(57)【要約】【課題】無限遠からマクロ領域まで、適切な防振敏感度を保ちつつ、基準時、防振時ともに良好な性能を得る。【解決手段】物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正または負の屈折力を持つ第４レンズ群で構成され、最も像側の第４レンズ群は、物体側から順に負の屈折力を持つ第４ａレンズ群と正の屈折力を持つ第４ｂレンズ群で構成され、前期第４ｂレンズ群を光軸と略垂直方向に移動して振動時の光学性能の補正を行い、無限遠から有限距離へのフォーカスの際、少なくとも前記第２レンズ群と第３レンズ群が独立に移動し、以下の条件式を満たすことを特徴とするマクロレンズ。              ０．１５＜｜ｆ４ａ／ｆ｜＜０．４５              ０．６＜｜ｆ４ａ／ｆ４ｂ｜≦１．０ ｆ４ａ：第４ａレンズ群の焦点距離、ｆ４ｂ：第４ｂレンズ群の焦点距離、ｆ：全系の焦点距離【選択図】図１
2014041224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正または負の屈折力を持つ第４レンズ群で構成され、
最も像側の第４レンズ群は、物体側から順に負の屈折力を持つ第４ａレンズ群と正の屈折力を持つ第４ｂレンズ群で構成され、前期第４ｂレンズ群を光軸と垂直方向に移動して振動時の光学性能の補正を行い、
無限遠から有限距離へのフォーカスの際、少なくとも前記第２レンズ群と第３レンズ群が独立に移動し、
以下の条件式を満たすことを特徴とするマクロレンズ。
０．１５＜｜ｆ４ａ／ｆ｜＜０．４５
０．６＜｜ｆ４ａ／ｆ４ｂ｜≦１．０
ｆ４ａ：第４ａレンズ群の焦点距離、ｆ４ｂ：第４ｂレンズ群の焦点距離、ｆ：全系の焦点距離
【請求項２】
前記第４ａレンズ群は、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズを少なくとも一つずつ含むことを特徴とする請求項１に記載のマクロレンズ。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のマクロレンズ。
−１．０  ＜  β２∞／β２ｍｏｄ  ＜  １．０
β２∞：第２レンズ群の無限遠での撮影倍率
β２ｍｏｄ：第２レンズ群の撮影倍率等倍時の撮影倍率
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のマクロレンズ。
１．０  ＜  ｜β３∞／β３ｍｏｄ｜    ＜  ２０
β３∞：第３レンズ群の無限遠での撮影倍率
β３ｍｏｄ：第３レンズ群の撮影倍率等倍時の撮影倍率
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、写真用カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な交換レンズに関して、撮影倍率が等倍程度の近距離撮影可能で、手ぶれ等における像ブレを光学的に補償し得るようなマクロレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、写真用カメラにおいて、近距離撮影を目的とした撮影レンズとしてマクロレンズがある。マクロレンズは、無限遠から等倍程度の近距離撮影時において、特に近距離撮影時に高い光学性能が得られるような設計をしている。
【０００３】
一般に、撮影倍率が大きくなるにつれて、フォーカシングに伴う収差の変動が大きくなり、良好に補正することが困難になる。そこで、近距離へのフォーカシングの際に複数のレンズ群を独立に移動させ、収差の変動を補正する、フローティングが採用されている。
【０００４】
しかし、従来の第１レンズ群を物体側に繰り出すことによるフローティングフォーカス方式では、迅速なピント合わせが困難である上、被写体との距離（ワーキングディスタンス）が短くなるという問題点があった。
【０００５】
そこで、近距離へのフォーカシングの際に第１レンズ群が移動しないインナーフォーカスタイプのマクロレンズが提案されている。
【０００６】
さらに、光学系の一部を光軸と略垂直方向に移動させることで、防振状態での像ぶれの補正を行ったマクロレンズが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２９９１９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１４３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
撮影倍率の高いマクロ撮影においては、被写界深度を確保するために絞り込んで撮影を行うのが一般的である。しかしそのためにスローシャッターとなり、撮影時の手振れが問題となる。
