(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体側から順に、変倍時に固定の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作用を有する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正または負の屈折力を有する第３レンズ群、および変倍時に固定で結像作用を有し、正の屈折力を有する第４レンズ群からなるズームレンズ本体と、
前記第４レンズ群の群中の光軸上のスペース部分に出入可能とされ、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とを被写体側からこの順に配列されてなる補助レンズ系とからなり、
画面のアスペクト比が４：３に対応する撮像が行われる場合には前記補助レンズ系を前記光軸上のスペースから退出させ、画面のアスペクト比が１６：９に対応する撮像が行われる場合には前記補助レンズ系を前記光軸上のスペースに挿入するように構成し、
さらに、前記補助レンズ系の、前記正レンズ群および前記負レンズ群の焦点距離をｆ１およびｆ２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。
−１．３＜ｆ１／ｆ２＜−１．１      （１）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビレンズ用のズームレンズに関し、詳しくは放送用テレビカメラ等のカメラ本体に取付可能で、いわゆるエクステンダレンズ等の補助レンズを挿入可能なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般に、放送用のテレビカメラ等では、高画質のカラー画像を得るため、３色分解プリズムと、分解された各色光による被写体情報を得るための各色光に対応したＣＣＤをテレビカメラ本体に搭載し、さらにこのテレビカメラ本体の前段に、例えばズームレンズが取付可能となるように構成されている。
【０００３】
ところで、従来の一般的なテレビカメラの撮像範囲は、アスペクト比が４：３の方式のものに固定されていた。
【０００４】
しかしながら、近年ハイビジョンと称される放送方式も普及しつつあり、この場合のテレビカメラの撮像範囲は、アスペクト比が１６：９である。
【０００５】
したがって、アスペクト比が４：３の撮像範囲の垂直(V)方向寸法はそのままにしておいて、アスペクト比が１６：９の撮像範囲とされるハイビジョン放送方式に適用させた場合には、画面の水平(H)方向の長さは1.3333倍となり、また、画面の対角(D)寸法は1.2238倍となる。
【０００６】
この結果、アスペクト比４：３用のレンズをハイビジョン放送方式にそのまま使用すると、イメージ・サークルが小さいために画面周辺で光束がけられてしまう。
【０００７】
また焦点距離が短いために当初の望遠効果が得られない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、アスペクト比４：３用のレンズをそのまま使用して、従来方式のみならずハイビジョン放送方式においても、画面周辺での光束のけられがなく、十分な望遠効果を得ることのできるズームレンズを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、被写体側から順に、変倍時に固定の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作用を有する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正または負の屈折力を有する第３レンズ群、および変倍時に固定で結像作用を有し、正の屈折力を有する第４レンズ群からなるズームレンズ本体と、
前記第４レンズ群の群中の光軸上のスペース部分に出入可能とされ、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とを被写体側からこの順に配列されてなる補助レンズ系とからなり、
画面のアスペクト比が４：３に対応する撮像が行われる場合には前記補助レンズ系を前記光軸上のスペースから退出させ、画面のアスペクト比が１６：９に対応する撮像が行われる場合には前記補助レンズ系を前記光軸上のスペースに挿入するように構成し、
さらに、前記補助レンズ系の、前記正レンズ群および前記負レンズ群の焦点距離をｆ１およびｆ２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。
−１．３＜ｆ１／ｆ２＜−１．１      （１）
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るズームレンズを示す概略図である。すなわち、このズームレンズは、テレビカメラ本体１の被写体側に取り付けられるものであって、ズームレンズ本体２と、ズームレンズの群中の略アフォーカル系とされた光軸上スペースに出入自在に配された焦点距離変換レンズ群（以下補助レンズ群と称する）４を備えている。
【００１３】
