JP3950685B2

JP3950685B2 - ズームレンズおよび撮影システム

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Publication number: JP3950685B2
Application number: JP2001384439A
Authority: JP
Inventors: 泰行富田; 真一郎矢北
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2021-12-18
Also published as: EP1220001B1; DE60100933T2; US6965481B2; US20020149692A1; JP2002258157A; DE60100933D1; EP1220001A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビカメラや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】
ビデオカメラ等における自動焦点調節（ＡＦ，オートフォーカス）方式としては、主被写体までの距離を把握し、フォーカス群を適切な位置まで駆動するいわゆる「山登り式ＡＦ」と呼ばれる方式が広く採用されている。
【０００３】
この方式は、結像のための撮像系のレンズ群の一部を用いて、映像信号の変化から最良結像位置の方向を検出し、フォーカシングレンズの繰り出し方向を算出する方式であり、測距のために別途新たに光学系を設けなくてもよいという利点がある。
【０００４】
また、この方式では、最良結像位置が撮像面（ＣＣＤ面やフィルム面）に対して前後どちらの方向にあるかを判断するために、撮像系の一部の光学系を光軸方向へ微少に振幅駆動（以下、ウォブリング）させる。そして、検出した信号をもとに撮像面上にベストピントを結ぶようにフォーカス群を駆動する。
【０００５】
このとき、光学系の一部をウォブリングさせるため、レンズ群等の構成を適切に設定しないと、結像倍率の変化が大きくなり、画面上見苦しいものとなってしまう。
【０００６】
結像倍率の変化を低減する方法としては、特許第２７４４３３６号公報にて開示されているものがある。このものは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１群、変倍のための負の屈折力を有する第２群、正の屈折力を有する第３群および変倍に伴う像面変動を補正するための正の屈折力を有する第４群を有し、第４群にてフォーカスを行うリアフォーカス方式のズームレンズである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ウォブリングに伴う結像倍率の変化は、近軸追跡を行うことにより表すことができる。上記ＵＳＰ５１３８４９２号公報にも、ウォブリングに伴う結像倍率の変化を小さく抑えるための条件がいくつか記載されている。
【０００８】
しかしながら、これらの条件は、絞りよりも像側のリレーレンズ群中にウォブリングレンズ群を配し、且つ、例えば焦点距離を望遠側にシフトするようなエクステンダーの挿抜が可能な撮像系に対して適用するには不十分である。
【０００９】
すなわち、上記特許公報に記載の条件は、絞り以降の光学配置が固定された状態において、その結像倍率の変化を低減する方法としては有効であるが、エクステンダー等の光学系の挿抜によって光学系の配置が変化し、特にウォブリングレンズ群への軸外主光線の入射角度が変化するような場合について適用するには十分な構成とはいえない。
【００１０】
そこで、本発明は、４群ズームレンズにおいて、リレーレンズ群としての第４群中にエクステンダー等の光学系の挿抜があっても、ウォブリングに伴う結像倍率の変化が少なく、且つ全変倍範囲にわたって良好な光学性能を発揮できるズームレンズを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、物体側から順に、変倍時に固定である正の屈折力を有する第１群と、変倍時に光軸方向に移動する負の屈折力を有する第２群と、変倍に伴う像面変動を補正するための第３群と、正の屈折力を有する第４群からなり、前記第４群中に、ズームレンズ全体の焦点距離を変化させるための変倍光学群を挿抜可能としたズームレンズにおいて、
前記変倍光学群よりも物体側に光量調節絞りを配置し、且つ、結像面上の結像位置を検出するために光軸方向に駆動が可能なウォブリング群を前記第４群内において前記変倍光学群の挿入位置よりも像側に設け、
且つ、該ウォブリング群を、バックフォーカス変化量の振幅半幅が焦点深度の２分の１となるように駆動したときに、
｜α１（Ｓ１−Ｅ１）／ｆｗ１｜＜０．６
｜α２（Ｓ２−Ｅ２）／ｆｗ２｜＜２．２
但し、
α１：該ウォブリング群の物体側主平面に入射する軸外主光線の角度（該変倍光学群が挿入されない状態）
