(57)【要約】【課題】リレーレンズの一部が、レンズ系全体の倍率を変化させるコンバージョンレンズの挿入間隔へ繰り出すことによる結像性能や製造難易度の悪化を解決するための、ズームレンズの結像位置調整方式を提供することを目的とする。【解決手段】物体側より順に合焦部と変倍部を含むレンズ群、結像作用を有し最も長い空気間隔を隔てて前群と後群からなるリレーレンズ群で構成されるズームレンズに於いて、前記後群は物体側より順に固定群と移動群で構成され、移動群を光軸上で移動させることで結像位置を調整するような構成。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に合焦部と変倍部を含むレンズ群、結像作用を有し最も長い空気間隔を隔てて前群と後群からなるリレーレンズ群で構成されるズームレンズに於いて、前記後群は物体側より順に固定群と移動群で構成され、前記移動群が光軸上を移動することによって結像位置調整作用を発揮するズームレンズであって、基準状態での前記後群全体と移動群の各々の焦点距離をそれぞれｆｒ、ｆｍ、ズームレンズ全系のｅ線の屈折率により空気換算したバックフォーカスと有効画面寸法をそれぞれＢＦｅ、ＩＳとした時、
１．０＜ｆｍ／ｆｒ＜４．０
ＢＦｅ／ＩＳ＞３．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズの結像位置調整方式。
【請求項２】
前記移動群はバックフォーカス調整の結像位置調整作用と接写時の結像位置調整作用のための移動が可能であることを特徴とする請求項１記載のズームレンズの結像位置調整方式。
【請求項３】
前記リレーレンズ群を前群と後群とに隔てる空気間隔にはズームレンズ全系の焦点距離を広角或いは望遠にシフトするコンバージョンレンズが着脱可能であることを特徴とする請求項１記載のズームレンズの結像位置調整方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン用のズームレンズ、特にマクロ撮影とＦ．Ｂ．調整が可能なズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からカメラ本体から着脱可能なテレビジョン用の交換レンズが形成する被写体像をテレビカメラ本体の撮像面上に鋭明に結像させるために、ズームレンズのリレーレンズ群の後群全体を移動させて行うＦ．Ｂ．調整技術は知られている。また、マクロ撮影を行う場合も同様にリレーレンズ群の後群全体を移動させて行う技術も知られている。
【０００３】
特公２５８４８５７号では、後リレーレンズ群を物体側から第１可動レンズ群、固定レンズ群、第２可動レンズ群、または、固定レンズ群、第１可動レンズ群、固定レンズ群、第２可動レンズ群という構成で、マクロ調整とＦ．Ｂ．調整を独立に移動制御する技術を提案している。
【０００４】
また、マクロ調整とＦ．Ｂ．調整を行う場合、リレーレンズ群を一体として移動させる技術は知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特公２５８４８５７号ではリレーレンズ群に設けた複数の移動群の間に固定群を設けていることで、各々のレンズ群機構に対するメカニカルな製造上の複雑性がある。
【０００６】
また、上述のリレーレンズ群の後群全体を一体として移動させる技術では、前群と後群のリレーレンズ間の空気間隔に後群リレーレンズ群が繰り出してしまう構造となっている。前述の空気間隔にズームレンズ系全体の倍率を操作するコンバージョンレンズを着脱する場合、空気間隔を大きく確保する必要性が生じるため、レンズの小型化に対して不利である。
【０００７】
更に、近年の撮影レンズの高性能化として広角化が要求されているが、撮影レンズの広角化が進むと撮影レンズ全体の広角端の主点位置が像面側に押し出されるために、リレーレンズ後群の広角端での敏感度を増大させ、製造難易度が著しく悪化してしまう。
【０００８】
このような敏感度の高いユニットを、接写撮影の時などにヘリコイド等の構造を用いて回転させながら駆動すると、製造誤差による偏心収差の発生方向が変わるので偏心によるフレアの方向が回転してしまい、画像の品質を低下させてしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題点を解消するためのズームレンズの結像位置調整方式を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するために本発明のズームレンズの結像位置調整方式では、物体側より順に合焦部と変倍部を含むレンズ群、結像作用を有し最も長い空気間隔を隔てて前群と後群からなるリレーレンズ群で構成されるズームレンズに於いて、前記後群は物体側より順に固定群と移動群で構成され、前記移動群が光軸上を移動することによって結像位置調整作用を発揮するズームレンズであって、基準状態での前記後群全体と移動群の各々の焦点距離をそれぞれｆｒ、ｆｍ、ズームレンズ全系のｅ線の屈折率により空気換算したバックフォーカスと有効画面寸法をそれぞれＢＦｅ、ＩＳとした時、
