JP3927670B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に所謂４群ズームレンズにおいて変倍用の第２群を２つのレンズ群より構成し、変倍に伴う移動量を互いに異ならしめたフローティングを利用して変倍に伴う収差変動を補正し、広角端のＦナンバーが１．７５と大口径でしかも変倍比１６〜４２程度と高変倍比の全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有したテレビカメラや写真用カメラ、そしてビデオカメラ等に好適なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりテレビカメラや写真用カメラ、そしてビデオカメラ等には、大口径、高変倍でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要求されている。このうち特に放送用のカラーテレビカメラでは、操作性、機動性が重視され、その要求に答えて撮像デバイスも最近では２／３インチで２００万画素と高画素化を図ったＣＣＤ（固体撮像素子）が発表されている。このＣＣＤは撮像範囲全体が略均一の解像力を有しているため、これを用いるズームレンズに対しては画面中心から画面周辺まで解像力が略均一であることが要求されている。
【０００３】
ズームレンズのうち物体側から順に合焦用（フォーカス用）の正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴って変動する像面を補正するための正又は負の屈折力の第３群、そして結像用の正の屈折力の第４群の４つのレンズ群より成る所謂４群ズームレンズは、比較的高変倍化及び大口径比化が容易であるため、放送用のカラーテレビカメラに多く用いられている。
【０００４】
４群ズームレンズのうちＦナンバー１．６〜１．８程度、変倍比１３程度の大口径、高変倍の４群ズームレンズが、例えば特開昭５４−１２７３２２号公報で提案されている。又、４群ズームレンズにおいて変倍用の第２群を負の屈折力の２つのレンズ群に分割し、変倍に際して双方のレンズ群間隔を変えて変倍に伴う収差変動を補正するズームレンズが、例えば特開平７−１３０７５号公報で提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ズームレンズにおいて大口径比（Ｆナンバー１．７以上）で高変倍比（変倍比１３以上）で、しかも全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に設定する必要がある。
【０００６】
一般に全変倍範囲にわたり収差変動が少なく高い光学性能を得るには、例えば各レンズ群のレンズ枚数を増加させて収差補正上の自由度を増やすことが必要となってくる。この為、大口径比で高変倍比のズームレンズを達成しようとすると、どうしてもレンズ枚数が増加し、レンズ系全体が大型化してくるという問題点が生じてくる。
【０００７】
又、結像性能に関しては、画面中心の最も像コントラストが良い点、所謂ベスト像面の変倍に伴う変動が問題となってくる。これは主に変倍に伴う球面収差の変動に起因している。
【０００８】
一般に球面収差の変倍に伴う変動は、ズーム比をＺ、広角端の焦点距離をｆｗとすると、図５７に示すように球面収差が０の広角端よりズーム位置ｆｗｍ＝ｆｗ×Ｚ1/4又はｆｍ＝ｆｗ×Ｚ1/2まではガウス像面に対してアンダー（マイナス）傾向となる。そしてズーム位置ｆｗｍ又はｆｍ付近を過ぎるとアンダー量が少なくなり、あるズーム位置で０となり、今度はオーバー（プラス）傾向となる。そしてＦナンバーが大きくなってくる（レンズ系が暗くなってくる）Ｆドロップの始まるズーム位置ｆｄ付近で最もオーバー（プラス）となり、このズーム位置を過ぎると望遠端にかけてオーバー量が少なくなり、望遠端で略０となってくる。
【０００９】
図５８〜図６２は４群ズームレンズにおいて、広角端ｆｗ、中間ｆｗｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/4程度）、中間ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/2）、Ｆドロップのズーム位置ｆＤ、望遠端ｆｔでの第１群（Ｆ）から第３群（Ｃ）までのレンズ系中を光束が通過するときの状態を示す説明図である。
【００１０】
同図に示すように、軸上光線のコンペンセータＣへの入射高は広角端ｆｗから焦点距離ｆｗｍ＝ｆｗ×Ｚ1/4又はズーム位置ｆｍ＝ｆｗ×Ｚ1/2なるズーム位置にかけて急激に低くなる。そしてＦドロップ近傍の焦点距離ｆｄにかけて高くなり、望遠端ｆｔではＦドロップの為にまた低くなる。一方バリエータＶでの軸上光線高は広角端ｆｗから望遠側に向かって徐々に高くなり、Ｆドロップ近傍の焦点距離ｆｄで最高となり、望遠端ｆｔでＦドロップの為に低くなる。まとめると以下の表１のようになる。
【００１１】
【表１】
コンペンセータＣ内では基本的に球面収差は補正不足である。リレーレンズ群において広角端では球面収差が略０となるように補正すると、広角側のズーム位置ｆｗｍ、ｆｍでは、コンペンセータＣでの軸上光線の変化の影響が大きく、広角端ｆｗに対しコンペンセータＣでの軸上光線高が低くなるので、球面収差はアンダーへ変動する。前玉群において望遠端では球面収差が略０となるように補正すると、Ｆドロップのズーム位置ｆｄでは望遠端に対しバリエータＶ、コンペンセータＣでの軸上光線高が高くなるので球面収差の高次成分はオーバーへ変動する。
【００１２】
他方、第３群（コンペンセーター）が正屈折力の場合も、変倍に伴う球面収差の変動は、第３群（コンペンセーター）が負屈折力の場合と同様であり以下の表２にまとめる。
【００１３】
【表２】
コンペンセーターからリレー群にかけて光束が収斂状態になるところが、コンペンセーターが負屈折力の場合と異なるが（不図示）、変倍に応じたバリエーター、コンペンセーターの収差補正状況は同様である。
【００１４】
リレー群において広角端では球面収差が略０となるように補正すると、コンペンセーター内では基本的に球面収差は補正不足であるため、広角側のズーム位置ｆｗｍ、ｆｍでは、コンペンセーターでの軸上光線変化の影響が大きく、広角端ｆｗに対しコンペンセーターでの軸上光線高が低くなるので、球面収差はアンダーへ変動する。前玉群において望遠端では球面収差が略０となるように補正すると、Ｆドロップのズーム位置ｆｄでは望遠端に対し、特に強い負屈折力のバリエーターでの軸上光線高が高くなるのと、このときコンペンセーターでも軸上光線高が最大となりコンペンセーター単独での収差補正のために使用される凹レンズの貼り面の影響で、球面収差の高次成分はオーバーへ変動する。
【００１５】
これら球面収差の変動は、コンペンセーターの屈折力が正負のどちらの場合でも、バリエーターＶ、コンペンセーターＣの屈折力が大きくなる程、顕著になってくる。
【００１６】
特に最近では、ズームレンズの小型軽量化や広画角化、又は高変倍化の要望により、各レンズ群の屈折力を強めてズームレンズを達成しようとすることが試みられている。中でも４群ズームレンズでは、第２群であるバリエータ、第３群であるコンペンセータの屈折力を強めて、それらの移動量を減少させることにより、ズームレンズ全系の小型化を図っており、この為それら移動レンズ群の収差補正上の負担が増加する傾向があった。
【００１７】
特に放送用のズームレンズのように高仕様・高性能を要求されるズームレンズの場合には、バリエータＶとコンペンセータＣを少なくとも１枚の負レンズと正レンズの組合せレンズにより構成している。そして貼合せレンズによる球面収差補正用の発散面を設けたり、媒質の屈折率差をつけて各レンズ群内部の収差補正をしている。
【００１８】
しかしながら球面収差の変倍に伴う変動や高次の色収差等の補正が不十分である為、レンズ枚数を増加させたり、レンズ群の屈折力を弱めたりしていた。この為、ズームレンズのコンパクト化及び高性能化を図るのが大変困難であった。
【００１９】
これに対し先の特開平７−１３０７５号公報の提案では、近軸的に前玉径を小さくする為だけに変倍用の第２群を２つの負の屈折力のレンズ群に分割し、変倍に応じてその間隔を変化させているだけであり、収差補正上の効果については何ら言及していない。
【００２０】
本発明は所謂４群ズームレンズにおいて、変倍用のバリエータ（第２群）にフローティングを適用し、そのレンズ構成、パワー分担等の各要素を適切に設定することによって、変倍に伴う収差変動、特に球面収差の変動を良好に補正し、全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した広角端の大口径比で高変倍比のズームレンズの提供を目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、物体側より順に、変倍の際に固定の正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴う像面変動を補正する第３群、そして固定の正の屈折力の第４群から構成されるズームレンズにおいて、
該第２群は負の屈折力の第２Ａ群と、少なくとも１枚の正レンズを有した正の屈折力の第２Ｂ群の２つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際し該第２Ａ群と該第２Ｂ群は互いに異なった速度で移動しており、該第２Ａ群と該第２Ｂ群の焦点距離を各々ｆ２Ａ、ｆ２Ｂとしたとき、
７．３＜│ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ│＜２７
を満たし、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端と任意のズーム位置における該第２Ａ群と第２Ｂ群との主点間隔を各々ＤＷ、Ｄ、ズーム比をＺとし、広角端から焦点距離ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ１／２）のズーム範囲内の少なくとも一部のズーム位置Ｚ０において、
ＤＷ＜Ｄ
を満たし、
該ズーム位置Ｚ０において該第２Ｂ群と該第３群の３次球面収差係数の総和をＩｍ、該第２Ａ群を固定とし、該第２Ａ群と該第２Ｂ群との位置関係が広角端と同等として、該第３群で像面変動を補正したときの該第２Ｂ群と該第３群の３次球面収差係数の総和をＩｐとしたとき、
Ｉｍ−Ｉｐ＜０
を満たすことを特徴としている。
本発明のテレビカメラは、前述したズームレンズと、ズームレンズより像面側に配置された色分解プリズムを備えている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜図９は、各々本発明の後述する数値実施例１〜９のあるズーム位置におけるレンズ断面図である。
【００２３】
図１０、図１１は本発明のズームレンズにおけるバリエータ（第２群）Ｖとコンペンセータ（第３群）Ｃの近軸屈折力配置の説明図である。図１０は第３群（コンペンセータＣ）が負の屈折力のとき、図１１は第３群（コンペンセータＣ）が正の屈折力のときを示している。
【００２４】
図１２〜図１６は数値実施例１、図１７〜図２１は数値実施例２、図２２〜図２６は数値実施例３、図２７〜図３１は数値実施例４、図３２〜図３６は数値実施例５、図３７〜図４１は数値実施例６、図４２〜図４６は数値実施例７、図４７〜図５１は数値実施例８、図５２〜図５６は数値実施例９の広角端ｆｗ、中間ｆｗｍ、中間ｆｍ、Ｆドロップのズーム位置ｆｄ、望遠端ｆｔの諸収差図である。
【００２５】
図中、Ｆは第１群としての正の屈折力のフォーカス群（前玉レンズ群）である。Ｖは第２群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、負の屈折力の第２Ａ群Ｖａと少なくとも１つの正レンズを有した正の屈折力の第２Ｂ群Ｖｂの２つのレンズ群を有している。広角端から望遠端への変倍に際して、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂの双方を異なった速度で移動させる、所謂フローティングを利用している。Ｃは第３群としての正、又は負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を図１〜図５の数値実施例１〜５では物体側に凸状の軌跡を有するように往復運動し、また、図６〜図９の数値実施例６〜９では物体側へ単調移動している。Ｓは絞り、Ｒは第４群としての正の屈折力のリレー群である。Ｇは色分解プリズムや光学フィルター等であり、同図ではガラスブロックとして示している。
【００２６】
次に本発明のズームレンズの特徴について説明する。
【００２７】
本実施形態では第２群Ｖを２つのレンズ群Ｖａ、Ｖｂに分割し、変倍に伴い双方の移動速度を変化させることによって、双方のレンズ群間隔を縮小、又は拡大させて双方のレンズ群の光線が通過する角度や高さを変化させて変倍に伴う収差変動を補正している。
【００２８】
このとき第２Ａ群と第２Ｂ群の焦点距離を各々ｆ２Ａ、ｆ２Ｂとしたとき
７．３＜｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＜２７……（１）
なる条件を満足するようにしている。
【００２９】