Ｓ１：該ウォブリング群の物体側主平面からみた該光量調節絞りまでの距離（該変倍光学群が挿入されない状態）
Ｅ１：該ウォブリング群の像側主平面からみた該結像面までの距離（該変倍光学群が挿入されない状態）
ｆｗ１：該変倍光学群が挿入されない状態での広角端の焦点距離
α２：該ウォブリング群の物体側主平面に入射する軸外主光線の角度（該変倍光学群が挿入された状態）
Ｓ２：該ウォブリング群の物体側主平面からみた該光量調節絞りまでの距離（該変倍光学群が挿入された状態）
Ｅ２：該ウォブリング群の像側主平面からみた該結像面までの距離（該変倍光学群が挿入された状態）
ｆｗ２：該変倍光学群が挿入された状態での広角端の焦点距離
を満足し、且つ、
該第４群内において、該変倍光学群が挿入されない状態における該ウォブリング群の直前のレンズ群Ｌ４ｂの屈折力をφ４ｂ、撮像素子のイメージサイズをＩｍとしたときに、
−０．００１＜φ４ｂ／Ｉｍ＜０．００１５
を満足することを特徴とする。
【００１９】
これにより、変倍光学群の挿抜に伴うウォブリング群への入射角変化が小さくなり、結像倍率の変化をより確実に小さくすることが可能になる。
【００２０】
更に、ウォブリング群の振幅半幅は、変倍光学群の挿抜の前後において、
Δｘ２=F*Δｘ１...(4)
但し、
Δｘ１：変倍光学群の挿入前のウォブリング群の振幅半幅
Δｘ２：変倍光学群の挿入後のウォブリング群の振幅半幅
F：変倍光学群の挿抜に伴うFナンバーの変化倍率
を満足するようにすればよい。
【００２１】
なお、ウォブリング群を、第４群中最も像側に配置することにより、微小振幅駆動されるウォブリング群の小型化および軽量化を図るようにしてもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１〜６には、本発明の第１実施形態であるズームレンズのうち下記数値実施例１〜６の広角端、フォーカス位置無限遠におけるレンズの断面構成を示している。
【００２４】
図１〜６において、Ｉは正の屈折力を有する第１群（前玉）、ＩＩは、変倍時に光軸方向に移動可能な第２群としての負の屈折力を有するバリエータであり、光軸上を像側へ単調に移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行う。第２群ＩＩは、変倍の際に結像倍率が等倍（−１倍）を含む領域内で移動させている。
【００２５】
ＩＩＩは第３群としてのコンペンセータであり、変倍に伴う像面の変動を補正するため、光軸方向に移動可能である。
【００２６】
ＳＰは光量調節のための絞りであり、ＩＶは結像のための正の屈折力を有する第４群である。
【００２７】
また、Ｇは色分解プリズムや光学フィルタ等であり、同図ではガラスブロックとして示している。さらに、ｗｏは最良結像位置を検出するために光軸方向に微小振幅駆動可能なウォブリング群であり、Ｌ４ｂは第４群中においてウォブリング群の直前に配置されたレンズ群である。
【００２８】
また、第４群には、この第４群内の空間に、全ズームレンズ系の焦点距離を拡大又は縮小するためのエクステンダー（変倍光学群）ＥＸが挿抜（ないし着脱）可能となっている。
【００２９】
本実施形態では、ウォブリング群ｗｏのウォブリングに伴う結像倍率の変化が、エクステンダーＥＸの挿抜にかかわらず小さくなるように、絞りＳＰより像側のレンズ群（以下、リレー群という）の構成を適切に設定している。
【００３０】
ウォブリング群ｗｏは、光軸方向に高速で振幅駆動する必要があるため、適度なバックフォーカス敏感度を有し、同時に軽量であることが望ましい。しかし、テレビ用のズームレンズでは、長いバックフォーカスと、明るいＦナンバーが要求されるため、各群を構成するレンズの枚数が多く必要となる。また、レンズの有効径も大きく、さらに、エクステンダーやマクロ撮影およびフランジバック調整機構等々をリレー群中に配するなど、ウォブリング群を配置する自由度が少ない。
【００３１】
図７，８にはそれぞれ、絞りＳＰ以降のレンズ群を模式的に表している。図７は、エクステンダーＥＸが挿入されていない状態を、図８は、エクステンダーＥＸが挿入された状態を表している。図８中では、エクステンダーＥＸの倍率を２倍とし、結像面上にて像が２倍に拡大されていることを示している。
【００３２】
図７において、像高変化率は以下のように表すことができる。すなわち、ウォブリング群ｗｏへの絞り中心主光線の入射角をα１、ウォブリング群ｗｏのパワーをφｗｏ、ウォブリング群と結像面との間隔をＳ１、ウォブリング群ｗｏより像側のレンズ群Ｌ４ｃのパワーをφ４ｃ、ウォブリング量をΔｘ、ウォブリング群ｗｏから見た絞りＳＰの虚像までの距離Ｓ１とウォブリング群ｗｏから見た結像面の虚像までの距離Ｅ１との差を（Ｓ１−Ｅ１）、ウォブリング時の像高変化量をΔｙとするとき、
像高変化率Δｙ／ｆｗ（ｆｗは全系の広角端の焦点距離）は、
【外１】

