JP2006003589A - バリフォーカルレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 高変倍比で、かつ全変倍範囲にわたり、可視光領域から近赤外光領域に至るまで高い光学性能を発揮することが可能なバリフォーカルレンズとする。
【解決手段】 物体側より順に、正の第１群Ｇ₁、負の第２群Ｇ₂、正の第３群Ｇ₃、正の第４群Ｇ₄を配設してなる。広角端から望遠端への変倍時に、第１群、第３群を光軸上で固定とし、第２群を光軸に沿って像側へ移動させて変倍を行い、第４群を独立して光軸に沿って移動させて変倍に伴う像面移動の補正を行う。それぞれ物体側より順に、第１群は負と正の接合レンズＬ₁，Ｌ₂、正レンズＬ₃からなり、第２群は負レンズＬ₄、負と正の接合レンズＬ₅，Ｌ₆からなり、第３群は正と負の接合レンズＬ₇，Ｌ₈からなり、第４群は正レンズＬ₉、負レンズＬ₁₀、正レンズＬ₁₁からなり、少なくとも１面が非球面とされる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビデオカメラや放送用テレビカメラ等に利用可能なバリフォーカルレンズに関し、特に高変倍比でありながら可視光領域から近赤外光領域に至るまで利用可能な昼夜兼用のバリフォーカルレンズに関する。

従来、ビデオカメラや放送用テレビカメラ等に利用可能な変倍光学系が種々提案されており、特に、物体側より順に、正、負、正、正の４群構成とされ、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群が広角端での位置よりも常に像面側に位置するように移動する撮像レンズ装置が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、画角の調整とフォーカシングとを行う際に連動機構を用いない変倍光学系して、レンズ鏡胴に設けられた変倍環を回動して変倍レンズを光軸方向に移動して画角を調整し、画角の調整によって生じたピントのズレをレンズ鏡胴に設けられたフォーカス環を回動してフォーカスレンズを光軸方向に移動して補正するバリフォーカルレンズが知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、近年、各種の施設や道路を監視するための監視カメラの需要が増大しており、特に、昼夜間を問わず稼働させることが可能でかつ高変倍比な変倍光学系の開発が望まれている。

特開２００１−１９４５９０号公報 特開２００３−１２１７３７号公報 特開平７−１１３９４２号公報

しかし、従来の変倍光学系は、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群を光軸に沿って像側へ移動させて変倍を行うとともに、この第２レンズ群に連動させて第４レンズ群を光軸に沿って移動させて像面の移動の補正を行っているため、第２レンズ群と第４レンズ群とを連動させるための機構が必要となり、機構が複雑化してレンズ鏡筒を小型化することができなかった。

そこで、第２レンズ群と第４レンズ群との連動機構を用いずに、機構を単純化してレンズ鏡筒を小型化することが可能な変倍光学系として、バリフォーカルレンズとすることが考えられる。

しかし、従来の変倍光学系およびバリフォーカルレンズは昼夜兼用とすることを前提として設計されておらず、可視光領域から近赤外光領域に至るまでの色収差補正がなされていない。このため、可視光領域で合焦させておいた場合に、近赤外光領域で使用するためには、再度合焦操作を行わなければならず操作が面倒であった。また、操作性を向上させようとすると、オートフォーカス等の高価な機能を搭載しなければならなかった。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、機構が単純でレンズ鏡筒を小型化できるとともに、高変倍比で、かつ全変倍範囲にわたり、可視光領域から近赤外光領域に至るまで高い光学性能を発揮することが可能なバリフォーカルレンズを提供することを目的とする。

本発明に係るバリフォーカルレンズは、上述した目的を達成するため、物体側より順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群を配設してなり、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群を光軸上で固定とし、前記第２レンズ群を光軸に沿って像側へ移動させて変倍を行うとともに、前記第４レンズ群を独立して光軸に沿って移動させることにより変倍に伴う像面の移動の補正を行うことを特徴とするものである。