なお、テレビカメラ本体１は、ズームレンズを通過した、被写体像情報を担持した光束を３原色光に分解する色分解プリズム１１と、この色分解プリズム１１により分解されたＢ、Ｒ、Ｇの各原色光が結像される、各々の原色光に対応するＣＣＤからなる撮像素子（図中では１つの撮像素子のみを示す）１２を備えている。
【００１４】
上記ズームレンズ本体２は、４つのレンズ群からなり、被写体側より順に、５枚のレンズからなるフォーカス機能を有する正の第１群と、変倍機能を有する、４枚のレンズからなる負の第２群と、この変倍に伴なう焦点位置の変動を補正する２枚のレンズからなる負の第３群と、４枚のレンズを有する正のリレーレンズ前群からなる第４Ａ群と、７枚のレンズを有する正のリレーレンズ後群からなる第４Ｂ群を配設してなり、変倍時において第２群と第３群のレンズ群間隔を変化させながら両レンズ群を光軸Ｘに沿って移動せしめることにより全系の焦点距離ｆを変化させるとともに、光束を結像位置に効率良く集束させるようにしたものである。
【００１５】
また、このズームレンズ本体２は第３群と第４群の間にシャッタ（絞り）２２を配置している。
【００１６】
なお、リレーレンズを構成する第４Ａ群と第４Ｂ群は、本来、ズームレンズ本体２の焦点距離を望遠側へシフトさせるＥＸＴ群が挿入可能となるように大きな間隔をあけて配されおり、本実施形態では、このようにＥＸＴ群挿入部分に大きなスペースがあることに着目し、補助レンズ群４の挿入スペースを確保するようにしている。
【００１７】
ところで、近年のハイビジョン放送方式の普及に伴い、従来のテレビレンズを用いてハイビジョン撮影も良好に行いたいという要求が強い。
【００１８】
しかし、図２に示すように、ハイビジョン撮影の場合のテレビカメラの撮像範囲ＩＨは、アスペクト比が１６：９であるから、アスペクト比が４：３の撮像範囲ＩＳの垂直(V)方向寸法はそのままにしておいて、ハイビジョン放送方式に適用させた場合には、画面の水平(H)方向の長さは1.3333倍となり、また、画面の対角(D)寸法は1.2238倍となる。
【００１９】
この結果、アスペクト比４：３用のレンズをハイビジョン放送方式にそのまま使用すると、イメージ・サークルが小さいために画面周辺で光束がけられてしまう。
【００２０】
また焦点距離が短いために当初の望遠効果が得られない。
【００２１】
そこで、本実施形態のズームレンズにおいては、画面のアスペクト比が４：３に対応する一般の撮像が行われる場合には前記補助レンズ群４を前記光軸Ｘ上のスペースから退出させ、一方、画面のアスペクト比が１６：９に対応するハイビジョン放送方式用の撮像が行われる場合には上記補助レンズ群４を光軸Ｘ上のスペースに挿入するように構成し、さらに、補助レンズ群４を構成する、正の前群と負の後群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２としたとき下記条件式（１）を満足するように構成することにより、アスペクト比４：３用のレンズをそのまま使用して、従来方式のみならずハイビジョン放送方式においても、画面周辺での光束のけられがなく、十分な望遠効果を得ることができるようにしている。
【００２２】
−１．３＜ｆ１／ｆ２＜−１．１      （１）
なお、本実施形態においては、上述した２つのアスペクト比における撮像時の視野角が互いに略同じとなる。
【００２３】
また、上記補助レンズ群４は、被写体側から順に正、負のレンズ群を配列してなることから、縮小系の補助レンズ群ではなく、拡大系の補助レンズ群とされている。
【００２４】
すなわち、図３（ａ）に示す如き第４Ａ群と第４Ｂ群の間のアフォーカル系光束内に、縮小系の補助レンズ群を配設した場合には図３（ｃ）に示すように、絞りによって規制されない光束域ができてしまうが、拡大系の補助レンズ群を配設した場合には図３（ｂ）に示すように、絞りによって規制されない光束域が生じない。
【００２５】
なお、補助レンズ群を配設するスペースでは、光束が略アフォーカル系となっていればよく、完全なアフォーカル系となっている必要はない。
【００２６】
以下、具体的な数値を用いた実施例１、２について詳細に説明する。
【００２７】
＜実施例１＞
この実施例１にかかるズームレンズは、広角端において前述したように図１に示す如き構成とされており、補助レンズ群４として図４に示す構成のものを用いている。
【００２８】
このズームレンズ本体２の各レンズ面の曲率半径Ｒ（mm）、広角端における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ｄ線における、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値は表１に示すようになっている。
【００２９】
また、補助レンズ群４の各レンズ面の曲率半径Ｒ（mm）、広角端における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ｄ線における、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値は表２に示すようになっている。
【００３０】
なお、表１，２中の数字は被写体側からの順番を表すものである（表３において同じ）。
【００３１】
また、表１中の面番号の左側に＊が付されたものはそのＤ値が可変であることを示すものである。
【００３２】