【００３３】
で表せる。
【００３４】
また、ウォブリング量Δｘは、（Ｓ１−Ｅ１）に対して十分小さな値であるため、
【外２】

【００３５】
と表すことができる。
【００３６】
本実施形態におけるズームレンズの構成において、エクステンダーＥＸの挿抜により変化し、像高変化率Δｙ／ｆｗに対して大きく影響を与えるパラメータは、ウォブリング群ｗｏへの入射角α１と（Ｓ１−Ｅ１）である。
【００３７】
ここで、ウォブリング量Δｘの許容値について説明する。視力１．０の人間の視覚の分解能は約１分といわれている。例えば、人間が３０型程度（水平方向の画面サイズが約５０ｃｍ）のテレビ画面を２．５ｍ離れた位置から見ると、水平方向の視野角は約６８０分となる。従って、分解能約１分は画面上０．１５％に相当する。
【００３８】
一方、絞りを絞ると、開放時に比べ焦点深度が深くなると共にベストピント位置の検出に必要なウォブリング量も大きく必要となるため、像高変化率も比例して大きくなる。
【００３９】
そこで、使用頻度が最も多いＦナンバー域が開放〜Ｆ／５．６程度であることを考慮して、Ｆ／５．６での像高変化率を０．１５％まで許容するとし、開放（Ｆ／１．７５〜２）時の許容値は、その約１／３の０．０６％程度となる。そこで、条件式（１）の上限は、絞り開放（Ｆ／１．７５〜２）時の像高変化率が０．０６％（Ｆ／５．６の時０．１５％）以内に収まり、且つエクステンダーＥＸの挿入により像高変化率が変化した場合でも、許容値範囲内に収まるように決定した。
ウォブリング量Δｘとバックフォーカスの変化量Δｓｋとの関係は、
【外３】