また、本発明に係るバリフォーカルレンズは前記構成に加えて、前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１−１レンズ、正の屈折力を有する第１−２レンズ、および正の屈折力を有する第１−３レンズを配設してなるとともに、前記第１−１レンズおよび前記第１−２レンズは接合レンズを構成し、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２−１レンズ、負の屈折力を有する第２−２レンズ、および正の屈折力を有する第２−３レンズを配設してなるとともに、前記第２−２レンズおよび前記第２−３レンズは接合レンズを構成し、
前記第３レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ、および物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３−２レンズを配設してなるとともに、前記第３−１レンズおよび前記第３−２レンズは接合レンズを構成し、
前記第４レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第４−１レンズ、負の屈折力を有する第４−２レンズ、および正の屈折力を有する第４−３レンズを配設してなるとともに、前記第４−１レンズ、前記第４−２レンズおよび前記第４−３レンズのいずれかのレンズ面のうちの少なくとも１面は非球面とされるよう構成することが好ましい。

また、本発明に係るバリフォーカルレンズは前記構成に加えて、下記条件式（１）および（２）を満足してなることが好ましい。
ν_1-2 ＞ ７５ ・・・ （１）
ｎ_2-3 ＞ １．８３ ・・・ （２）
ただし、
ν_1-2：第１−２レンズのアッベ数
ｎ_2-3：第２−３レンズのｄ線における屈折率

なお、周辺部で補正過剰となる球面収差を適切な量に補正することができるという点で、特に第４−１レンズのレンズ面の少なくとも１面を非球面とすることが好ましい。

また、本発明に係るバリフォーカルレンズは前記構成に加えて、以下の条件式（３）〜（５）を満足してなることが好ましい。
０．９ ＜ ｌ_a／ｆ₁ ＜ １．５ ・・・ （３）
１．２ ＜ str／z ＜ ２．５ ・・・ （４）
chro_880／ｆ₁ ＜ ４．０×１０⁻³ ・・・ （５）
ただし、
ｌ_a：第１レンズ群の最も物体側のレンズ前側面頂点から第３レンズ群の最も物体側のレンズ前側面頂点までの間隔
ｆ₁：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
str：第２レンズ群の変倍に伴うストローク量
z：変倍比
chro_880：第１レンズ群で生じるｄ線を基準としたときの波長880nmにおける軸上色収差
ここで、軸上色収差とは、各波長の第１レンズ群における焦点距離の差を言うものとする。

なお、前記特許文献１に記載された撮像レンズ装置は、物体側より順に、正、負、正、正の４群構成とされ、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群を光軸に沿って像側へ移動させて変倍を行う点は、本発明に係るバリフォーカルレンズと同様であるが、この際、第１レンズ群および第３レンズ群を光軸上で固定とするとともに、第４レンズ群を第２レンズ群と連動させて光軸に沿って移動させることにより変倍に伴う像面の移動の補正を行う点で、本発明に係るバリフォーカルレンズとは構成が異なっている。そして、本発明に係るバリフォーカルレンズでは、このような構成の相違に基づいて、以下に説明するような本発明に係るバリフォーカルレンズに特有の効果を奏することができる。

本発明に係るバリフォーカルレンズによれば、第４レンズ群を独立して移動させて、変倍に伴う像面の補正を行うことにより、第２レンズ群に対する連動機構を省略することができ、小型化および低コスト化に寄与することとなり、さらに、高変倍比で、かつ全変倍範囲にわたり、可視光領域から近赤外光領域に至るまで高い光学性能を発揮することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係るバリフォーカルレンズの具体的な実施形態を説明する。

図１は本発明の実施例１に係るバリフォーカルレンズのレンズ構成図、図２は本発明の実施例２に係るバリフォーカルレンズのレンズ構成図である。

本実施形態のバリフォーカルレンズは、図１および図２に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃、および正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₄が配列されてなり、また、第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃の間に絞り１が配され、第４レンズ群Ｇ₄の像側に赤外線カットフィルタ等のフィルタ部２が配されており、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（ＣＣＤ）等の撮像面３上の結像位置に結像される。