【０００９】
更に、マクロ撮影時においては、撮影倍率の増加につれて、手ブレが撮影画像に与える影響が大きくなる。そのため、防振レンズ群にはマクロ撮影領域での像ブレを補償するために、適切な偏芯敏感度が必要となる。
【００１０】
また、防振群駆動部分の大型化を避けるために、防振レンズ群はなるべく小型、軽量であることが望ましい。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑み、全長の変化がないインナーフォーカスタイプで、手ぶれによる像ブレを光学的に補償し、無偏芯状態である基準状態、防振状態共に良好な性能を持つマクロレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の撮影レンズは、
物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正または負の屈折力を持つ第４レンズ群で構成され、最も像側の第４レンズ群は、物体側から順に負の屈折力を持つ第４ａレンズ群と正の屈折力を持つ第４ｂレンズ群で構成され、前期第４ｂレンズ群を光軸と略垂直方向に移動して振動時の光学性能の補正を行い、無限遠から有限距離へのフォーカスの際、少なくとも前記第２レンズ群と第３レンズ群が独立に移動し、
以下の条件式を満たすことを特徴とする。
【００１３】
０．１５＜｜ｆ４ａ／ｆ｜＜０．４５
０．６＜｜ｆ４ａ／ｆ４ｂ｜≦１．０
式中のｆ４ａは、第４ａレンズ群の焦点距離、ｆ４ｂは第４ｂレンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離を示している。
【００１４】
本発明の更なる目的、またはその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例等において明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば以上のように、インナーフォーカスタイプの望遠マクロレンズにおいて、振動時の像ぶれの補償を光学的に行い、無限遠から等倍領域まで、無偏芯状態である基準状態、偏芯状態である防振状態いずれにおいても良好な光学性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（Ａ）本発明の数値実施例１の無限遠状態でのレンズ断面図、（Ｂ）本発明の数値実施例１の倍率−０．５倍状態でのレンズ断面図、（Ｃ）本発明の数値実施例１の倍率−１．０倍状態でのレンズ断面図
【図２】（Ａ）本発明の数値実施例１の無限遠状態での収差図、（Ｂ）本発明の数値実施例１の倍率−０．５倍状態での収差図、（Ｃ）本発明の数値実施例１の倍率−１．０倍状態での収差図
【図３】（Ａ）本発明の数値実施例１において、光軸が０．３°傾いた状態での無限遠状態の収差図、（Ｂ）本発明の数値実施例１において、光軸が０．３°傾いた状態での倍率−０．５倍状態の収差図、（Ｃ）本発明の数値実施例１において、光軸が０．３°傾いた状態での倍率−１．０倍状態の収差図
【図４】（Ａ）本発明の数値実施例２の無限遠状態でのレンズ断面図、（Ｂ）本発明の数値実施例２の倍率−０．５倍状態でのレンズ断面図、（Ｃ）本発明の数値実施例２の倍率−１．０倍状態でのレンズ断面図
【図５】（Ａ）本発明の数値実施例２の無限遠状態での収差図、（Ｂ）本発明の数値実施例２の倍率−０．５倍状態での収差図、（Ｃ）本発明の数値実施例２の倍率−１．０倍状態での収差図
【図６】（Ａ）本発明の数値実施例２において、光軸が０．３°傾いた状態での無限遠状態の収差図、（Ｂ）本発明の数値実施例２において、光軸が０．３°傾いた状態での倍率−０．５倍状態の収差図、（Ｃ）本発明の数値実施例２において、光軸が０．３°傾いた状態での倍率−１．０倍状態の収差図
【図７】（Ａ）本発明の数値実施例３の無限遠状態でのレンズ断面図、（Ｂ）本発明の数値実施例３の倍率−０．５倍状態でのレンズ断面図、（Ｃ）本発明の数値実施例３の倍率−１．０倍状態でのレンズ断面図
【図８】（Ａ）本発明の数値実施例３の無限遠状態での収差図、（Ｂ）本発明の数値実施例３の倍率−０．５倍状態での収差図、（Ｃ）本発明の数値実施例３の倍率−１．０倍状態での収差図
【図９】（Ａ）本発明の数値実施例３において、光軸が０．３°傾いた状態での無限遠状態の収差図、（Ｂ）本発明の数値実施例３において、光軸が０．３°傾いた状態での倍率−０．５倍状態の収差図、（Ｃ）本発明の数値実施例３において、光軸が０．３°傾いた状態での倍率−１．０倍状態の収差図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
［数値実施例１］
