(57)【要約】【課題】近接撮影可能で、低コストで形成できるズームレンズを得る。【解決手段】ズームレンズを、物体側から順に、正の屈折力を有して変倍時に固定とされる第１レンズ群（Ｇ１）と、負の屈折力を有して変倍時に光軸に沿って移動される第２レンズ群（Ｇ２）と、負の屈折力を有して変倍に伴う像面の変動を補正する第３レンズ群（Ｇ３）と、正の屈折力を有して変倍時に固定とされる第４レンズ群（Ｇ４）とから構成する。そして、無限遠から所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群（Ｇ１）の一部である第１２レンズ部分群（Ｇ１２）を光軸（Ｚ）に沿って移動させて合焦を行い、所定距離よりも至近側に有る物体には、第３レンズ群（Ｇ３）を光軸（Ｚ）に沿って移動させて合焦を行うようにする。【選択図】図１
2013011646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に物体側から順に、正の屈折力を有して変倍時に固定とされる第１レンズ群と、負の屈折力を有して変倍時に光軸に沿って移動される第２レンズ群と、負の屈折力を有して変倍に伴う像面の変動を補正する第３レンズ群と、正の屈折力を有して変倍時に固定とされる第４レンズ群とからなり、
無限遠から所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群全体、または第１レンズ群の一部を光軸に沿って移動させて合焦を行い、
前記所定距離よりも至近側に有る物体には、第３レンズ群を光軸に沿って移動させて合焦を行うことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
無限遠から前記所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群の一部を光軸に沿って移動させて合焦を行うことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
第１レンズ群が実質的に、物体側から順に配された第１１レンズ部分群と第１２レンズ部分群とからなり、
無限遠から前記所定距離までの間に有る物体には、前記第１２レンズ部分群を光軸に沿って移動させて合焦を行うことを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第４レンズ群が実質的に、正の屈折力を有する第４１レンズ部分群と、この第４１レンズ部分群よりも像側に配置された正の屈折力を有する第４２レンズ部分群と、この第４２レンズ部分群と前記第４１レンズ部分群との間に挿脱可能とされて、挿入されたときズームレンズ全体の焦点距離を長焦点側にシフトさせる第４３レンズ部分群とからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、以下の条件式を満足していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
−０．８＜ｆ３／ｆｔ＜−０．２  （１）
【請求項６】
望遠端において前記所定距離から最短撮影距離まで合焦させる際の前記第３レンズ群の移動量をｋ３、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、以下の条件式を満足していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．０１＜ｋ３／ｆｔ＜０．０８  （２）
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズおよび撮像装置に関し、特に詳細には、より近距離での撮影を可能にしたズームレンズおよび、そのようなズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビカメラ等に好適に搭載される近接撮影可能なズームレンズとして、例えば特許文献１に示されたものが知られている。この特許文献１に開示されているズームレンズは、無限遠から所定距離までは第１レンズ群全体を光軸に沿って移動させて合焦を行い、上記所定距離よりもさらに近距離の物体に対しては最も像側のレンズ群（第５レンズ群）を物体側に移動させて合焦を行う構成を備えたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０６７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のようにして近接撮影可能としたズームレンズにおいては、最も像側のレンズ群を２つのレンズ部分群から構成し、それらの間に別のレンズ部分群（いわゆるエクステンダー）を挿脱可能とし、その別のレンズ部分群を挿入することにより全系の焦点距離を長焦点側にシフトさせて、拡大撮影可能にすることも考えられている。【０００５】
そのような構成を採用する場合、特許文献１に示されるように最も像側のレンズ群を物体側に移動させて合焦を行う構成においては、エクステンダーを挿入するためのスペースを確保することが難しくなる。またそのスペース確保のために、エクステンダーの前後のレンズ部分群の間隔を大きく設定すると、射出瞳位置が像面に近くなり、カラーシェーディングなどの問題が発生しやすくなる。【０００６】
また、より近接撮影可能とするために、最も像側のレンズ部分群を移動させる機構を新たに付加すれば、ズームレンズのコストアップを招く。【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、低コストで形成可能で、エクステンダーを配設する場合にその挿入スペースの確保が困難になることもない、近接撮影可能なズームレンズを提供することを目的とする。【０００８】