今、広角端の焦点距離をｆｗ、ズーム比（変倍比）をＺとしたとき、球面収差がアンダーとなる中間のズーム位置である焦点距離ｆｗｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/4）と焦点距離ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/2）そして球面収差がオーバーとなるＦドロップが始まる焦点距離ｆｄにおいて、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂの主点間隔Ｄを適切に調整することにより、即ち双方のレンズ群の移動速度を変えることにより変倍に伴う球面収差の変動を良好に補正している。
【００３０】
次に、本発明のズームレンズにおいて第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂを用いてフローティングを行うときの光学的作用を、第３群が負の屈折力の場合について図１０を用いて説明する。
【００３１】
実線で示すズーム位置Ｚ１での近軸光線の第２Ｂ群Ｖｂの高さをｈ、瞳近軸光線の高さをｈＹ、第３群Ｃの高さをＨ、瞳近軸光線の高さをＨＹ、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂとの間隔をＤｗとする。フローティングにより第２Ｂ群Ｖｂを像面側に移動させたときのズーム位置Ｚ２（点線で示す位置）での近軸光線の高さをｈ’、瞳近軸光線の高さをｈＹ’像面補償したときの第３群Ｃの位置を点線で示しており、第３群Ｃへの近軸光線の高さをＨ’、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂとの間隔をＤとしたとき
Ｄｗ＜Ｄ……（２）
となるようにしている。
【００３２】
条件式（２）を満足させるように第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂを移動させることによって変倍に伴う球面収差の変動を良好に補正している。
【００３３】
第２Ｂ群と第３群Ｃへ入射する近軸光線高ｈ、Ｈは移動後の第２Ｂ群Ｖｂと第３群Ｃでの近軸光線高ｈ’、Ｈ’の方が高くなっているので３次の球面収差係数は正の屈折力の第２Ｂ群においてはプラス方向へ、負の屈折力の第３群Ｃにおいてはマイナス方向へ変化する。
【００３４】
今、ズーム位置Ｚ０において第２Ｂ群と第３群の３次球面収差係数の総和をＩｍ、第２Ａ群を固定とし、第２Ａ群と第２Ｂ群との位置関係が広角端と同等（Ｄｗ＝Ｄ）として、第３群で像面変動を補正したときの第２Ｂ群と第３群の３次球面収差係数の総和をＩｐとしたとき
Ｉｍ−Ｉｐ＜０……（３）
なる条件を満足するようにしている。
【００３５】
条件式（３）を満たすことにより球面収差をオーバー側へ補正している。逆にＦドロップ付近では第２Ｂ群Ｖｂと第３群Ｃを点線で示す位置から実線で示す位置の方向へ移動させることによりオーバーの球面収差をアンダー側へ補正している。
【００３６】
また、第２Ｂ群Ｖｂは点線で示すズーム位置Ｚ２では実線で示すズーム位置Ｚ１に対し瞳近軸光線の高さが｜ｈＹ’｜＜｜ｈＹ｜であり、より像面側で屈折されるため、第１群Ｆにおいて｜ｈＦＹ’｜＜｜ｈＦＹ｜となり、前玉径を減少させている。
【００３７】
次に、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂを用いてフローティングを行うときの光学作用について第３群Ｃが正の屈折力の場合について図１１を用いて説明する。
【００３８】
図１１は図１０に比べて第３群Ｃから第４群Ｒへの光束が収斂しているのが図１０と異なるが、そのほか符号等は同様である。第２Ｂ群Ｖｂへの近軸光線高ｈは移動後のズーム位置Ｚ２では高く、また、第３群Ｃへの近軸光線高Ｈは移動後のズーム位置Ｚ２では低くなっているので３次の球面収差係数は、正の屈折力の第２Ｂ群においてはプラス方向へ、正の屈折力の第３群においてはマイナス方向へ変化する。したがって図１０と同等、ズーム位置Ｚ０での第２Ｂ群Ｖｂと第３群Ｃの合成の３次の球面収差係数をＩｍ、第２Ｂ群と第３群の移動後の合成の３次の球面収差係数をＩｐとしたときＩｍ−Ｉｐ＜０（条件式（３））を満たすことにより球面収差をオーバー側へ補正している。
【００３９】
逆にＦドロップ付近では、第２Ｂ群Ｖｂと第３群Ｃを点線で示す位置から実線で示す位置方向へ移動させることによりオーバーの球面収差をアンダー側へ補正している。瞳近軸光線も点線で示す位置では実線で示す位置に対し｜ｈＹ’｜＜｜ｈＹ｜であり、より像面側で屈折されるため、第１群Ｆにおいて｜ｈＦＹ’｜＜｜ｈＦＹ｜となり、前玉径を減少させている。
【００４０】
このように本発明によれば、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂの間隔を変化させ、第３群Ｃを移動させることによる収差変化を利用し、ズーミングの収差変動を抑制している。これによって図５７に点線で示すように従来の実線の球面収差変動を減少させている。
【００４１】
第３群Ｃの屈折力が負（図１０）でも正（図１１）でも、第２Ｂ群の移動後のズーム位置Ｚ２では近軸光線の高さがｈ’＞ｈ、瞳近軸光線の高さが｜ｈＹ’｜＜｜ｈＹ｜となっているので第２Ｂ群の色収差補正を過剰とすることにより軸上色収差をオーバーへ、倍率色収差もオーバーへ変化させることができる。特にズームレンズでは一般的に中間のズーム位置ｆｗｍ、ｆｍでは軸上色収差がアンダー、倍率色収差もアンダーへ変動するので、この変動を補正するのに有効となる。
【００４２】
尚、非点収差、像面湾曲についても、ズームレンズでは中間のズーム位置にてアンダー側へ変動するが、第２Ｂ群の移動後のズーム位置Ｚ２では｜ｈＹ’｜＜｜ｈＹ｜となっているので、オーバー側への補正に有効である。
【００４３】
このとき、本発明では収差補正、前玉径減少を効率よく行うために前述の条件式（１）を満足させるようにしている。
【００４４】
条件式（１）の下限値を超えると、第２Ｂ群の屈折力が強くなりすぎるため、３次球面収差係数の変化量が、第２Ｂ群ではプラス側へ大きくなり、焦点距離ｆｗｍ、ｆｍ近辺で球面収差をオーバー側へ補正する効果が減少してしまう。又、上限値を超えると、第２Ｂ群の屈折力が弱くなりすぎるため、前玉径を減少させる効果が失われたり、像面補償のための第３群の像面側への移動量が減少し、焦点距離ｆｗｍ、ｆｍ近辺で球面収差をオーバー側へ補正する効果が減少してしまう。
【００４５】
本発明のズームレンズは以上の諸条件を満足することによって達成しているが、更に収差補正上、好ましくは次の諸条件のうちの少なくとも１つを満足させるのが良い。
【００４６】
（ａ１）前記第３群は負の屈折力を有し、前記第２Ｂ群の物体側の第１レンズ面と像面側の最終レンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとし
【００４７】
【数３】
とおいたとき
−５．７２＜Ｓ＜−０．６６……（４）
を満足することである。
【００４８】
条件式（４）は第２Ｂ群でのアンダーの球面収差の発生を抑制するもので、これにより第３群の移動を利用してズーミング際の球面収差の変動を補正することが効果的に行える。第２Ａ群から第３群にかけては光束は発散系となっているので、アンダーの球面収差の発生を抑制するためには、曲率半径Ｒｂは凸面を像面側に向けたマイナスの値を持つ。そこで下限値を超えると曲率半径Ｒａも凹面を物体側に向けたマイナスの値を持つようになり、第２Ｂ群全体の屈折力が弱くなり過ぎて良くない。又、上限値を超えると、逆に曲率半径Ｒａが凸面を物体側に向けたプラスの値で小さくなり、第１レンズ面で発生するアンダーの球面収差が増大してくるので良くない。すなわち｜Ｒａ｜＞｜Ｒｂ｜として正の屈折力を持ちながら、アンダーの球面収差の発生を抑制している。
【００４９】
（ａ２）前記第３群は正の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２群と第３群の横倍率は同時にー１倍を有し、前記第２Ｂ群の物体側の第１レンズ面と像面側の最終レンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとし
【００５０】
【数４】
とおいたとき
−５．８８＜Ｓ＜０．６……（５）
を満足することである。
【００５１】
条件式（５）は、条件式（４）と同様、第２Ｂ群でのアンダーの球面収差の発生を抑制するものであるが、特に上限値付近では｜Ｒａ｜＜｜Ｒｂ｜となって条件式（４）とは逆になっている。これは正の屈折力の第３群が変倍にも寄与しており、移動の際の球面収差変化量が大きく、オーバー側への球面収差の補正が容易であるため、第３群が負の屈折力のときよりも第２Ｂ群で発生するアンダーの球面収差を許容できるためである。
【００５２】
（ａ３）前記第２Ｂ群は単一の正レンズＬ２ＢＰより成り、該正レンズＬ２ＢＰの材質のアッベ数をν２Ｂとしたとき
６０＜ν２Ｂ……（６）
を満足することである。
【００５３】
条件式（６）は正の屈折力の第２Ｂ群を像面側へ移動させたときの軸上色収差の変動を抑制するためである。アッベ数ν２Ｂが６０より小さくなり、分散が大きくなると焦点距離ｆｗｍ、ｆｍ近傍で軸上色収差のアンダーへの変動量が大きくなってしまう。
【００５４】
（ａ４）前記第２Ｂ群は正レンズＬ２ＢＰと負レンズＬ２ＢＮとを接合した貼り合わせレンズより成り、該正レンズＬ２ＢＰと負レンズＬ２ＢＮの材質の屈折率を各々Ｎｔ、Ｎｏとすると
Ｎｔ＜Ｎｏ……（７）
を満足することである。
【００５５】
条件式（７）は貼り合わせレンズ面でオーバーの球面収差を発生させ、第２Ｂ群全体で残存しているアンダーの球面収差を打ち消すためである。
【００５６】
（ａ５）前記第２Ｂ群は正レンズＬ２ＢＰと負レンズＬ２ＢＮとを接合した貼り合わせレンズより成り、該正レンズＬ２ＢＰと負レンズＬ２ＢＮの材質のアッベ数を各々νｔ、νｏとすると
１１．５＜νｔ−νｏ……（８）
を満足することである。
【００５７】
条件式（８）は、負レンズＬ２ＢＮの材質の分散を正レンズＬ２ＢＰの材質の分散より大きくして軸上色収差の変動を抑制するためである。
【００５８】
（ａ６）焦点距離ｆｗｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/4Ｚは変倍比）、焦点距離ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/2Ｚは変倍比）、焦点距離ｆｄ（Ｆドロップ開始点のズーム位置）での第２Ａ群と第２Ｂ群の主点間隔をそれぞれＤｗｍ、Ｄｍ、Ｄｄとしたとき、
Ｄｗ＜Ｄｗｍ……（９）
またはＤｗ＜Ｄｍ……（１０）
またはＤｄ＜Ｄｍ……（１１）
を満足させるのが好ましい。これは球面収差が大きくアンダーとなるズーム位置ｆｗｍ、ｆｍや、球面収差がオーバーとなるズーム位置ｆｄについて球面収差を補正するためである。
【００５９】
以上のように、本発明においては、第２群を負の屈折力のレンズ群と正の屈折力の２つのレンズ群で構成し、その相対位置を変化させることで第３群の位置も変化させ、ズーミングによる収差変動を極力抑制できるような移動方法、パワー分担、収差係数、レンズ形状等を所定の条件を満足させるように規定することにより、変倍に伴う収差変動、特に球面収差の変動を良好に補正している。
【００６０】
次に本発明の後述する各数値実施例のレンズ構成の特徴について説明する。尚、以下の説明は数値実施例の各数値を「ｍｍ」単位で表したときのものである。
【００６１】
（実施例１）
図１は本発明の数値実施例１のある広角端におけるレンズ断面図であり物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図１２、１３、１４、１５、１６に示す。
【００６２】
本実施例では１６倍のズーム比を有し広角端の焦点距離が９．０ｍｍ、Ｆ／１．８〜２．７である。
【００６３】
数値実施例１において、ｒ１〜ｒ８は正屈折力のフォーカス用の第１群Ｆである。ｒ９〜ｒ１７は変倍のため、広角端から望遠端にかけて像面側に移動し、途中で合成横倍率−１倍を通過する負屈折力の第２群Ｖである。このうちｒ９〜ｒ１５は負屈折力の第２Ａ群Ｖａ、ｒ１６〜ｒ１７は正屈折力の第２Ｂ群Ｖｂである。ｒ１８〜ｒ２０は変倍に伴う像面変動を補償する第３群Ｃで、広角端から望遠端にかけて物体側に凸状に移動する。ｒ２１は絞りＳである。ｒ２２〜ｒ３８は結像作用を有する第４群Ｒで、ｒ３９、ｒ４０は色分解プリズム、トリミングフィルター等と等価なガラスブロックＰである。
【００６４】
本実施例では、第１群内では、球面収差、軸上色収差の補正のため、負レンズ１枚、正レンズ３枚で構成し、特に負レンズのアッベ数を２５程度と小さくし、正レンズにはアッベ数を８２と大きいものも用いている。
【００６５】
強い負屈折力を有する第２Ａ群は、２枚の凹レンズ（負レンズ）と１枚の接合レンズで構成し、各レンズの屈折率は１．７７以上と高くすることで収差の発生を抑えつつ、接合レンズを構成する凹と凸レンズ（正レンズ）のアッベ数の差を約２４と大きくすることで色消ししている。
【００６６】
第２Ｂ群は凸レンズ（正レンズ）１枚で構成し、アッベ数も約６４と大きくして条件式（６）を満足させ、軸上色収差の変動を抑えている。
【００６７】
負屈折力の第３群は凹と凸レンズの接合レンズで構成し、各レンズの材質の屈折率は１．７８以上と高くすることで収差の発生を抑えつつ、凸レンズの材質のアッベ数を約２４と小さくし、接合レンズを構成する凹と凸レンズの材質のアッベ数の差を約２０と大きくすることで色消ししている。