１．０≦ｆｍ／ｆｒ≦４．０                    ▲１▼
ＢＦｅ／ＩＳ≧３．０                        ▲２▼
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００１１】
条件式▲１▼はリレーレンズ群全体における移動群の焦点距離の分担値を意味しており、式の下限値を下回るとリレーレンズ後群の固定群において軸上光線が発散作用を受けるためリレーレンズ内での球面収差やコマ収差の補正が急激に困難となってくるので好ましくない。
【００１２】
また、式の上限値を超えるとリレーレンズ後群の移動群が移動した際に結像位置の変化の敏感度が著しく低下してしまうため、任意の結像位置調整量に対して必要となる移動群の移動量が増加するので結果として大型化してしまう。
【００１３】
条件式▲２▼はイメージサイズに対するバックフォーカスの長さを規定しており、式の下限値を下回ると色分解光学系との干渉や、操作ピンの設置スペースが無くなる等の問題が発生してくるので好ましくない。
【００１４】
この式の下限値に近い領域で色分解光学系との干渉をより安全に回避するためには前記リレーレンズ群の前群から射出された被写体距離無限遠、広角端の軸上光束が前記リレーレンズ群の後群へ入射する高さをｈｒ、前記リレーレンズ群の後群全体の長さをＴｒとした時、
Ｔｒ／（ｈｒ×２）≧０．９
なる条件を満たす厚みを後群全体に持たせると結像位置調整のための構造を駆動させるための操作部材をズームレンズ本体に設置する際、カメラ側と操作部材との間隔に余裕が生まれ、干渉の問題を解決できるようになる。
【００１５】
また本発明のズームレンズの結像位置調整方式では、前記移動群はバックフォーカス調整の結像位置調整作用と接写時の結像位置調整作用のための移動が可能であることを特徴としている。
【００１６】
更に本発明のズームレンズの結像位置調整方式では、前記リレーレンズ群を前群と後群とに隔てる空気間隔にはズームレンズ全系の焦点距離を広角或いは望遠にシフトするコンバージョンレンズが着脱可能であることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００１８】
図１、図３、図５は本発明に関する数値実施例１，２，３のレンズ断面である。
【００１９】
各レンズに於ける基準状態を被写体距離無限遠、広角端として記述している。Ｇ１は合焦のために光軸方向へ移動自在な合焦レンズ群、レンズ群Ｇ２、Ｇ３は変倍のための変倍レンズ群であり、特にＧ２はズーミングの際に光軸に沿って移動してバリエータの作用を果たし、Ｇ３はズーミングの際の像面移動を補償するコンペンセーターの作用を果す。またＧ４は結像作用を果すリレーレンズ群である。
【００２０】
このリレーレンズ群Ｇ４は最も長い空気間隔を隔てて物体側にリレー前群Ｇ４１、像面側にリレー後群Ｇ４２が配置されて構成されている。尚、この前群Ｇ４１と後群Ｇ４２の間のスペースはズームレンズ全系の焦点距離を広角あるいは望遠側にシフトさせるコンバージョンレンズの着脱が可能な空間である。尚、レンズ断面図に於いて、Ｐは色分解プリズムの等価物を示す。
【００２１】
本発明に関するリレーレンズ群Ｇ４のリレー後群Ｇ４２は、複数枚の正レンズ群と負レンズ群からなる固定群ＧＦと、複数枚の正レンズ群と負レンズ群からなる移動群ＧＭが配置されている。
【００２２】
本発明に於いては、前述の構造を持つことで、マクロ撮影やＦ．Ｂ．調整時にコンバージョンレンズ挿入間隔に前記後群Ｇ４２が繰り出さない為に、従来のような大きな間隔を必要とせず、撮影レンズの小型化に有利である。
【００２３】
また、後群リレーレンズ群のコンバージョンレンズ挿入間隔に隣接するレンズ群を固定化し、移動群を後群リレーレンズ群の像面側に配置したことによって、広角化に伴いリレー後群の製造難易度が上がった場合でも、ヘリコイドによる回転により偏心収差の発生方向が変わるレンズエレメントの数を減少させることが可能となり、画像の品質低下を抑制することが可能となる。