また、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ₁および第３レンズ群Ｇ₃を光軸上で固定とし、第２レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って像側へ移動させて変倍を行うとともに、第４レンズ群Ｇ₄を独立して光軸に沿って移動させることにより変倍に伴う像面の移動の補正を行う。

なお、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ₂は_、物体側から像面側に向かって単調に移動し、第４レンズ群Ｇ₄は、像面側から物体側へ向かって移動した後に、反転して物体側から像面側へ向かって移動する。

第１レンズ群Ｇ₁は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズＬ₁、両凸形状の第２レンズＬ₂、および物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズＬ₃が配列されてなり、第１レンズＬ₁と第２レンズＬ₂は接合レンズを構成している。

第２レンズ群Ｇ₂は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第４レンズＬ₄、両凹形状の第５レンズＬ₅、および両凸形状の第６レンズＬ₆が配列されてなり、第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆は接合レンズを構成している。

第３レンズ群Ｇ₃は、物体側より順に、両凸形状の第７レンズＬ₇、および物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第８レンズＬ₈が配列されてなり、第７レンズＬ₇と第８レンズＬ₈は接合レンズを構成している。

第４レンズ群Ｇ₄は、物体側より順に、両凸形状の第９レンズＬ₉、平凹形状の第１０レンズＬ₁₀、および両凸形状の第１１レンズＬ₁₁が配列されてなる。なお、実施例２において、第１０レンズＬ₁₀は、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズとされている。

各レンズ群をこのようなレンズ構成とすることにより、高倍率でありながら小型化が可能となり、かつ可視光領域から近赤外光領域に至るまで色収差を良好に補正することができる。

また、第９レンズＬ₉の両面は、下記非球面式で表される非球面とされている。

なお、非球面とするレンズ面は、第９レンズＬ₉の両面に限られず、第４レンズ群Ｇ₄のいずれかのレンズ面のうちの少なくとも１面を非球面としてもよい。ここで、第４レンズ群Ｇ₄における正の屈折力を大きくすると、第４レンズ群Ｇ₄の移動量を少なくすることが可能となるが、第４レンズ群Ｇ₄のいずれかのレンズ面のうちの少なくとも１面を非球面とすることにより、第４レンズ群Ｇ₄の正の屈折力を高めつつ、第４レンズ群Ｇ₄のレンズ枚数を減らして小型化に寄与することが可能となる。

また、非球面式に奇数次項を含ませることにより、非球面形状の自由度が増して、収差補正を一層有利に行うことができる。特に、第４レンズ群Ｇ₄の最も物体側に配設された第９レンズＬ₉を、奇数次項を含む非球面式で規定された非球面とすることにより、球面収差の補正がより一層行い易くなる。

なお、第１レンズＬ₁が第１−１レンズに相当し、第２レンズＬ₂が第１−２レンズに相当し、第３レンズＬ₃が第１−３レンズに相当し、第４レンズＬ₄が第２−１レンズに相当し、第５レンズＬ₅が第２−２レンズに相当し、第６レンズＬ₆が第２−３レンズに相当し、第７レンズＬ₇が第３−１レンズに相当し、第８レンズＬ₈が第３−２レンズに相当し、第９レンズＬ₉が第３−３レンズに相当し、第１０レンズＬ₁₀が第４−１レンズに相当し、第１１レンズＬ₁₁が第４−２レンズに相当する。