【００６８】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝１０．２８（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．１８８（…条件式（３））とし、Ｓ＝−１．７６とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（４）を満足させている。そしてＤｗ＝１１．４０、Ｄｗｍ＝１７．６１、Ｄｍ＝２１．７８、Ｄｄ＝１３．６６として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００６９】
これによって図１２、１３、１４、１５、１６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００７０】
（実施例２）
図２は本発明の数値実施例２の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図１７、１８、１９、２０、２１に示す。
【００７１】
本実施例では、数値実施例１と同様の仕様、構成であるが第２Ｂ群を接合レンズで構成しているところが異なる。
【００７２】
第２Ｂ群を凸レンズと凹レンズの接合レンズとし、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．５１８２、νｔ＝６４、２、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．５７３６、νｏ＝５０．８とし条件式（７）、（８）を満足させている。
【００７３】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝１８．７４（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．１６４（…条件式（３））とし、Ｓ＝−２．８０とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（４）を満足させている。そしてＤｗ＝１６．００、Ｄｗｍ＝２４．２６、Ｄｍ＝２８．１５、Ｄｄ＝１６．７７として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００７４】
これによって図１７、１８、１９、２０、２１に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
（実施例３）
図３は本発明の数値実施例３の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図２２、２３、２４、２５、２６に示す。
【００７５】
本実施例では、数値実施例２と同様の仕様、構成であるが、第２Ｂ群の接合レンズを物体側から凹、凸レンズの順に構成しているところが異なる。
【００７６】
第２Ｂ群で、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．５１９７、νｏ＝５２．４、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．５１８２、νｔ＝６４．２とし屈折率はほぼ同等でＮｏ≒Ｎｔであるが、条件式（８）を満足させている。
【００７７】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝２６．９３（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．１１９（…条件式（３））とし、Ｓ＝−５．５６とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（４）を満足させている。そしてＤｗ＝１７．５０、Ｄｗｍ＝２６．１０、Ｄｍ＝３１．５５、Ｄｄ＝２０．５５として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００７８】
これによって図２２、２３、２４、２５、２６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００７９】
（実施例４）
図４は本発明の数値実施例４の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図２７、２８、２９、３０、３１に示す。
【００８０】
本実施例では、１５倍のズーム比を有し、広角端の焦点距離が９．０ｍｍ、Ｆ／１．８〜２．６であり、構成は数値実施例２と同様である。
【００８１】
第２Ｂ群では、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．８３９３、νｏ＝３７．２と高屈折率、高分散とし、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．４８９１、νｔ＝７０．２と低屈折率、低分散とし条件式（７）、（８）を満足させている。そしてｒ１６面に非球面を設けて収差変動を補正している。
【００８２】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝７．３２３（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−１．３６５（…条件式（３））としている。接合面により球面収差をオーバーにする効果と、非球面により自由度が増加したことによってＳ＝−０．６８（…条件式（４））としてｒ１６面（＝Ｒａ）を物体側に凸面を向けた両凸形状としても球面収差を補正できている。そしてＤｗ＝１１．４０、Ｄｗｍ＝１７．１６、Ｄｍ＝１８．５０、Ｄｄ＝１４．２２として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００８３】
これによって図２７、２８、２９、３０、３１に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００８４】
（実施例５）
図５は本発明の数値実施例５の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図３２、３３、３４、３５、３６に示す。
【００８５】
本実施例では、数値実施例２と同様の仕様、構成であるが、第２Ｂ群を接合レンズではなく凸と凹の単レンズ２枚で構成しているところが異なる。
【００８６】
第２Ｂ群の、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．５１８２、νｔ＝６４．２、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．５１９７、νｏ＝５２．４とし、屈折率はほぼ同等でＮｏ≒Ｎｔであるが、条件式（８）を満足させている。
【００８７】
このときパワー分担は数値実施例２と同様の｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝１８．７４（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．２０３（…条件式（３））としている。そしてＳ＝−５．７１（…条件式（４））として第２Ｂ群の両端のｒ１６面、ｒ１９面をマイナスとすると共に、凹レンズのｒ１８面の曲率半径をｒ１７面より小さくして第２Ｂ群内のアンダーの球面収差を抑制している。そしてＤｗ＝１３．５０、Ｄｗｍ＝２０．７８、Ｄｍ＝２４．２８、Ｄｄ＝１４．５１として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００８８】
これによって図３２、３３、３４、３５、３６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００８９】
（実施例６）
図６は本発明の数値実施例６のある広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が１０.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図３７、３８、３９、４０、４１に示す。
【００９０】
本実施例では、４２倍のズーム比を有し、広角端の焦点距離が９．０ｍｍ、Ｆ／１．７５〜２．９である。
【００９１】
ｒ１〜ｒ８は正屈折力のフォーカス用の第１群Ｆである。ｒ９〜ｒ１７は変倍のための第２群Ｖで、そのうちｒ９〜ｒ１５は負屈折力の第２Ａ群Ｖａ、ｒ１６〜ｒ１７は正屈折力の第２Ｂ群Ｖｂである。ｒ１８〜ｒ２４は正屈折力の第３群Ｃで変倍に伴う像面変動を補償すると共に変倍作用も有し、広角端から望遠端にかけて物体側に単調に移動する。広角端から望遠端にかけて第２群の合成横倍率と第３群の横倍率は同時に−１倍を有する。ｒ２５は絞りＳである。ｒ２６〜ｒ４１は結像作用を有する第４群Ｒで、ｒ４２、ｒ４３は色分解プリズム、トリミングフィルター等と等価なガラスブロックＰである。
【００９２】
本実施例では、望遠端の焦点距離ｆｔが３７８ｍｍと非常に大きいので、第１群内では、球面収差、軸上色収差を補正するため、負レンズ１枚、正レンズ３枚で構成し、特に負レンズの材質のアッベ数を２７．５程度と小さくし、２枚の正レンズにはアッベ数が９５．１と非常に大きいガラスを用いている。
【００９３】
強い負屈折力を有する第２Ａ群は、２枚の凹レンズと１枚の接合レンズで構成し、各レンズの屈折率は１．７７以上と高くすることで収差の発生を抑えつつ、接合レンズを構成する凹と凸レンズの材質のアッベ数の差を約２８と大きくすることで色消ししている。
【００９４】
第２Ｂ群は凸レンズ１枚で構成し、アッベ数も約７０．２と大きいガラスを用いて条件式（６）を満足させ、軸上色収差の補正を考慮している。
【００９５】
正屈折力の第３群は凸レンズ２枚と凹と凸レンズの接合レンズで構成し、凸レンズの材質に屈折率が１．４８９、アッベ数が８１．２と低屈折率、低分散のガラス、凹レンズの材質に屈折率が１．８５５、アッベ数が２３．８と高屈折率、高分散のガラスも使用して球面収差、軸上色収差の補正を考慮している。
【００９６】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝２６．７０（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．２７１（…条件式（３））とし、Ｓ＝−５．７１とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（５）を満足させている。そしてＤｗ＝２３．００、Ｄｗｍ＝７８．８５、Ｄｍ＝８６．５０、Ｄｄ＝４０．０８として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００９７】
これによって図３７、３８、３９、４０、４１に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００９８】
（実施例７）
図７は本発明の数値実施例７の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が１０.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図４２、４３、４４、４５、４６に示す。
【００９９】
本実施例では、４０倍のズーム比を有し、広角端の焦点距離が９．０ｍｍ、Ｆ／１．７５〜２．９である。
【０１００】
構成は数値実施例６と同様であるが第２Ｂ群を接合レンズで構成しているところが異なる。
【０１０１】
第２Ｂ群を凸と凹の接合レンズとし、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．４８９１、νｔ＝７０．２凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．８１２６、νｏ＝２５．４とし条件式（７）、（８）を満足させている。
【０１０２】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝８．３７（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．３６６とし条件式（３）を満足させ、Ｓ＝−１．３２とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（５）を満足させている。そしてＤｗ＝２０．００、Ｄｗｍ＝５２．１８、Ｄｍ＝４３．２９、Ｄｄ＝２０．８５として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【０１０３】
これによって図４２、４３、４４、４５、４６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【０１０４】
（実施例８）
図８は本発明の数値実施例８の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が１０.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図４７、４８、４９、５０、５１に示す。
【０１０５】
本実施例では、数値実施例６と同様の仕様、構成であるが、第２Ｂ群を物体側から凹と凸の接合レンズとしているところが異なる。
【０１０６】
第２Ｂ群で、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．７７６２、νｏ＝４９．６凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．５１８２、νｔ＝６４．２とし条件式（７）、（８）を満足させている。
