域で遠距離から近接撮影における諸収差を良好に補正し、物体距離全般に亘り高解像、高コントラストな光学性能を持つ超高倍率ズームレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る超高倍率ズームレンズの基本構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例１に係る超高倍率ズームレンズの詳細を示す図（（Ａ）は第１レンズ群および第２レンズ群を示し、（Ｂ）は第３レンズ群および第４レンズ群を示す）
【図３】本発明の実施例３に係る超高倍率ズームレンズの基本構成を示す概略図
【図４】実施例１に係る超高倍率ズームレンズの広角端および望遠端における各収差図
【図５】実施例２に係る超高倍率ズームレンズの広角端および望遠端における各収差図
【図６】実施例３に係る超高倍率ズームレンズの広角端および望遠端における各収差図
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ２７    レンズ
Ｒ１〜Ｒ５１    レンズ面の曲率半径（プリズム面を含む）
Ｄ１〜Ｄ５０    軸上面間隔
Ｘ    光軸
１    結像面
２    プリズム
３    絞り
【図１】
2004264457.tif 000006
【図２】
2004264457.tif 000007
【図３】
2004264457.tif 000008
【図４】
2004264457.tif 000009
【図５】
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【図６】
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