表１（ａ）、表１（ｂ）は、本発明の数値実施例１の数値である。数値においては、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線の屈折率、νｄはアッベ数を示す。
【００１８】
図１（Ａ）は、本発明の数値実施例１の無限遠状態のレンズ断面図である。図１（Ｂ）は撮影倍率０．５倍、図１（Ｃ）は撮影倍率１．０倍状態のレンズ断面図である。
【００１９】
図１（Ａ）中、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力を持つ第４ｂレンズ群である。
【００２０】
近距離へのフォーカシングの際に、第１レンズ群は固定、第２レンズ群が像側へ移動し、第３レンズ群は物体側へ移動する。第１レンズ群を固定にすることにより、全長が一定の操作性の良いレンズが実現可能になる。第２レンズ群の像側への移動とは独立に、第３レンズ群を物体側へ移動させることで、近距離での撮影倍率を等倍まで高くすると同時に、近距離へのフォーカシングに伴う収差変動を良好に補正することが可能になる。
【００２１】
Ｌ４レンズ群中、Ｌ４ａは負の屈折力を持つ第４ａレンズ群、Ｌ４ｂは正の屈折力を持つ第４ｂレンズ群である。第４ａレンズ群は、物体側より負の屈折力を持つレンズと正の屈折力を持つレンズとの接合レンズ、負の屈折力を持つ単レンズとの構成になっており、光軸と略垂直方向へ移動させることで振動時の像ぶれの補正を行う。ＳＰは絞り、ＳＰ２は副絞り、ＩＰは像面である。
【００２２】
また、本発明のマクロレンズにおいて、更に高い光学性能を得るには、以下の条件式を満足することが必要である。
０．１５＜｜ｆ４ａ／ｆ｜＜０．４５（１）
０．６＜｜ｆ４ａ／ｆ４ｂ｜≦１．０（２）
条件式（１）は、防振機能を持つ第４ａレンズ群の焦点距離に関する条件式で、望遠マクロレンズでの防振を行うために適切なレンズの屈折力を得るための条件である。
【００２３】
一般に、防振状態における偏芯像面湾曲を低減するために必要な条件は、次式で表される。
【００２４】
【数１】
2014041224.tif 000003
【００２５】
（典拠：松居吉哉  偏芯の存在する光学系の３次の収差論  日本オプトメカトロニクス協会  １９８９）
式中のＰｐは防振レンズ群のペッツバール和、Ｐｑは防振レンズ群後群のペッツバール和、αｐは防振レンズ群に入射する光線の角度、α´ｐは、防振レンズ群を出射する光線の角度を表す。
【００２６】
（Ａ）式より、偏芯状態の像面湾曲を０にするためには、例えばこの条件式において、
・α´ｐ＝０、すなわち防振群を出射する光線が光軸に対して平行（アフォーカル）である事
・防振群５ａと５ｂレンズ群の合成のペッツバール和が０であること
が必要になる。
【００２７】
また、撮影倍率の高いマクロ領域では、遠距離での手ぶれの原因となっている、光軸上の支点を中心とした回転方向のぶれの他に、光軸と略平行に生じるぶれの寄与が大きくなる。
【００２８】
【数２】
2014041224.tif 000004
【００２９】
上記の異なる２種類の手ぶれを補正するために、防振レンズ群には適切な屈折力が要求される。
【００３０】
条件式（１）の上限を超えるほど第４ａレンズ群の屈折力が弱いと、低速シャッター時、振動時の画像のぶれ補正が十分に行われず、良好な防振性能を保つことが困難となる。逆に条件式（１）の下限を超えるほど第３レンズ群の屈折力が強いと、フォーカシングにおける諸収差の補正が困難になる。
【００３１】
望遠マクロレンズにおいて、適切な防振時の敏感度を得るために条件式（１）を満たすことは、防振レンズ群の負の屈折力を増大させ、前記（Ａ）式において、
α´ｐ＞０
となる。条件式（２）は防振機能を持つ第４ａレンズ群、４ｂレンズ群の屈折力の比に関する条件式で、前述の式（Ａ）において、条件式（１）を満たした上でペッツバール和の条件を良好に保ち、基準状態、防振状態共に良好な性能を確保するための条件式である。条件式（２）の上限を超えるほど２つのレンズ群の屈折力の比が小さいと、基準状態での諸収差の補正が困難となる。条件式（２）の下限を超えるほど２つのレンズ群の屈折力の比が大きいと、前述の偏芯像面湾曲低減の条件から離れる方向となり、防振状態の収差の補正が困難となる。
【００３２】
本発明のマクロレンズにおいて、更に高い光学性能を得るには、更に以下の条件式を満足することが必要である。
−１．０  ＜  β２∞／β２ｍｏｄ  ＜  １．０（３）
１．０＜  ｜β３∞／β３ｍｏｄ｜  ＜  ２０（４）
条件式（３）、（４）は、望遠マクロレンズにおける倍率分担に関する条件である。フォーカスによって第２レンズ群を像側へ移動させることで、撮影倍率が上がる。第３レンズ群を物体側へ移動させることで、フォーカスでの諸収差の変動を低減することが可能となる。これによって全系で等倍の撮影倍率を確保しながら、フローティングによってフォーカス全域で良好な性能を得ることが出来る。