【０１０７】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝１０．８９（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．２４３とし条件式（３）を満足させ、Ｓ＝−０．６０とｒ１６面が物体側にゆるい凸面を向けた両凸形状とし条件式（５）を満足させている。そしてＤｗ＝１８．００、Ｄｗｍ＝４４．８３、Ｄｍ＝３５．７４、Ｄｄ＝１８．６３として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【０１０８】
これによって図４７、４８、４９、５０、５１に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【０１０９】
（実施例９）
図９は本発明の数値実施例９の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が１０.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図５２、５３、５４、５５、５６に示す。
【０１１０】
本実施例では、数値実施例８と同様の仕様、構成であるが、第２Ｂ群の両端ｒ１６面、ｒ１８面に非球面を使用しているところが異なる。
【０１１１】
数値実施例８と同様、第２Ｂ群で条件式（７）、（８）を満足させている。
【０１１２】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝９．８８（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．２６０とし条件式（３）を満足させている。非球面を２面に使用して収差補正の自由度が増加したため、Ｓ＝０．６０（…条件式（５））と両凸でしかもｒ１６面の曲率半径をｒ１８面の曲率半径より小さくしても球面収差を補正できている。そしてＤｗ＝１３．５０、Ｄｗｍ＝３３．６７、Ｄｍ＝３１．１２、Ｄｄ＝１４．９２として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【０１１３】
これによって図５２、５３、５４、５５、５６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【０１１４】
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは、物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスのｅ線に対する屈折率と、アッベ数である。
【０１１５】
また前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表３に示す。
【０１１６】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを各々非球面係数としたとき
【０１１７】
【数５】
なる式で表している。
【０１１８】
【外１】
【０１１９】
【外２】
【０１２０】
【外３】
【０１２１】
【外４】
【０１２２】
【外５】
【０１２３】
【外６】
【０１２４】
【外７】
【０１２５】
【外８】
【０１２６】
【外９】
【０１２７】
【表３】
【０１２８】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、所謂４群ズームレンズにおいて、変倍用のバリエータ（第２群）にフローティングを適用し、そのレンズ構成、パワー分担等の各要素を適切に設定することによって、変倍に伴う収差変動、特に球面収差の変動を良好に補正し、全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した広角端の大口径比で高変倍比のズームレンズを達成することができる。
【０１２９】
特に本発明は、第２群を負屈折力の第２Ａ群と正屈折力の第２Ｂ群の２群で構成し、その相対位置を変化させることで第３群の位置も変化させズーミングによる収差変動を極力抑制できるような移動方法、パワー分担、収差係数、レンズ形状等を所定の条件を満足させるように規定することにより、変倍に伴う収差変動、特に球面収差の変動を良好に補正できる効果がある。
【０１３０】
また、広角側のズーム位置において正屈折力の第２Ｂ群を第２Ａ群に対し、より大きく像面側に移動させることにより、中間のズーム位置（ｆｗｍ、ｆｍ）での軸上色収差、倍率色収差、非点収差、像面湾曲等が補正可能となり、かつ第１群での軸外主光線の高さを低くすることができるので、前玉径の減少を可能にし軽量コンパクト化も可能となる。さらに本発明による収差補正上の余裕を各レンズ群の屈折力を強めることやレンズ枚数の減少に振り向ければレンズ系の軽量、コンパクト化も可能となる。等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面図
【図２】 本発明の数値実施例２の広角端のレンズ断面図
【図３】 本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面図
【図４】 本発明の数値実施例４の広角端のレンズ断面図
【図５】 本発明の数値実施例５の広角端のレンズ断面図
【図６】 本発明の数値実施例６の広角端のレンズ断面図
【図７】 本発明の数値実施例７の広角端のレンズ断面図
【図８】 本発明の数値実施例８の広角端のレンズ断面図
【図９】 本発明の数値実施例９の広角端のレンズ断面図
【図１０】 本発明のズームレンズの近軸屈折力配置の説明図
【図１１】 本発明のズームレンズの近軸屈折力配置の説明図
【図１２】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｗの収差図
【図１３】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図１４】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｍの収差図
【図１５】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｄの収差図
【図１６】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｔの収差図
【図１７】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｗの収差図
【図１８】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図１９】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｍの収差図
【図２０】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｄの収差図
【図２１】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｔの収差図
【図２２】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｗの収差図
【図２３】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図２４】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｍの収差図
【図２５】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｄの収差図
【図２６】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｔの収差図
【図２７】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｗの収差図
【図２８】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図２９】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｍの収差図
【図３０】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｄの収差図
【図３１】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｔの収差図
【図３２】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｗの収差図
【図３３】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図３４】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｍの収差図
【図３５】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｄの収差図
【図３６】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｔの収差図
【図３７】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｗの収差図
【図３８】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図３９】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｍの収差図
【図４０】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｄの収差図
【図４１】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｔの収差図
【図４２】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｗの収差図
【図４３】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図４４】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｍの収差図
【図４５】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｄの収差図
【図４６】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｔの収差図
【図４７】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｗの収差図
【図４８】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図４９】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｍの収差図
【図５０】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｄの収差図
【図５１】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｔの収差図
【図５２】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｗの収差図
【図５３】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図５４】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｍの収差図
【図５５】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｄの収差図
【図５６】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｔの収差図
【図５７】 球面収差の変倍による変動の説明図
【図５８】 本発明における焦点距離ｆｗの変倍中の軸上光線の説明図
【図５９】 本発明における焦点距離ｆｗｍの変倍中の軸上光線の説明図
【図６０】 本発明における焦点距離ｆｍの変倍中の軸上光線の説明図
【図６１】 本発明における焦点距離ｆｄの変倍中の軸上光線の説明図
【図６２】 本発明における焦点距離ｆｔの変倍中の軸上光線の説明図
【符号の説明】
Ｆ 第１群
Ｖ 第２群
Ｖａ 第２Ａ群
Ｖｂ 第２Ｂ群
Ｃ 第３群
Ｒ 第４群
Ｓ 絞り
ｅ ｅ線
ｇ ｇ線
Ｓ サジタル像面
Ｍ メリディオナル像面
Ｇ ガラスブロック
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に所謂４群ズームレンズにおいて変倍用の第２群を２つのレンズ群より構成し、変倍に伴う移動量を互いに異ならしめたフローティングを利用して変倍に伴う収差変動を補正し、広角端のＦナンバーが１．７５と大口径でしかも変倍比１６〜４２程度と高変倍比の全変倍範囲にわたり良好なる光学性能を有したテレビカメラや写真用カメラ、そしてビデオカメラ等に好適なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりテレビカメラや写真用カメラ、そしてビデオカメラ等には、大口径、高変倍でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要求されている。このうち特に放送用のカラーテレビカメラでは、操作性、機動性が重視され、その要求に答えて撮像デバイスも最近では２／３インチで２００万画素と高画素化を図ったＣＣＤ（固体撮像素子）が発表されている。このＣＣＤは撮像範囲全体が略均一の解像力を有しているため、これを用いるズームレンズに対しては画面中心から画面周辺まで解像力が略均一であることが要求されている。