また、表１の下段にはズームレンズ本体２のみの広角端焦点距離ｆｗが、また表２の下段には、実施例１における、全系の広角端焦点距離ｆｗ、補助レンズ群４の前群の焦点距離ｆ１、補助レンズ群４の後群の焦点距離ｆ２およびｆ１/ｆ２の値（条件式（１））が各々示されている。
【００３３】
【表１】
0004321729.tif 000002
【００３４】
【表２】
0004321729.tif 000003
【００３５】
上記表２の下段に示すように、実施例１では、ｆ１/ｆ２は-1.217に設定されており、上式(１)は満足されている。
【００３６】
＜実施例２＞
この実施例２にかかるズームレンズは、ズームレンズ本体２が実施例１のものと同一構成とされており、補助レンズ群４として図５に示す構成のものを用いている。
【００３７】
また、本実施例に係る補助レンズ群４の各レンズ面の曲率半径Ｒ（mm）、広角端における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ｄ線における、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値は表３に示すようになっている。
【００３８】
また、表３の下段には、実施例２における、全系の広角端焦点距離ｆｗ、補助レンズ群４の前群の焦点距離ｆ１、補助レンズ群４の後群の焦点距離ｆ２およびｆ１/ｆ２の値（条件式（１））が各々示されている。
【００３９】
【表３】
0004321729.tif 000004
【００４０】
上記表３の下段に示すように、実施例２では、ｆ１/ｆ２は-1.219に設定されており、上式(１)は満足されている。
【００４１】
また、図６、７は上記実施形態に係るズームレンズ本体単独の球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差およびコマ収差を示す収差図であり、図８、図９は実施例１に係る（図４の補助レンズ群を挿入した場合）ズームレンズの球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差およびコマ収差を示す収差図であり、図１０、１１は実施例２に係る（図５の補助レンズ群を挿入した場合）ズームレンズの球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差およびコマ収差を示す収差図である。
【００４２】
これらの収差図から、本実施形態に係るズームレンズはいずれも収差を良好なものとすることができる。
【００４３】
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し得る。
【００４４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のズームレンズによれば、ハイビジョン放送に対応する場合には、ズームレンズのリレーレンズ部分に、およそ1.2倍のエクステンダーを挿入して、焦点距離を長焦点側にシフトさせるようにしている。これによりアスペクト比４：３用のレンズをそのまま使用して、従来方式のみならずハイビジョン放送方式においても、画面周辺での光束のけられを防止し、さらに十分な望遠効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るズームレンズの構成を示す図
【図２】図１に示すズームレンズの作用を説明するための図
【図３】図１に示すズームレンズの作用を説明するための図
【図４】実施例１の補助レンズ群を示すレンズ構成図
【図５】実施例２の補助レンズ群を示すレンズ構成図
【図６】本実施形態に係るズームレンズ本体単独の広角端における各収差図（球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差）
【図７】本実施形態に係るズームレンズ本体単独の広角端におけるコマ収差の収差図
【図８】実施例１に係るズームレンズの諸収差（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
【図９】上記実施例１に係るズームレンズにおけるコマ収差を示す収差図
【図１０】実施例２に係るズームレンズの諸収差（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
【図１１】実施例２に係るズームレンズにおけるコマ収差を示す収差図
【符号の説明】
１        テレビカメラ本体
２        ズームレンズ本体
４        補助レンズ群
１１      色分解プリズム
１２      撮像素子
２２      シャッタ（絞り）
【図１】
0004321729.tif 000005
【図２】
0004321729.tif 000006
【図３】
0004321729.tif 000007
【図４】
0004321729.tif 000008
【図５】
0004321729.tif 000009
【図６】
0004321729.tif 000010
【図７】
0004321729.tif 000011
【図８】
0004321729.tif 000012
【図９】
0004321729.tif 000013
【図１０】
0004321729.tif 000014
【図１１】
0004321729.tif 000015