【００４０】
となる。ここで、β₁はウォブリング群の横倍率、β₂はウォブリング群より像側に位置する光学系の横倍率である。また、バックフォーカスの変化量を焦点深度の1/2とすると、バックフォーカスの変化量ΔｓｋとFナンバーｆｎｏとの関係は、
Δｓｋ＝δ＊ｆｎｏ／２
となる。ここで、δは、カメラシステムにより決定される許容錯乱円である。
本発明において、ウォブリングレンズ群を挿抜可能な変倍光学群よりも像側に配置したことにより、β₁、β₂は共に変倍光学系の挿抜の前後において不変であるため、ウォブリング量Δｘは、Ｆナンバーと比例の関係となる。
【００４１】
従って、２倍のエクステンダー挿入後のウォブリング量を考えた場合、Ｆナンバーが２倍となることから焦点深度も２倍となり、ウォブリング群の振幅駆動量も２倍必要となる。
【００４２】
２倍エクステンダー挿入時の実使用上のＦナンバーは、開放端Ｆナンバーが暗い方向へシフトしまうことから約Ｆ／４〜５．６程度と範囲が狭くなる。そのため、エクステンダー挿入時において、Ｆ／５．６の時０．１５％まで許容するとすると、開放（Ｆ／４）での許容量は０．１％程度となり、挿入前に対して２倍程度の大きな値まで許すことが可能となる。
【００４３】
また、条件式（１），（２）で示される許容できる像高変化率の上限値は、ウォブリング群を光軸方向に振幅駆動させた時のバックフォーカスの変化をその振幅半幅が焦点深度２分の１となるように駆動した場合の値であり、実用上は、焦点深度に対するウォブリング量の決定の考え方（振幅半幅が焦点深度の３分の１、または焦点深度そのものなど）や、想定する画面サイズ等によって変化する。
【００４４】
Ｆ／５．６以上のＦナンバーも頻繁に使用するシステムを考えた場合や、より明るい開放Ｆナンバーを設定した場合には、開放時の像高変化率はより小さく抑え、エクステンダー挿入の前後に伴う変化のより少ないシステムとすることが必要となる。
【００４５】
エクステンダーが挿入されていない状態のみで考えた場合、ウォブリングに伴う結像倍率の変化を低減するためには、ウォブリング群への絞り中心主光線の入射角α１およびウォブリング群から見た絞りまでの距離Ｓ１と、ウォブリング群から見た結像面までの距離Ｅ１との差（Ｓ１−Ｅ１）をそれぞれ小さくすることが必要である。
【００４６】
図７に示す状態からエクステンダーＥＸが挿入されると（図８）、ウォブリング群ｗｏへの絞り中心主光線の入射角がα２へと変化し、ウォブリング群ｗｏから見た絞りＳＰまでの距離Ｓ２が変化するものの、ウォブリング群ｗｏから見た結像面までの距離Ｅ２はエクステンダーＥＸの有無にかかわらずほぼ一定（Ｅ２＝Ｅ１）の値をとるため、この結果、エクステンダー挿入時の結像倍率の変化が残存する原因となる。
【００４７】
まず、エクステンダーが挿入されていない状態におけるウォブリングに伴う結像倍率の変化を低減するための条件として、
０．０５＜｜α１（Ｓ１−Ｅ１）／ｆｗ１｜＜０．６ ...（１）
を満足する必要が生じる。
【００４８】
条件式（１）の下限値に近づくに従って、エクステンダーが挿入されていない状態での結像倍率の変化は低減され、理想的な条件となる。
【００４９】
しかし、エクステンダーが挿入された状態にて図８中の距離Ｓ２に対して距離Ｅ２を打ち消しにくくなるため、結像倍率の変化が残存してしまい、エクステンダーの挿抜を伴う光学系においては必ずしも望ましい条件ではない。
【００５０】
また、上限値を越えて大きくなったに場合は、エクステンダーが挿入されていない状態での結像倍率の変化そのものが大きく、ウォブリングに適さないことを意味する。
【００５１】
そこで、エクステンダーが挿入された状態にて、
０．０５＜｜α２（Ｓ２−Ｅ２）／ｆｗ２｜＜２．２ ...（２）
を満足するとよい。
【００５２】
この条件式（２）の上限値を超えた場合には、エクステンダーの挿抜時での結像倍率の変化が大きいことを意味する。
【００５３】
さらに、第４群ＩＶ内のウォブリング群ｗｏの直前に存在するレンズ群Ｌ４ｂの屈折力φ４ｂを、
−０．００１＜φ４ｂ／Ｉｍ＜０．００１５ ...（３）
とするとよい。
【００５４】
Ｉｍは、撮像素子のイメージサイズである。
【００５５】
条件式（３）の範囲を超えてレンズ群Ｌ４ｂの正または負の屈折力を大きくした場合には、エクステンダーの挿抜により、ウォブリング群ｗｏへの入射角がα１からα２へ又はα２からα１へとその変化が大きくなり、どちらか一方の条件にて結像倍率の変化が大きくなってしまう。
【００５６】
ウォブリング群の振幅量は、変倍光学群の挿抜の前後において、
Δｘ２=F*Δｘ１... (4)
とするとよい。
Δｘ１は、変倍光学群挿入前のウォブリング群の振幅半幅、Δｘ２は、変倍光学群挿入後のウォブリング群の振幅半幅であり、Fは、変倍光学群の挿抜に伴うFナンバーの変化倍率である。これにより、変倍光学群の挿抜に係わらず、ベストピント位置の検出と、検出に際して画面上ボケの目立たないシステムの両立が可能となる。
【００５７】
《数値実施例》
次に、本実施形態の数値実施例を示す。数値実施例１〜６において、ｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズの曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚および空気間隔、ｎｉとνｉ（表ではｖｉで示す）はそれぞれ、物体側より順に第ｉ番目のレンズのｄ線に対するガラスの屈折率とアッベ数である。
【００５８】
非球面形状は、光軸方向にＸ軸を、光軸直交方向にＨ軸をとり、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅをそれぞれ非球面係数としたときに、
【外４】