【００３３】
条件式（３）は、第２レンズ群の撮影倍率に関する条件式で、望遠マクロレンズにおいて高い撮影倍率を得るための条件である。条件式（３）の上限を超えるほど第２レンズ群のフォーカスによる倍率変化が小さいと、等倍の撮影倍率を得ることが困難となる。条件式（３）の下限を超えるほど第２レンズ群の屈折力が強いと、フォーカスによる諸収差の変動を補正することが困難となる。
【００３４】
望ましくは、条件式（３）の範囲を、
−０．１＜  β２∞／β２ｍｏｄ  ＜  ０．８
にすることで、良好な性能を得ることが出来る。
【００３５】
条件式（４）は、第３レンズ群の撮影倍率の条件式で、望遠マクロレンズにおいて高い撮影倍率を得るための条件である。条件式（３）の上限を超えるほど第３レンズ群の屈折力が弱いと、フローティングの効果を得るための繰り出し量が増え、全系の大型化につながる。条件式（３）の下限を超えると、フローティングによる収差の補正が困難になる。
【００３６】
望ましくは、条件式（３）の範囲を、
１．２＜  ｜β３∞／β３ｍｏｄ｜  ＜  ５．０
にすることで、良好な性能を得ることが出来る。
【００３７】
図２（Ａ）は本発明の実施例１の無限遠状態での収差図である。図２（Ｂ）は本発明の実施例１の撮影倍率０．５倍状態での収差図である。図２（Ｃ）は本発明の実施例１の撮影倍率１．０倍状態での収差図である。いずれも良好な収差となっている。
【００３８】
図３（Ａ）は本発明の実施例１において、無限遠状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。図３（Ｂ）は本発明の実施例１において、撮影倍率０．５倍状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。図３（Ｃ）は本発明の実施例１において、撮影倍率１，０倍状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。偏芯時も良好な収差となっている。
［数値実施例２］
表２（ａ）、表２（ｂ）は、本発明の数値実施例２の数値である。数値においては、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線の屈折率、νｄはアッベ数を示す。
【００３９】
図４（Ａ）は、本発明の数値実施例２の無限遠状態のレンズ断面図である。図４（Ｂ）は撮影倍率０．５倍状態のレンズ断面図である。図４（Ｃ）は撮影倍率１．０倍状態でのレンズ断面図である。
【００４０】
図４（Ａ）中、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は絞りを含み、正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。近距離へのフォーカシングの際に、第１レンズ群は固定、第２レンズ群が像側へ移動し、第３レンズ群は物体側へ移動する。第１レンズ群を固定にすることにより、全長が一定の操作性の良いレンズが実現可能になる。第２レンズ群の像側への移動とは独立に、第３レンズ群を物体側へ移動させることで、近距離での撮影倍率を等倍まで高くすると同時に、近距離へのフォーカシングに伴う収差変動を良好に補正することが可能になる。
【００４１】
Ｌ４レンズ群中、Ｌ４ａは負の屈折力を持つ第４ａレンズ群、Ｌ４ｂは正の屈折力を持つ第４ｂレンズ群である。第４ａレンズ群は、負の屈折力を持つレンズと正の屈折力を持つレンズとの接合レンズとなっており、光軸と略垂直方向へ移動させることで振動時の像ぶれの補正を行う。ＳＰは絞り、ＳＰ２は副絞り、ＩＰは像面である。
また、本発明のマクロレンズにおいて、更に高い性能を得るために必要な条件式とその意味は、数値実施例１の場合と同様である。
【００４２】
図５（Ａ）は本発明の実施例２の無限遠状態での収差図である。図５（Ｂ）は本発明の実施例２の撮影倍率０．５倍状態での収差図である。図５（Ｃ）は本発明の実施例２の撮影倍率１．０倍状態での収差図である。
いずれも良好な収差となっている。
【００４３】
図６（Ａ）は本発明の実施例２において、無限遠状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。図６（Ｂ）は本発明の実施例２において、撮影倍率０．５倍状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。図６（Ｃ）は本発明の実施例２において、撮影倍率１．０倍状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。偏芯時も良好な収差となっている。
