(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群から成り、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを、第１，第４群を固定とし、該第２群を像面側へ、該第３群を物体側へ移動させ、最大撮影倍率時において該第２群と第３群の間隔は最小となり、該第ｉ群の焦点距離をｆｉ、全系の焦点距離をｆとしたとき
０．４５＜ｆ１／ｆ＜  ０．６
−０．４８＜ｆ２／ｆ＜−０．２９
０．７６＜ｆ３／ｆ＜  １．８５
なる条件を満足することを特徴とするフローティングを利用した撮影レンズ。
【請求項２】
無限遠物体から最至近物体へのフォーカスの際の前記第２群と第３群の移動量（像面側への移動量を正とし、その逆を負とする）を各々ΔＳ２，ΔＳ３としたとき
−２．９８＜Δｓ２／Δｓ３＜−０．４３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のフローティングを利用した撮影レンズ。
【請求項３】
前記第２群と第３群との間にフォーカスの際に固定の絞りを配置していることを特徴とする請求項１又は２のフローティングを利用した撮影レンズ。
【請求項４】
前記第２群は負レンズと正レンズとを接合した貼り合わせレンズを有していることを特徴とする請求項１，２又は３のフローティングを利用した撮影レンズ。
【請求項５】
前記第１群は両レンズ面が凸面の正レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、そして物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより成っていることを特徴とする請求項１のフローティングを利用した撮影レンズ。
【請求項６】
前記第２群は両レンズ面が凹面の負レンズ、物体側へ凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、そして物体側へ凸面を向けたメニスカス状の正レンズより成っていることを特徴とする請求項５のフローティングを利用した撮影レンズ。
【請求項７】
前記第３群は像面側へ凸面を向けたメニスカス状の正レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、そして両レンズ面が凹面の負レンズより成っていることを特徴とする請求項６のフローティングを利用した撮影レンズ。
【請求項８】
前記第４群は像面側へ凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより成っていることを特徴とする請求項７のフローティングを利用した撮影レンズ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項のフローティングを利用した撮影レンズを用いて像を固体撮像素子に形成していることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は写真用カメラ、ビデオカメラ、そして電子スチルカメラ等の撮像装置に好適な撮影画角２４度程度、Ｆナンバー３．５程度のフローティングを利用した撮影レンズに関し、特に無限遠物体から等倍率近傍の近距離物体に至る広範囲の物体に対して焦点合わせをする際の収差補正を良好に行った高性能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より写真用カメラやビデオカメラそして電子スチルカメラ等において、近距離物体の撮影を主たる目的とした撮影レンズにマクロレンズ又はマイクロレンズ（以下「マクロレンズ」という。）と呼ばれるものがある。
【０００３】
マクロレンズは一般の標準レンズや望遠レンズ等の他の撮影レンズに比べて、特に近距離物体において高い光学性能が得られるように設計されている。またマクロレンズは多くの場合、近距離物体に限らず近距離物体から無限遠物体に至る広範囲の物体に対しても使用されている。一般にマクロレンズにおいて物体距離範囲（撮影倍率範囲）の拡大を図ろうとすると、特に近接撮影である高倍率の方へ拡大するとフォーカスに伴う収差変動が増大してくる。
【０００４】
従来よりフォーカスに伴う収差変動を少なくする方法として、フォーカスの際に、少なくとも２つのレンズ群を独立に移動させる、所謂フローティングを利用したフォーカス方法がある。フローティングを利用した撮影レンズは、例えば本出願人が特開昭６３−１７９３０８号公報で提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般にマクロレンズにおいて撮影倍率範囲を拡大すると、特に高倍率の方に拡大すると撮影倍率の変化に伴い収差変動が多くなり、これを良好に補正するのが難しくなってくる。
【０００６】
例えば、撮影倍率１／１０を基準に設計されたマクロレンズを撮影倍率が等倍へと高倍率の方へ拡大して撮影しようとすると、球面収差、像面弯曲そしてコマ収差等が著しく多く発生してくる。
【０００７】