【０００３】
ズームレンズのうち物体側から順に合焦用（フォーカス用）の正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴って変動する像面を補正するための正又は負の屈折力の第３群、そして結像用の正の屈折力の第４群の４つのレンズ群より成る所謂４群ズームレンズは、比較的高変倍化及び大口径比化が容易であるため、放送用のカラーテレビカメラに多く用いられている。
【０００４】
４群ズームレンズのうちＦナンバー１．６〜１．８程度、変倍比１３程度の大口径、高変倍の４群ズームレンズが、例えば特開昭５４−１２７３２２号公報で提案されている。又、４群ズームレンズにおいて変倍用の第２群を負の屈折力の２つのレンズ群に分割し、変倍に際して双方のレンズ群間隔を変えて変倍に伴う収差変動を補正するズームレンズが、例えば特開平７−１３０７５号公報で提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ズームレンズにおいて大口径比（Ｆナンバー１．７以上）で高変倍比（変倍比１３以上）で、しかも全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に設定する必要がある。
【０００６】
一般に全変倍範囲にわたり収差変動が少なく高い光学性能を得るには、例えば各レンズ群のレンズ枚数を増加させて収差補正上の自由度を増やすことが必要となってくる。この為、大口径比で高変倍比のズームレンズを達成しようとすると、どうしてもレンズ枚数が増加し、レンズ系全体が大型化してくるという問題点が生じてくる。
【０００７】
又、結像性能に関しては、画面中心の最も像コントラストが良い点、所謂ベスト像面の変倍に伴う変動が問題となってくる。これは主に変倍に伴う球面収差の変動に起因している。
【０００８】
一般に球面収差の変倍に伴う変動は、ズーム比をＺ、広角端の焦点距離をｆｗとすると、図５７に示すように球面収差が０の広角端よりズーム位置ｆｗｍ＝ｆｗ×Ｚ1/4又はｆｍ＝ｆｗ×Ｚ1/2まではガウス像面に対してアンダー（マイナス）傾向となる。そしてズーム位置ｆｗｍ又はｆｍ付近を過ぎるとアンダー量が少なくなり、あるズーム位置で０となり、今度はオーバー（プラス）傾向となる。そしてＦナンバーが大きくなってくる（レンズ系が暗くなってくる）Ｆドロップの始まるズーム位置ｆｄ付近で最もオーバー（プラス）となり、このズーム位置を過ぎると望遠端にかけてオーバー量が少なくなり、望遠端で略０となってくる。
【０００９】
図５８〜図６２は４群ズームレンズにおいて、広角端ｆｗ、中間ｆｗｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/4程度）、中間ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/2）、Ｆドロップのズーム位置ｆＤ、望遠端ｆｔでの第１群（Ｆ）から第３群（Ｃ）までのレンズ系中を光束が通過するときの状態を示す説明図である。
【００１０】
同図に示すように、軸上光線のコンペンセータＣへの入射高は広角端ｆｗから焦点距離ｆｗｍ＝ｆｗ×Ｚ1/4又はズーム位置ｆｍ＝ｆｗ×Ｚ1/2なるズーム位置にかけて急激に低くなる。そしてＦドロップ近傍の焦点距離ｆｄにかけて高くなり、望遠端ｆｔではＦドロップの為にまた低くなる。一方バリエータＶでの軸上光線高は広角端ｆｗから望遠側に向かって徐々に高くなり、Ｆドロップ近傍の焦点距離ｆｄで最高となり、望遠端ｆｔでＦドロップの為に低くなる。まとめると以下の表１のようになる。
【００１１】
【表１】
【００１２】
他方、第３群（コンペンセーター）が正屈折力の場合も、変倍に伴う球面収差の変動は、第３群（コンペンセーター）が負屈折力の場合と同様であり以下の表２にまとめる。
【００１３】
【表２】
【００１４】
リレー群において広角端では球面収差が略０となるように補正すると、コンペンセーター内では基本的に球面収差は補正不足であるため、広角側のズーム位置ｆｗｍ、ｆｍでは、コンペンセーターでの軸上光線変化の影響が大きく、広角端ｆｗに対しコンペンセーターでの軸上光線高が低くなるので、球面収差はアンダーへ変動する。前玉群において望遠端では球面収差が略０となるように補正すると、Ｆドロップのズーム位置ｆｄでは望遠端に対し、特に強い負屈折力のバリエーターでの軸上光線高が高くなるのと、このときコンペンセーターでも軸上光線高が最大となりコンペンセーター単独での収差補正のために使用される凹レンズの貼り面の影響で、球面収差の高次成分はオーバーへ変動する。
【００１５】
これら球面収差の変動は、コンペンセーターの屈折力が正負のどちらの場合でも、バリエーターＶ、コンペンセーターＣの屈折力が大きくなる程、顕著になってくる。
【００１６】
特に最近では、ズームレンズの小型軽量化や広画角化、又は高変倍化の要望により、各レンズ群の屈折力を強めてズームレンズを達成しようとすることが試みられている。中でも４群ズームレンズでは、第２群であるバリエータ、第３群であるコンペンセータの屈折力を強めて、それらの移動量を減少させることにより、ズームレンズ全系の小型化を図っており、この為それら移動レンズ群の収差補正上の負担が増加する傾向があった。
【００１７】
特に放送用のズームレンズのように高仕様・高性能を要求されるズームレンズの場合には、バリエータＶとコンペンセータＣを少なくとも１枚の負レンズと正レンズの組合せレンズにより構成している。そして貼合せレンズによる球面収差補正用の発散面を設けたり、媒質の屈折率差をつけて各レンズ群内部の収差補正をしている。
【００１８】
しかしながら球面収差の変倍に伴う変動や高次の色収差等の補正が不十分である為、レンズ枚数を増加させたり、レンズ群の屈折力を弱めたりしていた。この為、ズームレンズのコンパクト化及び高性能化を図るのが大変困難であった。
【００１９】
これに対し先の特開平７−１３０７５号公報の提案では、近軸的に前玉径を小さくする為だけに変倍用の第２群を２つの負の屈折力のレンズ群に分割し、変倍に応じてその間隔を変化させているだけであり、収差補正上の効果については何ら言及していない。
【００２０】
本発明は所謂４群ズームレンズにおいて、変倍用のバリエータ（第２群）にフローティングを適用し、そのレンズ構成、パワー分担等の各要素を適切に設定することによって、変倍に伴う収差変動、特に球面収差の変動を良好に補正し、全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した広角端の大口径比で高変倍比のズームレンズの提供を目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、物体側より順に、変倍の際に固定の正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴う像面変動を補正する第３群、そして固定の正の屈折力の第４群から構成されるズームレンズにおいて、
該第２群は負の屈折力の第２Ａ群と、少なくとも１枚の正レンズを有した正の屈折力の第２Ｂ群の２つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際し該第２Ａ群と該第２Ｂ群は互いに異なった速度で移動しており、該第２Ａ群と該第２Ｂ群の焦点距離を各々ｆ２Ａ、ｆ２Ｂとしたとき、
７．３＜│ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ│＜２７
を満たし、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端と任意のズーム位置における該第２Ａ群と第２Ｂ群との主点間隔を各々ＤＷ、Ｄ、ズーム比をＺとし、広角端から焦点距離ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ１／２）のズーム範囲内の少なくとも一部のズーム位置Ｚ０において、
ＤＷ＜Ｄ
を満たし、
該ズーム位置Ｚ０において該第２Ｂ群と該第３群の３次球面収差係数の総和をＩｍ、該第２Ａ群を固定とし、該第２Ａ群と該第２Ｂ群との位置関係が広角端と同等として、該第３群で像面変動を補正したときの該第２Ｂ群と該第３群の３次球面収差係数の総和をＩｐとしたとき、
Ｉｍ−Ｉｐ＜０
を満たすことを特徴としている。
本発明のテレビカメラは、前述したズームレンズと、ズームレンズより像面側に配置された色分解プリズムを備えている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜図９は、各々本発明の後述する数値実施例１〜９のあるズーム位置におけるレンズ断面図である。
【００２３】
図１０、図１１は本発明のズームレンズにおけるバリエータ（第２群）Ｖとコンペンセータ（第３群）Ｃの近軸屈折力配置の説明図である。図１０は第３群（コンペンセータＣ）が負の屈折力のとき、図１１は第３群（コンペンセータＣ）が正の屈折力のときを示している。
【００２４】
図１２〜図１６は数値実施例１、図１７〜図２１は数値実施例２、図２２〜図２６は数値実施例３、図２７〜図３１は数値実施例４、図３２〜図３６は数値実施例５、図３７〜図４１は数値実施例６、図４２〜図４６は数値実施例７、図４７〜図５１は数値実施例８、図５２〜図５６は数値実施例９の広角端ｆｗ、中間ｆｗｍ、中間ｆｍ、Ｆドロップのズーム位置ｆｄ、望遠端ｆｔの諸収差図である。
【００２５】
図中、Ｆは第１群としての正の屈折力のフォーカス群（前玉レンズ群）である。Ｖは第２群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、負の屈折力の第２Ａ群Ｖａと少なくとも１つの正レンズを有した正の屈折力の第２Ｂ群Ｖｂの２つのレンズ群を有している。広角端から望遠端への変倍に際して、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂの双方を異なった速度で移動させる、所謂フローティングを利用している。Ｃは第３群としての正、又は負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を図１〜図５の数値実施例１〜５では物体側に凸状の軌跡を有するように往復運動し、また、図６〜図９の数値実施例６〜９では物体側へ単調移動している。Ｓは絞り、Ｒは第４群としての正の屈折力のリレー群である。Ｇは色分解プリズムや光学フィルター等であり、同図ではガラスブロックとして示している。
【００２６】
次に本発明のズームレンズの特徴について説明する。
【００２７】
本実施形態では第２群Ｖを２つのレンズ群Ｖａ、Ｖｂに分割し、変倍に伴い双方の移動速度を変化させることによって、双方のレンズ群間隔を縮小、又は拡大させて双方のレンズ群の光線が通過する角度や高さを変化させて変倍に伴う収差変動を補正している。
【００２８】
このとき第２Ａ群と第２Ｂ群の焦点距離を各々ｆ２Ａ、ｆ２Ｂとしたとき
７．３＜｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＜２７……（１）
なる条件を満足するようにしている。
【００２９】
今、広角端の焦点距離をｆｗ、ズーム比（変倍比）をＺとしたとき、球面収差がアンダーとなる中間のズーム位置である焦点距離ｆｗｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/4）と焦点距離ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/2）そして球面収差がオーバーとなるＦドロップが始まる焦点距離ｆｄにおいて、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂの主点間隔Ｄを適切に調整することにより、即ち双方のレンズ群の移動速度を変えることにより変倍に伴う球面収差の変動を良好に補正している。
【００３０】
次に、本発明のズームレンズにおいて第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂを用いてフローティングを行うときの光学的作用を、第３群が負の屈折力の場合について図１０を用いて説明する。
【００３１】
実線で示すズーム位置Ｚ１での近軸光線の第２Ｂ群Ｖｂの高さをｈ、瞳近軸光線の高さをｈＹ、第３群Ｃの高さをＨ、瞳近軸光線の高さをＨＹ、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂとの間隔をＤｗとする。フローティングにより第２Ｂ群Ｖｂを像面側に移動させたときのズーム位置Ｚ２（点線で示す位置）での近軸光線の高さをｈ’、瞳近軸光線の高さをｈＹ’像面補償したときの第３群Ｃの位置を点線で示しており、第３群Ｃへの近軸光線の高さをＨ’、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂとの間隔をＤとしたとき
Ｄｗ＜Ｄ……（２）
となるようにしている。
【００３２】