【００５９】
なる式で表される。
【００６０】
（数値実施例１）
【００６１】
【表１】

【００６２】
【表２】

【００６３】
図１に示す数値実施例１では、エクステンダーＥＸの挿入に伴う光学性能のばらつきを低減するために、略アフォーカル平行光束中にエクステンダーＥＸを配置することが望ましい。また、エクステンダー倍率、光学性能を満足させるために、広い間隔が必要となる。
【００６４】
従って、条件式（１）を満たし、ウォブリング群ｗｏの微少振幅駆動に伴う適度なバックフォーカスの敏感度を持った結像倍率の変化の少ないウォブリング群として、エクステンダーＥＸより像面側のレンズ群の全体もしくは、その一部を用いることが望ましい。
【００６５】
また、数値実施例１では、第４群の最も像側の２群３枚をウォブリング群レンズとしている。第４群内の一部のレンズ群を可動とすることにより、ウォブリング群ｗｏの軽量化を図っている。また、ウォブリング群の直前のレンズ群Ｌ４ｂの屈折力を条件式（３）の範囲内とすることにより、エクステンダーＥＸの有無にかかわらず結像倍率の変化の少ない構成となっている。
【００６６】
さらに、数値実施例１において、エクステンダーＥＸは、間隔ｄ２６＝３６ｍｍの空間に挿抜可能としている。
【００６７】
表１２に各数値実施例における、条件式の数値および結像倍率の変化率を示す。結像倍率の変化率はそれぞれ、開放端において振幅半幅を焦点深度の２分の１としてウォブリングさせたときの値を示した。
【００６８】
例えば、テレビカメラで主流である２／３型ＣＣＤ（イメージサイズ：φ１１ｍｍ）の許容錯乱円を約０．０２１ｍｍとすると、Ｆ／２における焦点深度は約０．０４ｍｍとなる。
【００６９】
なお、図９，１０にはそれぞれ、本数値実施例１のエクステンダー非挿入時における広角端、望遠端での収差図を示している。また、図１９には、エクステンダー挿入時における広角端での収差図を示している。
【００７０】
（数値実施例２）
【００７１】
【表３】

【００７２】
【表４】

【００７３】
図２に示す数値実施例２では、エクステンダーＥＸの挿入間隔より像側の２番目のレンズをウォブリング群レンズとしている。また、エクステンダーＥＸをｄ２４＝３０ｍｍの空間に挿抜可能としている。
【００７４】
ウォブリング群ｗｏの直前のレンズ群Ｌ４ｂの正の屈折力φ４ｂを、数値実施例１に対してより上限に近づけたことにより、エクステンダー挿抜に伴う結像倍率の変化（条件式（２））が大きな値を持っている。
【００７５】
さらに、ウォブリング群ｗｏより像側の４群６枚のレンズ群Ｌ４ｃを、２つのレンズ群Ｌ４ｃ１，Ｌ４ｃ２によって構成するとともに、レンズ群Ｌ４ｃ２にて、主フォーカシングレンズとは別に近接撮影を行うためのマクロ撮影およびレンズ交換式カメラにてレンズの基準面（フランジ面）と結像面との寸法誤差を調整するためのフランジバック調整を可能としている。
【００７６】
なお、図１１，１２にはそれぞれ、本数値実施例２のエクステンダー非挿入時における広角端、望遠端での収差図を示している。また、図２０には、エクステンダー挿入時における広角端での収差図を示している。
【００７７】
（数値実施例３）
【００７８】
【表５】