フローティングを利用すればフォーカスの際の収差変動を少なくすることができる。しかしながら、フォーカスの際に移動させるレンズ群が大型で高重量であると、例えば自動焦点検出機構を有したカメラ等ではレンズ駆動モータの負荷が大きくなり、高速なフォーカスが難しくなるという問題点が生じてくる。
【０００８】
本発明は、無限遠物体から近距離物体に至る、特に撮影倍率が等倍付近に至る広範囲の物体に対して焦点合わせ（フォーカス）をする際の収差変動を良好に補正したＦナンバー３．５程度、撮影画角２４度程度の高い光学性能を有したフローティングを利用した撮影レンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のフローティングを利用した撮影レンズは、
（１−１）物体側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群の４つのレンズ群から成り、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを、第１，第４群を固定とし、該第２群を像面側へ、該第３群を物体側へ移動させ、最大撮影倍率時において該第２群と第３群の間隔は最小となり、該第ｉ群の焦点距離をｆｉ、全系の焦点距離をｆとしたとき
０．４５＜ｆ１／ｆ＜  ０．６      ‥‥‥（１）
−０．４８＜ｆ２／ｆ＜−０．２９    ‥‥‥（２）
０．７６＜ｆ３／ｆ＜  １．８５    ‥‥‥（３）
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明の撮像装置は、構成（１−１）のフローティングを利用した撮影レンズを用いて像を固体撮像素子に形成していることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は各々本発明の数値実施例１〜４のレンズ断面図である。図５〜図８は各々本発明の数値実施例１〜４の諸収差図である。
【００１１】
レンズ断面図と収差図において、（Ａ）は無限遠物体、（Ｂ）は撮影倍率等倍である。レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１群、Ｌ２は負の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折力の第３群、Ｌ４は正の屈折力の第４群である。ＳＰは絞りであり第２群Ｌ２と第３群Ｌ３との間に配置している。
【００１２】
ＩＰは像面である。無限遠物体から至近物体へのフォーカスに際して、矢印の如く、第１，第４群を固定とし、第２群を像面側、第３群を物体側へ移動させている。最大撮影倍率（等倍）において第２群と第３群の間隔が最小となるようにしている。
【００１３】
本実施例では以上のようにレンズ構成を特定すると共に、第１〜第３群の屈折力を条件式（１）〜（３）の如く設定し、これにより撮影倍率の変化に伴う収差変動を少なくし、無限遠物体から近距離物体に至る広範囲の物体に対して良好なる収差補正を可能としている。特に無限遠物体から撮影倍率等倍の近距離物体に至る広範囲の物体に対して良好なる収差補正を可能としている。
【００１４】
条件式（１）は第１群のパワー（屈折力）に関する。条件式（１）の下限値を超えると第１群のパワーが強くなりすぎ、レンズ系のコンパクト化には有利であるが、フォーカシングに伴う球面収差、色収差による収差変動を補正することが困難となる。
【００１５】
逆に上限値を超えると収差補正には有利であるが、レンズ系全体のコンパクト化が難しくなってくる。
【００１６】
条件式（２）は第２群のパワーに関する。条件式（２）の下限値を超えて第２群のパワーが強くなりすぎると、フォーカシング時の第２群の移動量を小さくすることができるが、第２群を通過した光線の発散作用が強まり、第３群の径が大きくなりオートフォーカスに不利となる。
【００１７】
また第２群自体の収差も増大するためフォーカシング時の収差変動を良好に補正することが困難となる。逆に上限値を超えると収差補正には有利となるが、フォーカシング時の移動量が増大するとともに、高い撮影倍率を得ることが困難となる。
【００１８】
条件式（３）は第３群のパワーに関する。条件式（３）の下限値を超えて第３群のパワーが強くなりすぎると、フォーカシング時の移動量の点では移動量が少なくなり有利となるが、相対的に第２群の発散作用が強まり第３群の径が大となってくる。また上限値を超えて第３群のパワーが弱くなりすぎると相対的に第２群の負のパワーも弱まり、高い撮影倍率を得るには大きな移動スペースを要してくるので良くない。
【００１９】
本発明のフローティングを有した撮影レンズでは以上の諸条件を満足させることにより達成されるが、更に撮影倍率の変化に伴う収差変動を少なくし、物体距離全般にわたり、高い光学性能を得るには次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させるのが良い。
【００２０】
（ａ１）無限遠物体から最至近物体へのフォーカスの際の前記第２群と第３群の移動量（像面側への移動量を正とし、その逆を負とする）を各々ΔＳ２，ΔＳ３としたとき
−２．９８＜Δｓ２／Δｓ３＜−０．４３  ‥‥‥（４）
なる条件を満足することである。
【００２１】