また本発明は、上述のようなズームレンズを備えて、より近距離での撮影が可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるズームレンズは、 
実質的に物体側から順に、正の屈折力を有して変倍時に固定とされる第１レンズ群と、負の屈折力を有して変倍時に光軸に沿って移動される第２レンズ群と、負の屈折力を有して変倍に伴う像面の変動を補正する第３レンズ群と、正の屈折力を有して変倍時に固定とされる第４レンズ群とからなり、
無限遠から所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群全体、または第１レンズ群の一部を光軸に沿って移動させて合焦を行い、
前記所定距離よりも至近側に有る物体には、第３レンズ群を光軸に沿って移動させて合焦を行うことを特徴とするものである。【００１０】
ここで、上記の「実質的に第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群とからなり」とは、それらのレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分等を持つ場合も含むものとする。またこの点は、後述する「第１レンズ群が実質的に第１１レンズ部分群と第１２レンズ部分群とからなり」との記載についても、そして「第４レンズ群が実質的に、第４１レンズ部分群と、第４２レンズ部分群と、第４３レンズ部分群とから構成される」との記載についても同様である。【００１１】
なお、この本発明によるズームレンズは、無限遠から前記所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群の一部を光軸に沿って移動させて合焦を行うように構成されるのがより好ましい。【００１２】
上記の構成を採用する場合、本発明のズームレンズは、第１レンズ群が実質的に、物体側から順に配された第１１レンズ部分群と第１２レンズ部分群とからなり、無限遠から前記所定距離までの間に有る物体には、前記第１２レンズ部分群を光軸に沿って移動させて合焦を行うように構成されることが望ましい。【００１３】
また、本発明のズームレンズにおいては、前記第４レンズ群が実質的に、正の屈折力を有する第４１レンズ部分群と、この第４１レンズ部分群よりも像側に配置された正の屈折力を有する第４２レンズ部分群と、この第４２レンズ部分群と前記第４１レンズ部分群との間に挿脱可能とされて、挿入されたときズームレンズ全体の焦点距離を長焦点側にシフトさせる第４３レンズ部分群とから構成されることが望ましい。なお、この第４３レンズ部分群が、先に述べたエクステンダーとなる。【００１４】
また本発明のズームレンズは、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、以下の条件式
−０．８＜ｆ３／ｆｔ＜−０．２  （１）
を満足していることが望ましい。【００１５】
さらに本発明のズームレンズは、望遠端において前記所定距離から最短撮影距離まで合焦させる際の前記第３レンズ群の移動量をｋ３、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたとき、以下の条件式
０．０１＜ｋ３／ｆｔ＜０．０８  （２）
を満足していることが望ましい。【００１６】
他方、本発明による撮像装置は、以上説明した本発明によるズームレンズを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のズームレンズは、無限遠から所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群全体、または第１レンズ群の一部を光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記所定距離よりも至近側に有る物体には、第３レンズ群を光軸に沿って移動させて合焦を行うように構成されているので、本来変倍のために設けられた第３レンズ群の移動機構を合焦のためにも利用して、低コストで形成可能となる。【００１８】
また、無限遠から最短撮影距離までの全ての領域に亘って第１レンズ群全体、または第１レンズ群の一部のみを移動させて合焦を行う場合は、ズームレンズの全長、外径、質量の増加を招き、無限遠から至近まで収差が増大して性能低下につながるが、前記所定距離よりも至近側に有る物体には第３レンズ群を移動させて合焦を行うようにしたので、ズームレンズの全長、外径、質量の増加を招くことなく、最短撮影距離を短縮化することが可能になる。なお、このとき、第３レンズ群にいわゆる電子カム構造を適用すれば、ズーミングと合焦の両方の制御が容易になる。【００１９】
また、所定距離よりも至近側に有る物体には第３レンズ群を移動させて合焦を行うようにしているので、第４レンズ群にエクステンダーを配置する場合でも、エクステンダーの前後のレンズ部分群の間隔を大きく設定する必要がなく、よって、前述したカラーシェーディングなどの問題を招くことを防止できる。【００２０】
また、本発明によるズームレンズにおいて特に、無限遠から前記所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群の一部を光軸に沿って移動させて合焦を行うように構成された場合は、この移動のための機構として小型、軽量のものを適用可能となり、ひいてはズームレンズの小型、軽量化が達成される。【００２１】