また、本実施形態のバリフォーカルレンズは、以下の条件式（１）〜（５）を満足する。
ν_1-2 ＞ ７５ ・・・ （１）
ｎ_2-3 ＞ １．８３ ・・・ （２）
０．９ ＜ ｌ_a／ｆ₁ ＜ １．５ ・・・ （３）
１．２ ＜ str／z ＜ ２．５ ・・・ （４）
chro_880／ｆ₁ ＜ ４．０×１０⁻³ ・・・ （５）
ただし、
ν_1-2：第１−２レンズのアッベ数
ｎ_2-3：第２−３レンズのｄ線における屈折率
ｌ_a：第１レンズ群の最も物体側のレンズ前側面頂点から第３レンズ群の最も物体側のレンズ前側面頂点までの間隔
ｆ₁：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
str：第２レンズ群の変倍に伴うストローク量
z：変倍比
chro_880：第１レンズ群で生じるｄ線を基準としたときの波長880nmにおける軸上色収差

次に、前記各条件式（１）〜（５）の技術的意義について説明する。
条件式（１）は、第１−２レンズ（各実施例では第２レンズＬ₂）のアッベ数ν_1-2（各実施例ではν₂）の値を規定することにより、望遠端における軸上色収差を良好に補正するための条件式である。この条件式（１）において、ν_1-2の値が下限を下回ると、軸上色収差が補正不足となり、可視光領域から近赤外光領域に至るまでの良好な性能を保証することができなくなる。

条件式（２）は、第２−３レンズ（各実施例では第６レンズＬ₆）のｄ線における屈折率ｎ_2-3（各実施例ではｎ₆）の値を規定することにより、像面湾曲、特に球欠像面の湾曲を抑えるための条件式である。この条件式（２）において、ｎ_2-3の値が下限を下回ると、像面湾曲が大きくなり、画面周辺における良好な性能を保証することができなくなる。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ₁の最も物体側のレンズ（各実施例では第１レンズＬ₁）の前側面頂点から第３レンズ群Ｇ₃の最も物体側のレンズ（各実施例では第７レンズＬ₇）の前側面頂点までの間隔ｌ_aと第１レンズ群Ｇ₁のｄ線における焦点距離ｆ₁の比ｌ_a／ｆ₁を規定することにより、レンズ系をコンパクトなものとするとともに、望遠端における軸上色収差を良好に補正するための条件式である。この条件式（３）において、ｌ_a／ｆ₁の値が上限を上回ると、ｌ_aの値が大きくなりレンズ系をコンパクトなものとすることができなくなり、一方、ｌ_a／ｆ₁の値が下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ₁の屈折力が強くなり過ぎて望遠端における軸上色収差が補正不足となる。

条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ₂の変倍に伴うストローク量strと変倍比zとの比str／zを規定することにより、レンズ系をコンパクトなものとするとともに、像面湾曲を良好に補正するための条件式である。この条件式（４）において、str／zの値が上限を上回ると、第２レンズ群Ｇ₂の移動量が増えてレンズ系をコンパクトなものとすることができなくなり、一方、str／zの値が下限を下回ると、第２レンズ群Ｇ₂の屈折力が強くなり過ぎて像面湾曲の補正が困難となる。

条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ₁で生じるｄ線を基準としたときの波長880nmにおける軸上色収差chro_880と、第１レンズ群Ｇ₁のｄ線における焦点距離ｆ₁の比chro_880／ｆ₁を規定することにより、軸上色収差を良好に補正するための条件式である。この条件式（５）において、chro_880／ｆ₁の値が上限を上回ると、波長880nmにおける軸上色収差が大きくなり、特に望遠端において近赤外光領域の光学性能が劣化する。

次に、図３および図４を参照して、本発明の実施形態に係るバリフォーカルレンズにおける第２レンズ群Ｇ₂と第４レンズ群Ｇ₄の移動機構を説明する。図３は本発明の実施形態に係るバリフォーカルレンズにおける第２レンズ群Ｇ₂と第４レンズ群Ｇ₄の移動機構を示す一部断面図、図４は固定筒内面に設けられたカム環の一部展開図である。

本発明の実施形態に係るバリフォーカルレンズは、上述したように、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ₁および第３レンズ群Ｇ₃を光軸上で固定とし、第２レンズ群Ｇ₂を光軸に沿って像側へ移動させて変倍を行うとともに、第４レンズ群Ｇ₄を独立して光軸に沿って移動させることにより変倍に伴う像面の移動の補正を行うように構成されている。