条件式（４）はフォーカシング時の第２群及び第３群の移動量（ここで像面側方向の移動量を正とし、その逆を負としている）のバランスに関する。条件式（４）の下限値を超えて第２群の移動量が第３群の移動量に比べ大きくなりすぎると、相対的に第３群の移動量を小さくすることができ、また至近撮影での第４群に入射する軸上光の光線高を高くでき球面収差補正には有利であるが、第２群への変倍分担が大きくなるため、第２群に絶対値の大きなパワーが必要となり収差補正上、不利となる。
【００２２】
一方、上限値を超えて至近撮影での第３群の移動量が大きくなりすぎると第４群の径が増大するとともに第４群を通過する軸上光の光線高の低下により球面収差の補正が困難となる。
【００２３】
（ａ２）前記第２群と第３群との間にフォーカスの際に固定の絞りを配置していることである。
【００２４】
絞り位置をフォーカシング中、固定することによってメカ構造を容易にできる。また絞り位置を第２群と第３群の中間にとることで等倍率撮影時においても十分な光量を確保するとともにコンパクトでありながら口径比を小さくした明るい撮影レンズを実現している。
【００２５】
（ａ３）前記第２群は負レンズと正レンズとを接合した貼り合わせレンズを有していることである。
【００２６】
第２群中に含まれる負レンズ、正レンズからなる貼り合わせレンズ面によって第２群自体がもつ色収差の絶対値を小さく抑えることができ、フォーカシングにともなう収差変動を良好に補正している。
【００２７】
（ａ４）前記第１群は両レンズ面が凸面の正レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、そして物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズより成っていることである。
【００２８】
（ａ５）前記第２群は両レンズ面が凹面の負レンズ、物体側へ凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、そして物体側へ凸面を向けたメニスカス状の正レンズより成っていることである。
【００２９】
（ａ６）前記第３群は像面側へ凸面を向けたメニスカス状の正レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズ、そして両レンズ面が凹面の負レンズより成っていることである。
【００３０】
（ａ７）前記第４群は像面側へ凸面を向けたメニスカス状の負レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより成っていることである。
【００３１】
条件（ａ４）〜（ａ７）の如く、各レンズ群を構成することによってフォーカスの際の収差変動を少なくし、物体距離全般にわたり諸収差をバランス良く補正し、良好なる光学性能を得ている。
【００３２】
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屈折率とアッベ数である。又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−１に示す。
【００３３】
【外１】
0003710277.tif 000002
【００３４】
【外２】
0003710277.tif 000003
【００３５】
【外３】
0003710277.tif 000004
【００３６】
【外４】
0003710277.tif 000005
【００３７】
【表１】
0003710277.tif 000006
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、各レンズ群を構成することにより、無限遠物体から近距離物体に至る、特に撮影倍率が等倍付近に至る広範囲の物体に対して焦点合わせ（フォーカス）をする際の収差変動を良好に補正したＦナンバー３．５程度、撮影画角２４度程度の高い光学性能を有したフローティングを利用した撮影レンズ及びそれを有する撮像装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図３】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図４】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図５】本発明の数値実施例１の収差図
【図６】本発明の数値実施例２の収差図
【図７】本発明の数値実施例３の収差図
【図８】本発明の数値実施例４の収差図
【符号の説明】
Ｌ１    第１群
Ｌ２    第２群
Ｌ３    第３群
Ｌ４    第４群
ｄ      ｄ線
ｇ      ｇ線
Ｓ．Ｃ  正弦条件
ΔＳ    サジタル像面
ΔＭ    メリディオナル像面
【図１】
0003710277.tif 000007
【図２】
0003710277.tif 000008
【図３】
0003710277.tif 000009
【図４】
0003710277.tif 000010
【図５】
0003710277.tif 000011
【図６】
0003710277.tif 000012
【図７】
0003710277.tif 000013
【図８】
0003710277.tif 000014