(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群を物体側からこの順に配設してなり、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることにより全系の焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群中に、最も物体側に位置する固定で負のレンズ群と、物体距離の変化に伴う像面位置の変動を補正するように光軸方向に移動する少なくとも１つのレンズ群を有し、
前記第２レンズ群は、負の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とを物体側からこの順に配設してなり、前記焦点距離の変化に際して、該焦点距離の変化に伴う収差の変動を補正するよう前記第２Ａレンズ群と前記第２Ｂレンズ群との間隔を互いに変化させるように構成されてなることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群を物体側からこの順に配設してなり、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることにより全系の焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、負の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とを物体側からこの順に配設してなり、
前記第２Ａレンズ群と前記第２Ｂレンズ群との間隔を、広角端から望遠端への移動に際し中間領域での間隔が狭まるように互いに変化させ、前記焦点距離の変化に際して、該焦点距離の変化に伴う収差の変動を補正するように構成されてなることを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群は、最も物体側に位置する固定で負のレンズ群と、物体距離の変化に伴う像面位置の変動を補正するように光軸方向に移動する少なくとも１つのレンズ群とを有することを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に高い性能が要求される放送用や業務用のテレビカメラ用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】
放送用、業務用の分野では小型軽量で高性能なズームレンズの要求がますます高まっている。とくにハイビジョン放送が本格化しようとしている現在、実用的な大きさおよび重さで、高性能なズームレンズを開発することが急務である。
【０００３】
しかし、これまでのズームレンズでは性能を追求するあまり、どうしてもレンズ枚数が多くなりがちであり、必然的に重く大きくなる場合が多かった。特に広角端から望遠端にわたる全ズーム領域、および物体距離が無限遠から至近距離に至る全フォーカス領域において、高性能を保ちつつ全レンズ系の小型軽量化を図るのは困難であった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、全ズーム領域および全フォーカス領域で性能の変動を小さく保ちつつ、全レンズ系の小型軽量化を図り得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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のズームレンズは、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群を物体側からこの順に配設してなり、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることにより全系の焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群中に、最も物体側に位置する固定で負のレンズ群と、物体距離の変化に伴う像面位置の変動を補正するように光軸方向に移動する少なくとも１つのレンズ群を有し、
前記第２レンズ群は、負の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とを物体側からこの順に配設してなり、前記焦点距離の変化に際して、該焦点距離の変化に伴う収差の変動を補正するよう前記第２Ａレンズ群と前記第２Ｂレンズ群との間隔を互いに変化させるように構成されてなることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の第２のズームレンズは、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群を物体側からこの順に配設してなり、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることにより全系の焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、負の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とを物体側からこの順に配設してなり、
前記第２Ａレンズ群と前記第２Ｂレンズ群との間隔を、広角端から望遠端への移動に際し中間領域での間隔が狭まるように互いに変化させ、前記焦点距離の変化に際して、該焦点距離の変化に伴う収差の変動を補正するように構成されてなることを特徴とするものである。
また、本発明の第２のズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、最も物体側に位置する固定で負のレンズ群と、物体距離の変化に伴う像面位置の変動を補正するように光軸方向に移動する少なくとも１つのレンズ群とを有するように構成することが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態のズームレンズについて、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図２および図３は、本発明の実施形態に係るズームレンズの構成を示す広角端におけるレンズ構成図（図２は第１レンズ群および第２レンズ群を示す構成図、図３は第３レンズ群〜第５レンズ群を示す構成図）であり、図１はこのズームレンズの広角端と望遠端におけるレンズ群の位置関係を示す図である。なお、図１において中段に示されている３本の曲線は各々第２Ａレンズ群、第２Ｂレンズ群および第３レンズ群の広角端から望遠端に至るまでの移動軌跡を示すものである。
【０００９】
図示のズームレンズは、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群が物体側からこの順に配設され、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１の結像位置Ｐに結像される。また、絞り２が第３レンズ群と第４レンズ群の間に、ローパスフィルタ等を含む光学系３が第５レンズ群の後段に各々配設されている。
【００１０】
さらに、第２レンズ群と第３レンズ群を光軸方向に移動させることにより全系の焦点距離が変化するように構成され、このうち第２レンズ群は負の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とを物体側からこの順に配設してなり、焦点距離の変化に際して、焦点距離の変化に伴う収差の変動を補正するよう第２Ａレンズ群と第２Ｂレンズ群との間隔を互いに変化させるように構成されている。