すなわち、図３に示すように、固定筒１１の内周部には、第１レンズ群Ｇ₁を固定筒１１に固定して支持するための第１レンズ群枠１２と、第３レンズ群Ｇ₃を固定筒１１に固定して支持するための第３レンズ群枠１３が設けられている。
また、固定筒１１の内部には、光軸Ｘを挟んで対称に対向配置されるとともに、光軸方向に沿って延びる２本の直進ガイドバー１４を備えており、この直進ガイドバー１４には、第２レンズ群Ｇ₂を光軸方向に沿って移動可能に支持する第２レンズ群枠１５と、第４レンズ群Ｇ₄を光軸方向に沿って移動可能に支持する第４レンズ群枠１６が設けられている。

また、固定筒１１の外周部には、第２レンズ群Ｇ₂を光軸方向に沿って移動させるための第２レンズ群操作環２１と、第４レンズ群Ｇ₄を光軸方向に沿って移動させるための第４レンズ群操作環３１とが、それぞれ回動可能に取り付けられている。
また、固定筒１１の内周部には、第２レンズ群操作環２１に対向する位置に第２レンズ群カム環２２が配設されており、第２レンズ群操作環２１と第２レンズ群カム環２２とは連結ピン２３により連結されて、一体的に回動するようになっている。

第２レンズ群カム環２２の内周側にはカム溝２２ａが設けられている。このカム溝２２ａは、図４（ａ）に示すように、光軸に対して傾斜するように、１２０°間隔で３本設けられている。なお、図４（ａ）においては、３本のカム溝２２ａのうちの２本のみを示している（図４（ｂ）において同じ）。一方、第２レンズ群枠１５には、外周面から１２０°間隔で突出する３本のカムピン１５ａが設けられており、このカムピン１５ａが第２レンズ群カム環２２の各カム溝２２ａ内を摺動しながら移動するようになっている。

したがって、第２レンズ群操作環２１を回動操作すると、連動して第２レンズ群カム環２２が回動し、カム溝２２ａ内をカムピン２２ａが摺動しながら移動することにより、第２レンズ群Ｇ₂を光軸方向に沿って移動させることができる。

同様に、固定筒１１の内周部には、第４レンズ群操作環３１に対向する位置に第４レンズ群カム環３２が配設されており、第４レンズ群操作環３１と第４レンズ群カム環３２とは連結ピン３３により連結されて、同時に回動するようになっている。

第４レンズ群カム環３２の内周側にはカム溝３２ａが設けられている。このカム溝３２ａは、図４（ｂ）に示すように、光軸に対して傾斜するように、１２０°間隔で３本設けられている。一方、第４レンズ群枠１６には、外周面から１２０°間隔で突出する３本のカムピン１６ａを備えており、このカムピン１６ａが第４レンズ群カム環３２の各カム溝３２ａ内を摺動しながら移動するようになっている。
したがって、第４レンズ群操作環３１を回動操作すると、連動して第４レンズ群カム環３２が回動し、カム溝３２ａ内をカムピン１６ａが摺動しながら移動することにより、第４レンズ群Ｇ₄を光軸方向に沿って移動させることができる。

このように、第２レンズ群Ｇ₂と第４レンズ群Ｇ₄とを、互いに独立した状態で光軸方向に沿って移動させることができるので、変倍を行う際には、まず第２レンズ群操作環２１を回動操作する。これに伴い結像面が移動してフォーカス変動が発生する。そこで、撮影者は撮像された画像をモニター等により観察しながら、第４レンズ群操作環３１を回動操作してピント合わせを行う。

このように、本実施形態に係るバリフォーカルレンズは、第２レンズ群Ｇ₂と第４レンズ群Ｇ₄とを独立して操作することにより、それぞれ独立して移動するように構成しているため、第２レンズ群Ｇ₂と第４レンズ群Ｇ₄の連動機構を設ける必要がなく、機構が簡単になるとともにレンズ鏡筒を小型化することができる。