【００７９】
図３に示す数値実施例３では、数値実施例２のレンズ系に対して、エクステンダーＥＸの挿入時に第４群の一部（Ｌ４ｂ）を光軸上から退避（脱出）させることにより、ｄ２４からｄ２６の空間を用いてエクステンダーを挿入可能としている。第４群の一部を退避させることで、エクステンダー挿抜のための省スペース化が図られることにより、レンズ系のコンパクト化を図ったり、広い空間を有効に活用してエクステンダー挿入時の光学性能の悪化を抑制することが可能となる。
【００８０】
また、エクステンダー挿入時に第４群の一部を退避させるようにした場合でも、レンズ群Ｌ４ｂの屈折力を適切に設定することによって、結像倍率の変化率を良好に保つことが可能である。
【００８１】
なお、図２１には、本数値実施例３のエクステンダー挿入時における広角端での収差図を示している。
【００８２】
（数値実施例４）
【００８３】
【表６】

【００８４】
【表７】

【００８５】
図４に示す数値実施例４では、エクステンダーＥＸの挿入間隔より像側の２番目のレンズをウォブリング群レンズとしている。また、エクステンダーＥＸをｄ２６＝３０ｍｍの空間に挿入可能としている。
【００８６】
また、本数値実施例４は、ウォブリング群ｗｏより物体側のレンズ群Ｌ４ｂを負の屈折力とした場合である。数値実施例１に対してφ４ｂをより下限に近づけたことにより、エクステンダーＥＸの挿抜に伴う結像倍率の変化（条件式（２））が大きな値を持っている。
【００８７】
なお、図１３，１４にはそれぞれ、本数値実施例４のエクステンダー非挿入時における広角端、望遠端での収差図を示している。また、図２２には、エクステンダー挿入時における広角端での収差図を示している。
【００８８】
（数値実施例５）
【００８９】
【表８】

【００９０】
【表９】

【００９１】
図５に示す数値実施例５では、エクステンダーＥＸの挿入間隔より像側の２番目のレンズをウォブリング群レンズとし、エクステンダーＥＸをｄ２４＝３０ｍｍの空間に挿抜可能としている。また、本数値実施例５では、ウォブリング群ｗｏを負の屈折力としている。
【００９２】
本数値実施例５では、φ４ｂを上限に近づけたことにより、エクステンダーの挿抜に伴う結像倍率の変化（条件式（２））が大きな値を持っている。
【００９３】
本数値実施例では、Ｌ４ｃ群を一体で移動させ、マクロ撮影およびフランジバック調整が可能となるようにしている。
【００９４】
なお、図１５，１６にはそれぞれ、本数値実施例５のエクステンダー非挿入時における広角端、望遠端での収差図を示している。また、図２３には、エクステンダー挿入時における広角端での収差図を示している。
【００９５】
（数値実施例６）
【００９６】
【表１０】

【００９７】
【表１１】

【００９８】
図６に示す数値実施例６では、第４群中、像側から６番目のレンズをウォブリング群レンズとし、エクステンダーＥＸをｄ２９からｄ３４の４５．２ｍｍの空間に挿抜可能としている。
【００９９】
本数値実施例６では、第４群中のエクステンダーＥＸを挿抜する空間に、数値実施例１〜５までとは異なり、１ｘ時に空気間隔として大きく空けておくのではなく、光学系を配置してエクステンダー挿入に伴って１ｘ時の光学系が光軸上から退避（脱出）するようにしている。
【０１００】
このようにした場合でも、レンズ群Ｌ４ｂの屈折力を適切な範囲に設定することによって、エクステンダーＥＸの挿抜にかかわらず像高変化率を小さく抑えることが可能となる。
【０１０１】
また、上記各数値実施例において、特に、エクステンダーＥＸより物体側のレンズ群は、エクステンダーＥＸの挿抜にかかわらず固定としているが、１ｘ時、エクステンダー挿入時とそれぞれ光学系を配置することにより、設計の自由度が増し、より像高変化率の少ない高い光学性能を実現できる。
【０１０２】
なお、図１７，１８にはそれぞれ、本数値実施例６のエクステンダー非挿入時における広角端、望遠端での収差図を示している。また、図２４には、エクステンダー挿入時における広角端での収差図を示している。
【０１０３】
【表１２】