【００１１】
すなわち、第２レンズ群を負の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とから構成し、焦点距離の変化に際して第２Ａレンズ群と第２Ｂレンズ群との間隔を変化させることにより主に中間領域での収差の変動を押さえるようにしている。
【００１２】
一般に高倍率のズームレンズでは、望遠端での収差が大きくなるが、これを補正する場合に、広角端での収差とのバランスを考慮して補正しようとすると中間領域で補正不足になる傾向がある。特に像面の倒れと球面収差とのバランスをとることが困難となりズーム中間領域、中間画角でのＭＴＦが低くなる。
しかし、上述した構成の如く、最も屈折力の大きい第２レンズ群において、収差の変化に対して感度が高い面間隔を変化させると上述した補正をバランスよく行うことが可能となる。
【００１３】
具体的には、図１の移動軌跡で示されるように広角端から望遠端への移動に際し、中間領域で第２Ａレンズ群と第２Ｂレンズ群との間隔が狭まるように移動させる。
そして、第２Ｂレンズ群の第２Ａレンズ群に対する移動量がレンズ全体の焦点距離あるいはズーム比の関数、例えば下式（１）として具体的に規定されている。これは最終的にカム等のレンズ駆動手段により間隔を制御する際の便宜を考慮したものである。
【００１４】
Y1=K１*X1*X1+K2*X1………（１）
【００１５】
ここでX1はズーム比の対数値、Y1は広角端での第２Ａレンズ群と第２Ｂレンズ群の間隔に対する、各領域における両レンズ群の間隔の変化量、K1、K2は以下の値に設定された係数である。
【００１６】
K1=0.00785415
K2=-0.0273345
【００１７】
なお、上述したように上記構成のズームレンズでは、第２Ａレンズ群および第２Ｂレンズ群を各々負および正となるように構成しており、このような構成とすることで、第２Ａレンズ群および第２Ｂレンズ群の両者が負となるような構成とした場合よりも収差バランスをより良好なものとすることができる。
【００１８】
さらに、上記構成のズームレンズでは、上記第１レンズ群が、最も物体側に位置する固定で負の第１Ａレンズ群と、物体距離の変化に伴う像面位置の変動を補正するように光軸方向に移動するＦ１レンズ群を有するように構成され、前玉の大型化および物体距離の変化に伴う性能の変動を抑制している。
【００１９】
すなわち、上記構成では固定の第１Ａレンズ群、フォーカス時に光軸方向に移動するＦ１レンズ群、固定の第１Ｂレンズ群、およびフォーカス時に光軸方向に移動するＦ２レンズ群を物体側からこの順に配設してなり、無限遠から至近距離に近づくにしたがって、Ｆ１レンズ群は物体側から像面側に、Ｆ２レンズ群は像面側から物体側に光軸上を移動するように構成されている。
なお、Ｆ２レンズ群の移動量はＦ１レンズ群の移動量の関数、例えば下式（２）として具体的に規定されている。これは上記（１）式と同様に、最終的にカム等のレンズ駆動手段により間隔を制御する際の便宜を考慮したものである。
【００２０】
Y2=K3*X2………（２）
【００２１】
ここでX2はＦ１レンズ群の移動量、Y2はＦ２レンズ群の移動量、K3は以下の値に設定された係数である。
【００２２】
K3=-0.0458489
【００２３】
さらに、上記構成のズームレンズでは、最も物体側にある第１Ａレンズ群を固定とすることによりフォーカシングの際のレンズ繰り出しをなくして全長を一定に保つとともに、前玉が大径化するのを押さえてレンズ系全体の小型軽量化を図るようにしている。
【００２４】
〈実施例〉
以下、具体的な数値を用いた実施例により、上述したズームレンズついてさらに説明する。
【００２５】
まず、本実施例にかかるズームレンズの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（以下、これらを総称して軸上面間隔という）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数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１】
0003827251.tif 000002
【００２６】
また、表２に表１中の軸上面間隔Ｄの欄におけるＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の広角端、中間および望遠端各位置での値を示す。さらに、この表２の下段に、全系の焦点距離ｆ、Ｆナンバー（ＦＮｏ．）および画角２ωを示す。
【表２】
0003827251.tif 000003
【００２７】
図４および図５は上記実施例の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、非点収差およびディストーション）を示す収差図である。また、図６および図７は各々倍率が２倍および４倍における従来例と本実施例についての非点収差を示す収差図である。これらの収差図から明らかなように、本実施例のズームレンズによればズーム領域の全範囲に亘って良好な収差補正をなすことができる。
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枚数や形状は適宜選択し得る。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明のズームレンズによれば第２レンズ群を負の屈折力を有する第２Ａレンズ群と正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群とに分割し、焦点距離の変化に際して、焦点距離の変化に伴う収差の変動を補正するようこれら第２Ａレンズ群と第２Ｂレンズ群との間隔を互いに変化させるように構成しており、全ズーム領域および全フォーカス領域で性能の変動を小さく保ちつつ、全レンズ系の小型軽量化を図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広角端および望遠端におけるレンズ群の位置関係を示す図
【図２】図１のズームレンズの広角端におけるレンズ構成（第１レンズ群〜第２レンズ群）を示す図
【図３】図１のズームレンズの広角端におけるレンズ構成（第３レンズ群〜第５レンズ群）を示す図
【図４】本発明の実施例に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図
【図５】本発明の実施例に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図
【図６】本発明の実施例に係るズームレンズの、倍率が２倍における従来例と本実施例についての非点収差を示す収差図
【図７】本発明の実施例に係るズームレンズの、倍率が４倍における従来例と本実施例についての非点収差を示す収差図
【図１】
0003827251.tif 000004
【図２】
0003827251.tif 000005
【図３】
0003827251.tif 000006
【図４】
0003827251.tif 000007
【図５】
0003827251.tif 000008
【図６】
0003827251.tif 000009
【図７】
0003827251.tif 000010