なお、第２レンズ群操作環２１と第４レンズ群操作環３１とを別個に操作する必要があるため、一見、操作が煩雑になるように思えるが、本実施形態に係るバリフォーカルレンズは、主として監視カメラ等に使用するものであり、この場合には、倍率を一度設定してしまえば、その後、倍率を変更する必要性が殆どないので、操作性を若干犠牲にしたとしても、機構の単純化およびレンズ鏡筒の小型化という点で極めて有利となる。

以下、具体的な実施例を用いて、本発明に係るバリフォーカルレンズをより詳細に説明する。

＜実施例１＞
実施例１に係るバリフォーカルレンズのレンズ構成は、図１に示すとおりである。

以下、実施例１について具体的なデータを示す。
下記表１に、本実施例１の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔；表５において同じ）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_dおよびアッベ数ν_dを示す。なお、表１および以下の表５において、各記号に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
なお、下記表１において面番号の左側に＊を付した面は非球面であることを表しており、各非球面は上記非球面式により表される。

また、下記表２に、広角端、中間位置および望遠端における、焦点距離（ｍｍ）、Ｆ値、半画角ω（度）、および上記表１における可変距離（可変１〜４）の値を示す。

また、下記表３に、上記非球面に関する離心率ＫＡおよび３次、４次、５次、６次、７次、８次、９次、１０次の各非球面係数ＲＢ₃、ＲＢ₄、ＲＢ₅、ＲＢ₆、ＲＢ₇、ＲＢ₈、ＲＢ₉、ＲＢ₁₀を示す。

また、下記表４に、実施例１における上記条件式（１）〜（５）の値を示す。

表４から明らかなように、本実施例１に係るバリフォーカルレンズは、上記条件式（１）〜（５）の全てを満足している。

また、図５は、本実施例１に係るバリフォーカルレンズについて、広角端、中間位置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）を示す収差図である。なお、これらの収差図および以下の収差図においてωは半画角を示す。また、球面収差の各収差図は、ｄ線における収差および波長８８０ｎｍにおける収差を示し、非点収差の各収差図は、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における収差を示す（図６において同じ）。
図５から明らかなように、本実施例１に係るバリフォーカルレンズは、各収差を良好に補正し得る高性能なバリフォーカルレンズとされている。

＜実施例２＞
本実施例２に係るバリフォーカルレンズのレンズ構成は図２に示すとおりであり、基本的には実施例１と同様であるが、第１０レンズＬ₁₀が、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズとされている点が異なっている。

以下、実施例２について具体的なデータを示す。
下記表５に、本実施例２の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_dおよびアッベ数ν_dを示す。
なお、下記表５において面番号の左側に＊を付した面は非球面であることを表しており、各非球面は上記非球面式により表される。

また、下記表６に、広角端、中間位置および望遠端における、焦点距離（ｍｍ）、Ｆ値、半画角ω（度）、および上記表５における可変距離（可変１〜４）の値を示す。

また、下記表７に、上記非球面に関する離心率ＫＡおよび３次、４次、５次、６次、７次、８次、９次、１０次の各非球面係数ＲＢ₃、ＲＢ₄、ＲＢ₅、ＲＢ₆、ＲＢ₇、ＲＢ₈、ＲＢ₉、ＲＢ₁₀を示す。

また、下記表８に、実施例２における上記条件式（１）〜（５）の値を示す。

表８から明らかなように、本実施例２に係るバリフォーカルレンズは、上記条件式（１）〜（５）の全てを満足している。

また、図６は、本実施例２に係るバリフォーカルレンズについて、広角端、中間位置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）を示す収差図である。
図６から明らかなように、本実施例２に係るバリフォーカルレンズは、各収差を良好に補正し得る高性能なバリフォーカルレンズとされている。

なお、本発明に係るバリフォーカルレンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上述した各実施例の各レンズ群を構成するレンズの枚数や形状は適宜変更可能である。