【００２４】
本発明の第１実施例は、ズームレンズ全系の広角端での焦点距離が５．０ｍｍでバックフォーカスが４３．８２６ｍｍである。Ｆ．Ｂ．調整時には移動レンズ群ＧＭの−０．５０ｍｍの移動に対して結像位置の移動量は−０．５０ｍｍである。同様に接写時にも任意の被写体距離に対して移動レンズ群ＧＭの移動によりピント合せが可能となっている。
【００２５】
第２実施例は、ズームレンズ全系の広角端での焦点距離が８．２ｍｍでバックフォーカスが３３．１４１ｍｍである。Ｆ．Ｂ．調整時には移動レンズ群ＧＭの−０．５ｍｍの移動に対して像面移動量は−０．２０ｍｍである。同様に接写時にも任意の被写体距離に対して移動レンズ群ＧＭの移動によりピント合せが可能となっている。
【００２６】
第３実施例は、ズームレンズ全系の広角端での焦点距離が７．２ｍｍでバックフォーカスが３３．３４２ｍｍである。Ｆ．Ｂ．調整時には移動レンズ群ＧＭの−０．５ｍｍの移動に対して像面移動量は−０．４１ｍｍである。同様に接写時にも任意の被写体距離に対して移動レンズ群ＧＭの移動によりピント合せが可能となっている。
【００２７】
何れの実施例においても広角化を図りながらもＦ．Ｂ．調整や接写時の移動群のレンズエレメント数が３枚程度と従来の技術と比較すると大きく減少させることができている。
【外１】
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【００２８】
【外２】
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【００２９】
【外３】
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【００３０】
また、図２、図４、図６は、数値実施例１，２，３に対する光学性能の変化図を示し、第７図は数値実施例１，２，３に於ける前記▲１▼，▲２▼，▲３▼式に対するパラメータ値の表である。但し、前記表中のｆｍ，ｆｒ，ＢＦｅ，ＩＳ，Ｔｒ，ｈｒの単位はミリメートルである。
【００３１】
以上説明した通り、本発明によれば、前記移動群ＧＭを光軸上で移動させることによって、前記コンバージョンレンズ間隔への繰り出しが皆無で、従来方式より製造難易度の軽減を実現しながら、結像性能を著しく悪化させることなく充分なマクロ撮影やＦ．Ｂ．調整の効果を得ることが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】
単部品と相互群内偏心の敏感度が高い後群リレーの第１レンズと第２レンズ（接合レンズ）を固定化する（光軸上の移動も、ヘリコイドによる回転も無くす）ことで、広角化に伴いリレー後群の製造難易度が上がった場合でも、ヘリコイドによる回転により偏心収差の発生方向が変わるレンズエレメントの数を減少させることが可能となり、画像の品質低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する数値実施例１〜３のレンズ断面図。
【図２】それぞれ数値実施例１〜３の収差図。
【図３】本発明に関する数値実施例１〜３のレンズ断面図。
【図４】それぞれ数値実施例１〜３の収差図。
【図５】本発明に関する数値実施例１〜３のレンズ断面図。
【図６】それぞれ数値実施例１〜３の収差図。
【図７】数値実施例１〜３の各々のレンズに於ける各パラメータを表にまとめたものである。
【符号の説明】
Ｇ１  合焦レンズ群
Ｇ２  バリエータレンズ群
Ｇ３  コンペンセーターレンズ群
Ｇ４  リレーレンズ群
Ｇ４１  リレーレンズ前群
Ｇ４２  リレーレンズ後群
ＧＦ  固定レンズ群
ＧＭ  移動レンズ群
ｆｍ  広角端基準状態に於ける移動レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆｒ  広角端基準状態に於けるリレーレンズ後群の焦点距離（ｍｍ）
ＢＦｅ  ズームレンズ全系のｅ線の屈折率により空気換算したバックフォーカス（ｍｍ）
ＩＳ  有効画面寸法（ｍｍ）
Ｔｒ  リレーレンズ群の前群から射出された被写体距離無限遠、広角端の軸上光束が前記リレーレンズ群の後群へ入射する高さ（ｍｍ）
ｈｒ  リレーレンズ群の後群全体の長さ（ｍｍ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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