［数値実施例３］
表３（ａ）、表３（ｂ）は、本発明の数値実施例３の数値である。数値においては、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線の屈折率、νｄはアッベ数を示す。
【００４４】
図７（Ａ）は、本発明の数値実施例３の無限遠状態のレンズ断面図である。図７（Ｂ）は撮影倍率０．５倍状態での等倍状態のレンズ断面図である。図７（Ｃ）は撮影倍率１．０倍状態での等倍状態のレンズ断面図である。
【００４５】
図７（Ａ）中、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は絞りを含み、正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群である。
【００４６】
近距離へのフォーカシングの際に、第１レンズ群は固定、第２レンズ群が像側へ移動し、第３レンズ群は固定、第４レンズ群は物体側へ移動する。第１レンズ群を固定にすることにより、全長が一定の操作性の良いレンズが実現可能になる。第２レンズ群の像側への移動とは独立に、第３レンズ群を物体側へ移動させることで、近距離での撮影倍率を等倍まで高くすると同時に、近距離へのフォーカシングに伴う収差変動を良好に補正することが可能になる。
【００４７】
Ｌ４レンズ群中、Ｌ４ａは負の屈折力を持つ第４ａレンズ群、Ｌ４ｂは正の屈折力を持つ第４ｂレンズ群である。第４ａレンズ群は、負の屈折力を持つレンズと正の屈折力を持つレンズとの接合レンズとなっており、光軸と略垂直方向へ移動させることで振動時の像ぶれの補正を行う。ＳＰは絞り、ＳＰ２は副絞り、ＩＰは像面である。
【００４８】
また、本発明のマクロレンズにおいて、更に高い性能を得るために必要な条件式とその意味は、数値実施例１の場合と同様である。
【００４９】
図８（Ａ）は本発明の実施例３の無限遠状態での収差図である。図８（Ｂ）は本発明の実施例３の撮影倍率０．５倍状態での収差図である。図８（Ｃ）は本発明の実施例３の撮影倍率１．０倍状態での収差図である。
【００５０】
いずれも良好な収差となっている。
【００５１】
図９（Ａ）は本発明の実施例３において、無限遠状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。図９（Ｂ）は本発明の実施例３において、撮影倍率０．５倍状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。図９（Ｃ）は本発明の実施例３において、撮影倍率１．０倍状態で光軸から０．３°傾いた状態での収差図である。偏芯時も良好な収差となっている。
【００５２】
一般にマクロレンズにおいては、撮影倍率βの変化に伴い、Ｆｎｏが、
（１−β）・Ｆｎｏ
の式に従って変化していく。その軸上光線の変化に伴い、副絞りＳＰ２を変化させることで、絞り径を小さくするとともに、不要な光線をカットすることができる。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００５４】
【表１（ａ）】
2014041224.tif 000005
【００５５】
【表１（ｂ）】
2014041224.tif 000006
【００５６】
【表２（ａ）】
2014041224.tif 000007
【００５７】
【表２（ｂ）】
2014041224.tif 000008
【００５８】
【表３（ａ）】
2014041224.tif 000009
【００５９】
【表３（ｂ）】
2014041224.tif 000010
【００６０】
【表４】
2014041224.tif 000011
【符号の説明】
【００６１】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
Ｌ４  第４レンズ群
Ｌ５ａ  第４ａレンズ群
Ｌ５ｂ  第４ｂレンズ群
ＳＰ  絞り
ＳＰ２  副絞り
ＩＰ  像面
Ｙ    像高
実線  ｄ線
Ｍ  メリディオナル像面
Ｓ  サジタル像面
【図１】
2014041224.tif 000012
【図２】
2014041224.tif 000013
【図３】
2014041224.tif 000014
【図４】
2014041224.tif 000015
【図５】
2014041224.tif 000016
【図６】
2014041224.tif 000017
【図７】
2014041224.tif 000018
【図８】
2014041224.tif 000019
【図９】
2014041224.tif 000020