実施例１に係るバリフォーカルレンズのレンズ構成図 実施例２に係るバリフォーカルレンズのレンズ構成図 本発明の実施形態に係るバリフォーカルレンズにおける第２レンズ群と第４レンズ群の移動機構を示す一部断面図 本発明の実施形態に係るバリフォーカルレンズの固定筒内面に設けられたカム環の一部展開図 実施例１に係るバリフォーカルレンズの広角端、中間位置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）を示す収差図 実施例２に係るバリフォーカルレンズの広角端、中間位置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）を示す収差図

符号の説明

Ｌ₁〜Ｌ₁₁ レンズ
Ｇ₁〜Ｇ₄ レンズ群
Ｒ₁〜Ｒ₂₁ レンズ面の曲率半径
Ｄ₁〜Ｄ₂₀ 軸上面間隔
Ｘ 光軸
１ 絞り
２ フィルタ部
３ 撮像面
１１ 固定筒
１２ 第１レンズ群枠
１３ 第３レンズ群枠
１４ 直進ガイドバー
１５ 第２レンズ群枠
１５ａ カムピン
１６ 第４レンズ群枠
１６ａ カムピン
２１ 第２レンズ群操作環
２２ 第２レンズ群カム環
２２ａ カム溝
２３ 連結ピン
３１ 第４レンズ群操作環
３２ 第４レンズ群カム環
４２ａ カム溝
４３ 連結ピン

Claims (4)

1. 物体側より順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群を配設してなり、
   広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群を光軸上で固定とし、前記第２レンズ群を光軸に沿って像側へ移動させて変倍を行うとともに、前記第４レンズ群を独立して光軸に沿って移動させることにより変倍に伴う像面の移動の補正を行うことを特徴とするバリフォーカルレンズ。
2. 前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１−１レンズ、正の屈折力を有する第１−２レンズ、および正の屈折力を有する第１−３レンズを配設してなるとともに、前記第１−１レンズおよび前記第１−２レンズは接合レンズを構成し、
   前記第２レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第２−１レンズ、負の屈折力を有する第２−２レンズ、および正の屈折力を有する第２−３レンズを配設してなるとともに、前記第２−２レンズおよび前記第２−３レンズは接合レンズを構成し、
   前記第３レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第３−１レンズ、および物体側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３−２レンズを配設してなるとともに、前記第３−１レンズおよび前記第３−２レンズは接合レンズを構成し、
   前記第４レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第４−１レンズ、負の屈折力を有する第４−２レンズ、および正の屈折力を有する第４−３レンズを配設してなるとともに、前記第４−１レンズ、前記第４−２レンズおよび前記第４−３レンズのいずれかのレンズ面のうちの少なくとも１面は非球面とされたことを特徴とする請求項１記載のバリフォーカルレンズ。
3. 下記条件式（１）および（２）を満足してなることを特徴とする請求項１または２記載のバリフォーカルレンズ。
   ν_1-2 ＞ ７５ ・・・ （１）
   ｎ_2-3 ＞ １．８３ ・・・ （２）
   ただし、
   ν_1-2：第１−２レンズのアッベ数
   ｎ_2-3：第２−３レンズのｄ線における屈折率
4. 以下の条件式（３）〜（５）を満足してなることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載のバリフォーカルレンズ。
   ０．９ ＜ ｌ_a／ｆ₁ ＜ １．５ ・・・ （３）
   １．２ ＜ str／z ＜ ２．５ ・・・ （４）
   chro_880／ｆ₁ ＜ ４．０×１０⁻³ ・・・ （５）
   ただし、
   ｌ_a：第１レンズ群の最も物体側のレンズ前側面頂点から第３レンズ群の最も物体側のレンズ前側面頂点までの間隔
   ｆ₁：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
   str：第２レンズ群の変倍に伴うストローク量
   z：変倍比
   chro_880：第１レンズ群で生じるｄ線を基準としたときの波長880nmにおける軸上色収差

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