【０１０４】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｆナンバーが１．８〜２程度と大口径で、しかも変倍比が１０倍以上と高倍率であるとともに、リレー群中にエクステンダーＥＸ等の光学系の挿抜があっても、ウォブリングに伴う結像倍率の変化が少なく、且つ全変倍範囲にわたり良好な光学性能を有したテレビカメラやビデオカメラ等に好適なズームレンズを実現することができる。
【０１０５】
（第２実施形態）
次に数値実施例１〜６のズームレンズを撮影光学系として用いた撮影システム（テレビカメラシステム）の実施形態を図２５を用いて説明する。
【０１０６】
図２５において、１０６はレンズを含む撮影システム本体、１０１は数値実施例１〜６のズームレンズによって構成された撮影光学系、１０２はフィルターや色分解プリズムに相当するガラスブロック、１０３は撮影光学系１０１によって形成される被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子、１０４，１０５は撮影装置及びレンズの制御を司るＣＰＵである。
【０１０７】
このように数値実施例１〜６のズームレンズをテレビカメラ等の撮影システムに適用することにより、エクステンダーＥＸの挿抜にかかわらず、オートフォーカスのためにウォブリング群ｗｏを光軸方向に微少振幅駆動したときに生じる結像倍率の変化が小さい、すなわち画面が見苦しいものとならない撮影システムを実現することができる。
【０１０８】
本発明は、図１〜６に記載されたズームレンズに限定されない。図１〜６のレンズ群以外のレンズ群をズームレンズに追加しても良い。
【０１０９】
例えば、図２６の如く、レンズ群をＩ群、ＩＩ群、ＩＩＩ群、ＩＶ群、Ｖ群の構成にしても良い。図２６において、図２５と同一符号部分は、同一部材である。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、変倍光学群の挿抜にかかわらず、ウォブリング群を光軸方向に微少振幅駆動したときに生じる結像倍率の変化を小さくすることができる。
【０１１１】
なお、条件式（１）を満足すれば、変倍光学群が挿入されていない状態でのウォブリングに伴う結像倍率の変化を十分小さく抑えることができる。
【０１１２】
さらに、条件式（２）を満足すれば、変倍光学群が挿入された状態でもウォブリングに伴う結像倍率の変化を十分小さく抑えることができる。
【０１１３】
また、条件式（３）を満足すれば、変倍光学群の挿抜に伴うウォブリング群への入射角変化を小さくすることができ、結像倍率の変化をより確実に小さくすることができる。
【０１１４】
なお、ウォブリング群を、第４群中最も像側に配置すれば、微小振幅駆動されるウォブリング群の小型化および軽量化を図ることができる。
【０１１５】
また、変倍光学群を挿入することにより、第４群の一部が光軸上から退避する構成とすれば、ズームレンズ全体のコンパクト化を図りつつも、変倍光学群の挿入スペースを広く確保することが可能となり、変倍光学群の挿入時における光学性能の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるズームレンズの数値実施例１の広角端での断面図である。
【図２】上記第１実施形態であるズームレンズの数値実施例２の広角端での断面図である。
【図３】上記第１実施形態であるズームレンズの数値実施例３の広角端での断面図である。
【図４】上記第１実施形態であるズームレンズの数値実施例４の広角端での断面図である。
【図５】上記第１実施形態であるズームレンズの数値実施例５の広角端での断面図である。
【図６】上記第１実施形態であるズームレンズの数値実施例６の広角端での断面図である。
【図７】上記第１実施形態であるズームレンズの絞り以降における光学配置（エクステンダー非挿入時）の概略図である。
【図８】上記第１実施形態であるズームレンズの絞り以降における光学配置の概略図（エクステンダー挿入時）である。
【図９】上記数値実施例１の広角端での収差図である。
【図１０】上記数値実施例１の望遠端での収差図である。
【図１１】上記数値実施例２の広角端での収差図である。
【図１２】上記数値実施例２の望遠端での収差図である。
【図１３】上記数値実施例４の広角端での収差図である。
【図１４】上記数値実施例４の望遠端での収差図である。
【図１５】上記数値実施例５の広角端での収差図である。
【図１６】上記数値実施例５の望遠端での収差図である。
【図１７】上記数値実施例６の広角端での収差図である。
【図１８】上記数値実施例６の望遠端での収差図である。
【図１９】上記数値実施例１におけるエクステンダー挿入時の広角端での収差図である。
【図２０】上記数値実施例２におけるエクステンダー挿入時の広角端での収差図である。
【図２１】上記数値実施例３におけるエクステンダー挿入時の広角端での収差図である。
【図２２】上記数値実施例４におけるエクステンダー挿入時の広角端での収差図である。
【図２３】上記数値実施例５におけるエクステンダー挿入時の広角端での収差図である。
【図２４】上記数値実施例６におけるエクステンダー挿入時の広角端での収差図である。
【図２５】上記第１実施形態のズームレンズを撮影光学系として用いた撮影システムの構成図である。
【図２６】上記第１実施形態のズームレンズを撮影光学系として用いた第２の撮影システムの構成図である。
【符号の説明】
Ｉ第１群
ＩＩ第２群
ＩＩＩ第３群
ＩＶ第４群
Ｇ色分解光学系，フィルタ等
ＥＸエクステンダー
Ｌ４ａエクステンダーより物体側のレンズ群（エクステンダーの挿抜時に固定）
Ｌ４ｂウォブリング群の直前のレンズ群（エクステンダー挿入時に固定、もしくは退避）
ｗｏウォブリング群