条件式（２）を満足させるように第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂを移動させることによって変倍に伴う球面収差の変動を良好に補正している。
【００３３】
第２Ｂ群と第３群Ｃへ入射する近軸光線高ｈ、Ｈは移動後の第２Ｂ群Ｖｂと第３群Ｃでの近軸光線高ｈ’、Ｈ’の方が高くなっているので３次の球面収差係数は正の屈折力の第２Ｂ群においてはプラス方向へ、負の屈折力の第３群Ｃにおいてはマイナス方向へ変化する。
【００３４】
今、ズーム位置Ｚ０において第２Ｂ群と第３群の３次球面収差係数の総和をＩｍ、第２Ａ群を固定とし、第２Ａ群と第２Ｂ群との位置関係が広角端と同等（Ｄｗ＝Ｄ）として、第３群で像面変動を補正したときの第２Ｂ群と第３群の３次球面収差係数の総和をＩｐとしたとき
Ｉｍ−Ｉｐ＜０……（３）
なる条件を満足するようにしている。
【００３５】
条件式（３）を満たすことにより球面収差をオーバー側へ補正している。逆にＦドロップ付近では第２Ｂ群Ｖｂと第３群Ｃを点線で示す位置から実線で示す位置の方向へ移動させることによりオーバーの球面収差をアンダー側へ補正している。
【００３６】
また、第２Ｂ群Ｖｂは点線で示すズーム位置Ｚ２では実線で示すズーム位置Ｚ１に対し瞳近軸光線の高さが｜ｈＹ’｜＜｜ｈＹ｜であり、より像面側で屈折されるため、第１群Ｆにおいて｜ｈＦＹ’｜＜｜ｈＦＹ｜となり、前玉径を減少させている。
【００３７】
次に、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂを用いてフローティングを行うときの光学作用について第３群Ｃが正の屈折力の場合について図１１を用いて説明する。
【００３８】
図１１は図１０に比べて第３群Ｃから第４群Ｒへの光束が収斂しているのが図１０と異なるが、そのほか符号等は同様である。第２Ｂ群Ｖｂへの近軸光線高ｈは移動後のズーム位置Ｚ２では高く、また、第３群Ｃへの近軸光線高Ｈは移動後のズーム位置Ｚ２では低くなっているので３次の球面収差係数は、正の屈折力の第２Ｂ群においてはプラス方向へ、正の屈折力の第３群においてはマイナス方向へ変化する。したがって図１０と同等、ズーム位置Ｚ０での第２Ｂ群Ｖｂと第３群Ｃの合成の３次の球面収差係数をＩｍ、第２Ｂ群と第３群の移動後の合成の３次の球面収差係数をＩｐとしたときＩｍ−Ｉｐ＜０（条件式（３））を満たすことにより球面収差をオーバー側へ補正している。
【００３９】
逆にＦドロップ付近では、第２Ｂ群Ｖｂと第３群Ｃを点線で示す位置から実線で示す位置方向へ移動させることによりオーバーの球面収差をアンダー側へ補正している。瞳近軸光線も点線で示す位置では実線で示す位置に対し｜ｈＹ’｜＜｜ｈＹ｜であり、より像面側で屈折されるため、第１群Ｆにおいて｜ｈＦＹ’｜＜｜ｈＦＹ｜となり、前玉径を減少させている。
【００４０】
このように本発明によれば、第２Ａ群Ｖａと第２Ｂ群Ｖｂの間隔を変化させ、第３群Ｃを移動させることによる収差変化を利用し、ズーミングの収差変動を抑制している。これによって図５７に点線で示すように従来の実線の球面収差変動を減少させている。
【００４１】
第３群Ｃの屈折力が負（図１０）でも正（図１１）でも、第２Ｂ群の移動後のズーム位置Ｚ２では近軸光線の高さがｈ’＞ｈ、瞳近軸光線の高さが｜ｈＹ’｜＜｜ｈＹ｜となっているので第２Ｂ群の色収差補正を過剰とすることにより軸上色収差をオーバーへ、倍率色収差もオーバーへ変化させることができる。特にズームレンズでは一般的に中間のズーム位置ｆｗｍ、ｆｍでは軸上色収差がアンダー、倍率色収差もアンダーへ変動するので、この変動を補正するのに有効となる。
【００４２】
尚、非点収差、像面湾曲についても、ズームレンズでは中間のズーム位置にてアンダー側へ変動するが、第２Ｂ群の移動後のズーム位置Ｚ２では｜ｈＹ’｜＜｜ｈＹ｜となっているので、オーバー側への補正に有効である。
【００４３】
このとき、本発明では収差補正、前玉径減少を効率よく行うために前述の条件式（１）を満足させるようにしている。
【００４４】
条件式（１）の下限値を超えると、第２Ｂ群の屈折力が強くなりすぎるため、３次球面収差係数の変化量が、第２Ｂ群ではプラス側へ大きくなり、焦点距離ｆｗｍ、ｆｍ近辺で球面収差をオーバー側へ補正する効果が減少してしまう。又、上限値を超えると、第２Ｂ群の屈折力が弱くなりすぎるため、前玉径を減少させる効果が失われたり、像面補償のための第３群の像面側への移動量が減少し、焦点距離ｆｗｍ、ｆｍ近辺で球面収差をオーバー側へ補正する効果が減少してしまう。
【００４５】
本発明のズームレンズは以上の諸条件を満足することによって達成しているが、更に収差補正上、好ましくは次の諸条件のうちの少なくとも１つを満足させるのが良い。
【００４６】
（ａ１）前記第３群は負の屈折力を有し、前記第２Ｂ群の物体側の第１レンズ面と像面側の最終レンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとし
【００４７】
【数３】
−５．７２＜Ｓ＜−０．６６……（４）
を満足することである。
【００４８】
条件式（４）は第２Ｂ群でのアンダーの球面収差の発生を抑制するもので、これにより第３群の移動を利用してズーミング際の球面収差の変動を補正することが効果的に行える。第２Ａ群から第３群にかけては光束は発散系となっているので、アンダーの球面収差の発生を抑制するためには、曲率半径Ｒｂは凸面を像面側に向けたマイナスの値を持つ。そこで下限値を超えると曲率半径Ｒａも凹面を物体側に向けたマイナスの値を持つようになり、第２Ｂ群全体の屈折力が弱くなり過ぎて良くない。又、上限値を超えると、逆に曲率半径Ｒａが凸面を物体側に向けたプラスの値で小さくなり、第１レンズ面で発生するアンダーの球面収差が増大してくるので良くない。すなわち｜Ｒａ｜＞｜Ｒｂ｜として正の屈折力を持ちながら、アンダーの球面収差の発生を抑制している。
【００４９】
（ａ２）前記第３群は正の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２群と第３群の横倍率は同時にー１倍を有し、前記第２Ｂ群の物体側の第１レンズ面と像面側の最終レンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとし
【００５０】
【数４】
−５．８８＜Ｓ＜０．６……（５）
を満足することである。
【００５１】
条件式（５）は、条件式（４）と同様、第２Ｂ群でのアンダーの球面収差の発生を抑制するものであるが、特に上限値付近では｜Ｒａ｜＜｜Ｒｂ｜となって条件式（４）とは逆になっている。これは正の屈折力の第３群が変倍にも寄与しており、移動の際の球面収差変化量が大きく、オーバー側への球面収差の補正が容易であるため、第３群が負の屈折力のときよりも第２Ｂ群で発生するアンダーの球面収差を許容できるためである。
【００５２】
（ａ３）前記第２Ｂ群は単一の正レンズＬ２ＢＰより成り、該正レンズＬ２ＢＰの材質のアッベ数をν２Ｂとしたとき
６０＜ν２Ｂ……（６）
を満足することである。
【００５３】
条件式（６）は正の屈折力の第２Ｂ群を像面側へ移動させたときの軸上色収差の変動を抑制するためである。アッベ数ν２Ｂが６０より小さくなり、分散が大きくなると焦点距離ｆｗｍ、ｆｍ近傍で軸上色収差のアンダーへの変動量が大きくなってしまう。
【００５４】
（ａ４）前記第２Ｂ群は正レンズＬ２ＢＰと負レンズＬ２ＢＮとを接合した貼り合わせレンズより成り、該正レンズＬ２ＢＰと負レンズＬ２ＢＮの材質の屈折率を各々Ｎｔ、Ｎｏとすると
Ｎｔ＜Ｎｏ……（７）
を満足することである。
【００５５】
条件式（７）は貼り合わせレンズ面でオーバーの球面収差を発生させ、第２Ｂ群全体で残存しているアンダーの球面収差を打ち消すためである。
【００５６】
（ａ５）前記第２Ｂ群は正レンズＬ２ＢＰと負レンズＬ２ＢＮとを接合した貼り合わせレンズより成り、該正レンズＬ２ＢＰと負レンズＬ２ＢＮの材質のアッベ数を各々νｔ、νｏとすると
１１．５＜νｔ−νｏ……（８）
を満足することである。
【００５７】
条件式（８）は、負レンズＬ２ＢＮの材質の分散を正レンズＬ２ＢＰの材質の分散より大きくして軸上色収差の変動を抑制するためである。
【００５８】
（ａ６）焦点距離ｆｗｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/4Ｚは変倍比）、焦点距離ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ1/2Ｚは変倍比）、焦点距離ｆｄ（Ｆドロップ開始点のズーム位置）での第２Ａ群と第２Ｂ群の主点間隔をそれぞれＤｗｍ、Ｄｍ、Ｄｄとしたとき、
Ｄｗ＜Ｄｗｍ……（９）
またはＤｗ＜Ｄｍ……（１０）
またはＤｄ＜Ｄｍ……（１１）
を満足させるのが好ましい。これは球面収差が大きくアンダーとなるズーム位置ｆｗｍ、ｆｍや、球面収差がオーバーとなるズーム位置ｆｄについて球面収差を補正するためである。
【００５９】
以上のように、本発明においては、第２群を負の屈折力のレンズ群と正の屈折力の２つのレンズ群で構成し、その相対位置を変化させることで第３群の位置も変化させ、ズーミングによる収差変動を極力抑制できるような移動方法、パワー分担、収差係数、レンズ形状等を所定の条件を満足させるように規定することにより、変倍に伴う収差変動、特に球面収差の変動を良好に補正している。
【００６０】
次に本発明の後述する各数値実施例のレンズ構成の特徴について説明する。尚、以下の説明は数値実施例の各数値を「ｍｍ」単位で表したときのものである。
【００６１】
（実施例１）
図１は本発明の数値実施例１のある広角端におけるレンズ断面図であり物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図１２、１３、１４、１５、１６に示す。
【００６２】
本実施例では１６倍のズーム比を有し広角端の焦点距離が９．０ｍｍ、Ｆ／１．８〜２．７である。
【００６３】
数値実施例１において、ｒ１〜ｒ８は正屈折力のフォーカス用の第１群Ｆである。ｒ９〜ｒ１７は変倍のため、広角端から望遠端にかけて像面側に移動し、途中で合成横倍率−１倍を通過する負屈折力の第２群Ｖである。このうちｒ９〜ｒ１５は負屈折力の第２Ａ群Ｖａ、ｒ１６〜ｒ１７は正屈折力の第２Ｂ群Ｖｂである。ｒ１８〜ｒ２０は変倍に伴う像面変動を補償する第３群Ｃで、広角端から望遠端にかけて物体側に凸状に移動する。ｒ２１は絞りＳである。ｒ２２〜ｒ３８は結像作用を有する第４群Ｒで、ｒ３９、ｒ４０は色分解プリズム、トリミングフィルター等と等価なガラスブロックＰである。
【００６４】
本実施例では、第１群内では、球面収差、軸上色収差の補正のため、負レンズ１枚、正レンズ３枚で構成し、特に負レンズのアッベ数を２５程度と小さくし、正レンズにはアッベ数を８２と大きいものも用いている。
【００６５】
強い負屈折力を有する第２Ａ群は、２枚の凹レンズ（負レンズ）と１枚の接合レンズで構成し、各レンズの屈折率は１．７７以上と高くすることで収差の発生を抑えつつ、接合レンズを構成する凹と凸レンズ（正レンズ）のアッベ数の差を約２４と大きくすることで色消ししている。
【００６６】
第２Ｂ群は凸レンズ（正レンズ）１枚で構成し、アッベ数も約６４と大きくして条件式（６）を満足させ、軸上色収差の変動を抑えている。
【００６７】
負屈折力の第３群は凹と凸レンズの接合レンズで構成し、各レンズの材質の屈折率は１．７８以上と高くすることで収差の発生を抑えつつ、凸レンズの材質のアッベ数を約２４と小さくし、接合レンズを構成する凹と凸レンズの材質のアッベ数の差を約２０と大きくすることで色消ししている。
【００６８】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝１０．２８（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．１８８（…条件式（３））とし、Ｓ＝−１．７６とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（４）を満足させている。そしてＤｗ＝１１．４０、Ｄｗｍ＝１７．６１、Ｄｍ＝２１．７８、Ｄｄ＝１３．６６として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００６９】
これによって図１２、１３、１４、１５、１６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００７０】
（実施例２）
図２は本発明の数値実施例２の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図１７、１８、１９、２０、２１に示す。
【００７１】
本実施例では、数値実施例１と同様の仕様、構成であるが第２Ｂ群を接合レンズで構成しているところが異なる。
【００７２】
第２Ｂ群を凸レンズと凹レンズの接合レンズとし、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．５１８２、νｔ＝６４、２、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．５７３６、νｏ＝５０．８とし条件式（７）、（８）を満足させている。