そしてその場合、特に第１レンズ群が実質的に、物体側から順に配された第１１レンズ部分群と第１２レンズ部分群とからなり、無限遠から前記所定距離までの間に有る物体には、前記第１２レンズ部分群を光軸に沿って移動させて合焦を行うように構成されていれば、最も物体側に位置する第１１レンズ部分群を回転させたり移動させたりする必要が無くなるので、そこにフードや偏光フィルタ等が装着されても操作性を良好に保つことができる。【００２２】
また、本発明のズームレンズにおいて特に、前記第４レンズ群が実質的に、正の屈折力を有する第４１レンズ部分群と、この第４１レンズ部分群よりも像側に配置された正の屈折力を有する第４２レンズ部分群と、この第４２レンズ部分群と前記第４１レンズ部分群との間に挿脱可能とされて、挿入されたときズームレンズ全体の焦点距離を長焦点側にシフトさせる第４３レンズ部分群とから構成された場合は、エクステンダーとしての第４３レンズ部分群の作用によって、より拡大された像を結像、撮影可能となる。そしてその構成においては、第４２レンズ部分群が合焦のために移動することは無いから、第４３レンズ部分群を挿入するためのスペースも容易に確保できるようになる。【００２３】
また本発明のズームレンズにおいて、特に前記条件式（１）を満足している場合は下記の効果が得られる。すなわち、ｆ３／ｆｔの値が条件式（１）の下限値以下になると変倍による球面収差の変動が増大し、逆に上限値以上になると変倍による非点収差の変動が増大するが、条件式（１）が満足されていればそのような不具合の発生を防止できる。【００２４】
また本発明のズームレンズにおいて、特に前記条件式（２）を満足している場合は下記の効果が得られる。すなわち、ｋ３／ｆｔの値が条件式（２）の下限値以下になると第３レンズ群の移動量が減って、最短撮影距離を十分に小さくすることが難しくなり、逆に上限値以上になると第３レンズ群の移動量が増えて変倍比の低下を招くが、条件式（２）が満足されていればそのような不具合の発生を防止できる。【００２５】
他方、本発明による撮像装置は、以上説明した効果を奏する本発明のズームレンズを備えたものであるから、十分近距離の物体を撮影可能で、しかも小型、軽量に形成可能なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１に係るズームレンズの、エクステンダー非挿入時のレンズ構成を示す断面図
【図２】図１のズームレンズのエクステンダー挿入時の状態を示す部分断面図
【図３】本発明の実施例２に係るズームレンズの、エクステンダー非挿入時のレンズ構成を示す断面図
【図４】図３のズームレンズのエクステンダー挿入時の状態を示す部分断面図
【図５】本発明の実施例３に係るズームレンズの、エクステンダー非挿入時のレンズ構成を示す断面図
【図６】図５のズームレンズのエクステンダー挿入時の状態を示す部分断面図
【図７】本発明の実施例４に係るズームレンズの、エクステンダー非挿入時のレンズ構成を示す断面図
【図８】図７のズームレンズのエクステンダー挿入時の状態を示す部分断面図
【図９】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例１に係るズームレンズのエクステンダー非挿入時の各収差図
【図１０】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例１に係るズームレンズのエクステンダー挿入時の各収差図
【図１１】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例２に係るズームレンズのエクステンダー非挿入時の各収差図
【図１２】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例２に係るズームレンズのエクステンダー挿入時の各収差図
【図１３】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例３に係るズームレンズのエクステンダー非挿入時の各収差図
【図１４】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例３に係るズームレンズのエクステンダー挿入時の各収差図
【図１５】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例４に係るズームレンズのエクステンダー非挿入時の各収差図
【図１６】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施例４に係るズームレンズのエクステンダー挿入時の各収差図
【図１７】本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るズームレンズの構成例を示す断面図であり、後述の実施例１のズームレンズに対応している。なおこの図１は、後述するエクステンダーとしての第４３レンズ部分群Ｇ４３が挿入されていない状態を示しており、図２はこの第４３レンズ部分群Ｇ４３が挿入された状態を示している。ここで、前者の状態を示す図１では図中に（×１）の表示をし、また後者の状態を示す図２では図中に（×２）の表示をしてあり、これはその他の図や表においても同様である。
【００２８】
また図３および４、図５および６、図７および８は、上記図１および２と同様にして本発明の実施形態に係る別の構成例を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例２、３、４のズームレンズに対応している。図３〜８に示す例の基本的な構成は、図１および２に示す構成と同様であり、図示方法も同様であるので、ここでは主に図１を参照しながら、本発明の実施形態に係るズームレンズについて説明する。
【００２９】