Claims

物体側から順に、変倍時に固定である正の屈折力を有する第１群と、変倍時に光軸方向に移動する負の屈折力を有する第２群と、変倍に伴う像面変動を補正するための第３群と、正の屈折力を有する第４群からなり、
前記第４群中に、ズームレンズ全体の焦点距離を変化させるための変倍光学群を挿抜可能としたズームレンズにおいて、
前記変倍光学群よりも物体側に光量調節絞りを配置し、且つ、結像面上の結像位置を検出するために光軸方向に駆動が可能なウォブリング群を前記第４群内において前記変倍光学群の挿入位置よりも像側に設け、
且つ、該ウォブリング群を、バックフォーカス変化量の振幅半幅が焦点深度の２分の１となるように駆動したときに、
｜α１（Ｓ１−Ｅ１）／ｆｗ１｜＜０．６
｜α２（Ｓ２−Ｅ２）／ｆｗ２｜＜２．２
但し、
α１：該ウォブリング群の物体側主平面に入射する軸外主光線の角度（該変倍光学群が挿入されない状態）
Ｓ１：該ウォブリング群の物体側主平面からみた該光量調節絞りまでの距離（該変倍光学群が挿入されない状態）
Ｅ１：該ウォブリング群の像側主平面からみた該結像面までの距離（該変倍光学群が挿入されない状態）
ｆｗ１：該変倍光学群が挿入されない状態での広角端の焦点距離
α２：該ウォブリング群の物体側主平面に入射する軸外主光線の角度（該変倍光学群が挿入された状態）
Ｓ２：該ウォブリング群の物体側主平面からみた該光量調節絞りまでの距離（該変倍光学群が挿入された状態）
Ｅ２：該ウォブリング群の像側主平面からみた該結像面までの距離（該変倍光学群が挿入された状態）
ｆｗ２：該変倍光学群が挿入された状態での広角端の焦点距離
を満足し、且つ、
該第４群内において、該変倍光学群が挿入されない状態における該ウォブリング群の直前のレンズ群Ｌ４ｂの屈折力をφ４ｂ、撮像素子のイメージサイズをＩｍとしたときに、
−０．００１＜φ４ｂ／Ｉｍ＜０．００１５
を満足することを特徴とするズームレンズ。
前記第４群において、前記ウォブリング群が最も像側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
前記変倍光学群の挿抜の前後において、前記ウォブリング群の振幅半幅を
Δｘ２＝Ｆ＊Δｘ１
としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
Δｘ１：該変倍光学群の挿入前のウォブリング群の振幅半幅
Δｘ２：該変倍光学群の挿入後のウォブリング群の振幅半幅
Ｆ：該変倍光学群の挿抜に伴うＦナンバーの変化倍率
請求項１から３のいずれかに記載のズームレンズと、このズームレンズが装着されるカメラとを有して構成されることを特徴とする撮影システム。