【００７３】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝１８．７４（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．１６４（…条件式（３））とし、Ｓ＝−２．８０とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（４）を満足させている。そしてＤｗ＝１６．００、Ｄｗｍ＝２４．２６、Ｄｍ＝２８．１５、Ｄｄ＝１６．７７として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００７４】
これによって図１７、１８、１９、２０、２１に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
（実施例３）
図３は本発明の数値実施例３の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図２２、２３、２４、２５、２６に示す。
【００７５】
本実施例では、数値実施例２と同様の仕様、構成であるが、第２Ｂ群の接合レンズを物体側から凹、凸レンズの順に構成しているところが異なる。
【００７６】
第２Ｂ群で、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．５１９７、νｏ＝５２．４、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．５１８２、νｔ＝６４．２とし屈折率はほぼ同等でＮｏ≒Ｎｔであるが、条件式（８）を満足させている。
【００７７】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝２６．９３（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．１１９（…条件式（３））とし、Ｓ＝−５．５６とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（４）を満足させている。そしてＤｗ＝１７．５０、Ｄｗｍ＝２６．１０、Ｄｍ＝３１．５５、Ｄｄ＝２０．５５として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００７８】
これによって図２２、２３、２４、２５、２６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００７９】
（実施例４）
図４は本発明の数値実施例４の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図２７、２８、２９、３０、３１に示す。
【００８０】
本実施例では、１５倍のズーム比を有し、広角端の焦点距離が９．０ｍｍ、Ｆ／１．８〜２．６であり、構成は数値実施例２と同様である。
【００８１】
第２Ｂ群では、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．８３９３、νｏ＝３７．２と高屈折率、高分散とし、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．４８９１、νｔ＝７０．２と低屈折率、低分散とし条件式（７）、（８）を満足させている。そしてｒ１６面に非球面を設けて収差変動を補正している。
【００８２】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝７．３２３（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−１．３６５（…条件式（３））としている。接合面により球面収差をオーバーにする効果と、非球面により自由度が増加したことによってＳ＝−０．６８（…条件式（４））としてｒ１６面（＝Ｒａ）を物体側に凸面を向けた両凸形状としても球面収差を補正できている。そしてＤｗ＝１１．４０、Ｄｗｍ＝１７．１６、Ｄｍ＝１８．５０、Ｄｄ＝１４．２２として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００８３】
これによって図２７、２８、２９、３０、３１に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００８４】
（実施例５）
図５は本発明の数値実施例５の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が３.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図３２、３３、３４、３５、３６に示す。
【００８５】
本実施例では、数値実施例２と同様の仕様、構成であるが、第２Ｂ群を接合レンズではなく凸と凹の単レンズ２枚で構成しているところが異なる。
【００８６】
第２Ｂ群の、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．５１８２、νｔ＝６４．２、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．５１９７、νｏ＝５２．４とし、屈折率はほぼ同等でＮｏ≒Ｎｔであるが、条件式（８）を満足させている。
【００８７】
このときパワー分担は数値実施例２と同様の｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝１８．７４（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．２０３（…条件式（３））としている。そしてＳ＝−５．７１（…条件式（４））として第２Ｂ群の両端のｒ１６面、ｒ１９面をマイナスとすると共に、凹レンズのｒ１８面の曲率半径をｒ１７面より小さくして第２Ｂ群内のアンダーの球面収差を抑制している。そしてＤｗ＝１３．５０、Ｄｗｍ＝２０．７８、Ｄｍ＝２４．２８、Ｄｄ＝１４．５１として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００８８】
これによって図３２、３３、３４、３５、３６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００８９】
（実施例６）
図６は本発明の数値実施例６のある広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が１０.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図３７、３８、３９、４０、４１に示す。
【００９０】
本実施例では、４２倍のズーム比を有し、広角端の焦点距離が９．０ｍｍ、Ｆ／１．７５〜２．９である。
【００９１】
ｒ１〜ｒ８は正屈折力のフォーカス用の第１群Ｆである。ｒ９〜ｒ１７は変倍のための第２群Ｖで、そのうちｒ９〜ｒ１５は負屈折力の第２Ａ群Ｖａ、ｒ１６〜ｒ１７は正屈折力の第２Ｂ群Ｖｂである。ｒ１８〜ｒ２４は正屈折力の第３群Ｃで変倍に伴う像面変動を補償すると共に変倍作用も有し、広角端から望遠端にかけて物体側に単調に移動する。広角端から望遠端にかけて第２群の合成横倍率と第３群の横倍率は同時に−１倍を有する。ｒ２５は絞りＳである。ｒ２６〜ｒ４１は結像作用を有する第４群Ｒで、ｒ４２、ｒ４３は色分解プリズム、トリミングフィルター等と等価なガラスブロックＰである。
【００９２】
本実施例では、望遠端の焦点距離ｆｔが３７８ｍｍと非常に大きいので、第１群内では、球面収差、軸上色収差を補正するため、負レンズ１枚、正レンズ３枚で構成し、特に負レンズの材質のアッベ数を２７．５程度と小さくし、２枚の正レンズにはアッベ数が９５．１と非常に大きいガラスを用いている。
【００９３】
強い負屈折力を有する第２Ａ群は、２枚の凹レンズと１枚の接合レンズで構成し、各レンズの屈折率は１．７７以上と高くすることで収差の発生を抑えつつ、接合レンズを構成する凹と凸レンズの材質のアッベ数の差を約２８と大きくすることで色消ししている。
【００９４】
第２Ｂ群は凸レンズ１枚で構成し、アッベ数も約７０．２と大きいガラスを用いて条件式（６）を満足させ、軸上色収差の補正を考慮している。
【００９５】
正屈折力の第３群は凸レンズ２枚と凹と凸レンズの接合レンズで構成し、凸レンズの材質に屈折率が１．４８９、アッベ数が８１．２と低屈折率、低分散のガラス、凹レンズの材質に屈折率が１．８５５、アッベ数が２３．８と高屈折率、高分散のガラスも使用して球面収差、軸上色収差の補正を考慮している。
【００９６】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝２６．７０（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．２７１（…条件式（３））とし、Ｓ＝−５．７１とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（５）を満足させている。そしてＤｗ＝２３．００、Ｄｗｍ＝７８．８５、Ｄｍ＝８６．５０、Ｄｄ＝４０．０８として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【００９７】
これによって図３７、３８、３９、４０、４１に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【００９８】
（実施例７）
図７は本発明の数値実施例７の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が１０.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図４２、４３、４４、４５、４６に示す。
【００９９】
本実施例では、４０倍のズーム比を有し、広角端の焦点距離が９．０ｍｍ、Ｆ／１．７５〜２．９である。
【０１００】
構成は数値実施例６と同様であるが第２Ｂ群を接合レンズで構成しているところが異なる。
【０１０１】
第２Ｂ群を凸と凹の接合レンズとし、凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．４８９１、νｔ＝７０．２凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．８１２６、νｏ＝２５．４とし条件式（７）、（８）を満足させている。
【０１０２】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝８．３７（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．３６６とし条件式（３）を満足させ、Ｓ＝−１．３２とすることにより凸面を像面側に向けたメニスカス形状とし条件式（５）を満足させている。そしてＤｗ＝２０．００、Ｄｗｍ＝５２．１８、Ｄｍ＝４３．２９、Ｄｄ＝２０．８５として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【０１０３】
これによって図４２、４３、４４、４５、４６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【０１０４】
（実施例８）
図８は本発明の数値実施例８の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が１０.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図４７、４８、４９、５０、５１に示す。
【０１０５】
本実施例では、数値実施例６と同様の仕様、構成であるが、第２Ｂ群を物体側から凹と凸の接合レンズとしているところが異なる。
【０１０６】
第２Ｂ群で、凹レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｏ＝１．７７６２、νｏ＝４９．６凸レンズの材質の屈折率、アッベ数をそれぞれＮｔ＝１．５１８２、νｔ＝６４．２とし条件式（７）、（８）を満足させている。
【０１０７】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝１０．８９（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．２４３とし条件式（３）を満足させ、Ｓ＝−０．６０とｒ１６面が物体側にゆるい凸面を向けた両凸形状とし条件式（５）を満足させている。そしてＤｗ＝１８．００、Ｄｗｍ＝４４．８３、Ｄｍ＝３５．７４、Ｄｄ＝１８．６３として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【０１０８】
これによって図４７、４８、４９、５０、５１に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【０１０９】
（実施例９）
図９は本発明の数値実施例９の広角端におけるレンズ断面図であり、物体距離が１０.０ｍで焦点距離ｆｗ、ｆｗｍ、ｆｍ、ｆｄ、ｆｔ（望遠端）での収差図を各々図５２、５３、５４、５５、５６に示す。
【０１１０】
本実施例では、数値実施例８と同様の仕様、構成であるが、第２Ｂ群の両端ｒ１６面、ｒ１８面に非球面を使用しているところが異なる。
【０１１１】
数値実施例８と同様、第２Ｂ群で条件式（７）、（８）を満足させている。
【０１１２】
このときパワー分担は｜ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ｜＝９．８８（…条件式（１））として第２Ｂ群のパワーを適正に保ち、広角端焦点距離をｆｗ＝１と正規化して焦点距離ｆｗｍではＩｍ−Ｉｐ＝−０．２６０とし条件式（３）を満足させている。非球面を２面に使用して収差補正の自由度が増加したため、Ｓ＝０．６０（…条件式（５））と両凸でしかもｒ１６面の曲率半径をｒ１８面の曲率半径より小さくしても球面収差を補正できている。そしてＤｗ＝１３．５０、Ｄｗｍ＝３３．６７、Ｄｍ＝３１．１２、Ｄｄ＝１４．９２として、条件式（２）、（９）、（１０）、（１１）を満足させている。
【０１１３】
これによって図５２、５３、５４、５５、５６に示すようにズーム全域にわたり球面収差、軸上色収差等を良好に補正している。
【０１１４】
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは、物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスのｅ線に対する屈折率と、アッベ数である。
【０１１５】
また前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表３に示す。
【０１１６】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを各々非球面係数としたとき
【０１１７】
【数５】
【０１１８】
【外１】
【外２】
【外３】
【外４】
【外５】
【外６】
【外７】
【外８】
【外９】
【表３】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、所謂４群ズームレンズにおいて、変倍用のバリエータ（第２群）にフローティングを適用し、そのレンズ構成、パワー分担等の各要素を適切に設定することによって、変倍に伴う収差変動、特に球面収差の変動を良好に補正し、全変倍範囲にわたり高い光学性能を有した広角端の大口径比で高変倍比のズームレンズを達成することができる。
【０１２９】
特に本発明は、第２群を負屈折力の第２Ａ群と正屈折力の第２Ｂ群の２群で構成し、その相対位置を変化させることで第３群の位置も変化させズーミングによる収差変動を極力抑制できるような移動方法、パワー分担、収差係数、レンズ形状等を所定の条件を満足させるように規定することにより、変倍に伴う収差変動、特に球面収差の変動を良好に補正できる効果がある。
【０１３０】
また、広角側のズーム位置において正屈折力の第２Ｂ群を第２Ａ群に対し、より大きく像面側に移動させることにより、中間のズーム位置（ｆｗｍ、ｆｍ）での軸上色収差、倍率色収差、非点収差、像面湾曲等が補正可能となり、かつ第１群での軸外主光線の高さを低くすることができるので、前玉径の減少を可能にし軽量コンパクト化も可能となる。さらに本発明による収差補正上の余裕を各レンズ群の屈折力を強めることやレンズ枚数の減少に振り向ければレンズ系の軽量、コンパクト化も可能となる。等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面図
【図２】 本発明の数値実施例２の広角端のレンズ断面図
【図３】 本発明の数値実施例３の広角端のレンズ断面図
【図４】 本発明の数値実施例４の広角端のレンズ断面図
【図５】 本発明の数値実施例５の広角端のレンズ断面図
【図６】 本発明の数値実施例６の広角端のレンズ断面図
【図７】 本発明の数値実施例７の広角端のレンズ断面図
【図８】 本発明の数値実施例８の広角端のレンズ断面図
【図９】 本発明の数値実施例９の広角端のレンズ断面図
【図１０】 本発明のズームレンズの近軸屈折力配置の説明図
【図１１】 本発明のズームレンズの近軸屈折力配置の説明図
【図１２】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｗの収差図
【図１３】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図１４】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｍの収差図
【図１５】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｄの収差図
【図１６】 本発明の数値実施例１の焦点距離ｆｔの収差図
【図１７】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｗの収差図
【図１８】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図１９】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｍの収差図
【図２０】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｄの収差図
【図２１】 本発明の数値実施例２の焦点距離ｆｔの収差図
【図２２】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｗの収差図
【図２３】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図２４】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｍの収差図
【図２５】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｄの収差図
【図２６】 本発明の数値実施例３の焦点距離ｆｔの収差図
【図２７】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｗの収差図
【図２８】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図２９】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｍの収差図
【図３０】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｄの収差図
【図３１】 本発明の数値実施例４の焦点距離ｆｔの収差図
【図３２】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｗの収差図
【図３３】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図３４】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｍの収差図
【図３５】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｄの収差図
【図３６】 本発明の数値実施例５の焦点距離ｆｔの収差図
【図３７】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｗの収差図
【図３８】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図３９】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｍの収差図
【図４０】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｄの収差図
【図４１】 本発明の数値実施例６の焦点距離ｆｔの収差図
【図４２】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｗの収差図
【図４３】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図４４】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｍの収差図
【図４５】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｄの収差図
【図４６】 本発明の数値実施例７の焦点距離ｆｔの収差図
【図４７】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｗの収差図
【図４８】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図４９】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｍの収差図
【図５０】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｄの収差図
【図５１】 本発明の数値実施例８の焦点距離ｆｔの収差図
【図５２】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｗの収差図
【図５３】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｗｍの収差図
【図５４】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｍの収差図
【図５５】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｄの収差図
【図５６】 本発明の数値実施例９の焦点距離ｆｔの収差図
【図５７】 球面収差の変倍による変動の説明図
【図５８】 本発明における焦点距離ｆｗの変倍中の軸上光線の説明図
【図５９】 本発明における焦点距離ｆｗｍの変倍中の軸上光線の説明図
【図６０】 本発明における焦点距離ｆｍの変倍中の軸上光線の説明図
【図６１】 本発明における焦点距離ｆｄの変倍中の軸上光線の説明図
【図６２】 本発明における焦点距離ｆｔの変倍中の軸上光線の説明図
【符号の説明】
Ｆ 第１群
Ｖ 第２群
Ｖａ 第２Ａ群
Ｖｂ 第２Ｂ群
Ｃ 第３群
Ｒ 第４群
Ｓ 絞り
ｅ ｅ線
ｇ ｇ線
Ｓ サジタル像面
Ｍ メリディオナル像面
Ｇ ガラスブロック
Claims (7)
- 物体側より順に、変倍の際に固定の正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴う像面変動を補正する第３群、そして固定の正の屈折力の第４群から構成されるズームレンズにおいて、
該第２群は負の屈折力の第２Ａ群と、少なくとも１枚の正レンズを有した正の屈折力の第２Ｂ群の２つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際し該第２Ａ群と該第２Ｂ群は互いに異なった速度で移動しており、該第２Ａ群と該第２Ｂ群の焦点距離を各々ｆ２Ａ、ｆ２Ｂとしたとき、
７．３＜│ｆ２Ｂ／ｆ２Ａ│＜２７
を満たし、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端と任意のズーム位置における該第２Ａ群と第２Ｂ群との主点間隔を各々ＤＷ、Ｄ、ズーム比をＺとし、広角端から焦点距離ｆｍ（＝ｆｗ×Ｚ１／２）のズーム範囲内の少なくとも一部のズーム位置Ｚ０において、
ＤＷ＜Ｄ
を満たし、
該ズーム位置Ｚ０において該第２Ｂ群と該第３群の３次球面収差係数の総和をＩｍ、該第２Ａ群を固定とし、該第２Ａ群と該第２Ｂ群との位置関係が広角端と同等として、該第３群で像面変動を補正したときの該第２Ｂ群と該第３群の３次球面収差係数の総和をＩｐとしたとき、
Ｉｍ−Ｉｐ＜０
を満たすことを特徴とするズームレンズ。 - 前記第３群は負の屈折力を有し、前記第２Ｂ群の物体側の第１レンズ面と像面側の最終レンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとし、
Ｓ＝（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）
とおいたとき、
−５．７２＜Ｓ＜−０．６６
を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。 - 前記第３群は正の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２群と前記第３群の横倍率は同時に−１倍を有し、前記第２Ｂ群の物体側の第１レンズ面と像面側の最終レンズ面の曲率半径を各々Ｒａ、Ｒｂとし
Ｓ＝（Ｒｂ＋Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）
とおいたとき、
−５．８８＜Ｓ＜０．６
を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。 - 前記第２Ｂ群は単一の正レンズより成り、該正レンズの材質のアッベ数をν２Ｂとしたとき
６０＜ν２Ｂ
を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。 - 前記第２Ｂ群は正レンズと負レンズとを接合した貼り合わせレンズより成り、該正レンズと該負レンズの材質の屈折率を各々Ｎｔ、Ｎｏとすると
Ｎｔ＜Ｎｏ
を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ - 前記第２Ｂ群は正レンズと負レンズとを接合した貼り合わせレンズより成り、該正レンズと該負レンズの材質のアッベ数を各々νｔ、νｏとすると
１１．５＜νｔ−νｏ
を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。 - 請求項１乃至６記載のズームレンズと、該ズームレンズより像面側に配置された色分解プリズムと、を備えたデレビカメラ。
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