図１では、左側が物体側、右側が像側として、（Ａ）は無限遠合焦状態でかつ広角端（最短焦点距離状態）での光学系配置を、（Ｂ）は無限遠合焦状態でかつ望遠端（最長焦点距離状態）での光学系配置を示している。これは、後述する図３、５および７においても同様である。また図２は、変倍に際して固定とされる第４レンズ群Ｇ４において、第４３レンズ部分群Ｇ４３が挿入された状態を部分的に示しており、これは図４、図６、図８においても同様である。
【００３０】
本発明の実施形態に係るズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とがレンズ群として配列されてなる。また第４レンズ群Ｇ４には、開口絞りＳｔが含まれている。ここに示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。
【００３１】
なお、図１には、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｓｉｍとの間に、平行平板状の光学部材ＰＰ１およびＰＰ２が配置された例を示している。近年の撮像装置は高画質化のために各色毎にＣＣＤを用いる３ＣＣＤ方式を採用しているものがあり、この３ＣＣＤ方式に対応するためには、色分解プリズム等の色分解光学系をレンズ系と像面Ｓｉｍの間に挿入することになる。光学部材ＰＰ１およびＰＰ２は、このような色分解光学系を想定したものである。また、ズームレンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタ等を配置することが好ましい。その場合には、光学部材ＰＰ１あるいはＰＰ２の位置に、これらのカバーガラスや各種フィルタ等を配置してもよい。
【００３２】
このズームレンズは、広角端から望遠端に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４は固定で、第２レンズ群Ｇ２が像面Ｓｉｍ側に凸状の軌跡を描くように移動し、第３レンズ群Ｇ３が物体側に凸状の軌跡を描くように移動する構成を有している。図１には、広角端から望遠端へ変倍するときの第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の移動軌跡を、（Ａ）と（Ｂ）との間に付した実線の矢印で模式的に示している。
【００３３】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群第１レンズＬ１１と（ここで、レンズの付番の「Ｌ」に続く数字のうち、最も前側のものはレンズ群を示しているので、以下においては、レンズ名称の前に特に「第１レンズ群」との表示を付すことは省略する。これは第２レンズ群Ｇ２以下でも同様である）、正の屈折力を有する第２レンズＬ１２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ１３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ１４と、正の屈折力を有する第５レンズＬ１５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ１６とから構成されている。なお上記第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２、および第３レンズＬ１３は第１１レンズ部分群Ｇ１１を構成し、上記第４レンズＬ１４、第５レンズＬ１５、および第６レンズＬ１６は、合焦のために光軸Ｚに沿って移動する第１２レンズ部分群Ｇ１２を構成している。
【００３４】
ここで、例えば図１に示す例のように、第１レンズＬ１１は両凹形状のレンズとし、第２レンズＬ１２〜第５レンズＬ１５は両凸形状のレンズとし、第６レンズＬ１６は正メニスカス形状のレンズとすることができる。本ズームレンズにおいて、これらの第１レンズＬ１１〜第６レンズＬ１６、並びに後述する第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４を構成する全てのレンズには、球面レンズが採用されている。
【００３５】
また第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズＬ２１、負の屈折力を有する第２レンズＬ２２、正の屈折力を有する第３レンズＬ２３、負の屈折力を有する第４レンズＬ２４、正の屈折力を有する第５レンズＬ２５、および負の屈折力を有する第６レンズＬ２６から構成されている。例えば図１の例のように、上記第１レンズＬ２１は負メニスカス形状のレンズとし、第２レンズＬ２２は両凹形状のレンズとし、第３レンズＬ２３は正メニスカス形状のレンズとし、第４レンズＬ２４は負メニスカス形状のレンズとし、第５レンズＬ２５は両凸形状のレンズとし、第６レンズＬ２６は負メニスカス形状のレンズとすることができる。
【００３６】
また第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズＬ３１、負の屈折力を有する第２レンズＬ３２から構成されている。例えば図１の例のように上記第１レンズＬ３１は正メニスカス形状のレンズとし、第２レンズＬ３２は負メニスカス形状のレンズとすることができる。この第３レンズ群Ｇ３は、変倍に伴う像面の変動を補正する作用を果たす。
【００３７】
また第４レンズ群Ｇ４は、物体側より順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズＬ４１、正の屈折力を有する第２レンズＬ４２、負の屈折力を有する第３レンズＬ４３、正の屈折力を有する第４レンズＬ４４、正の屈折力を有する第５レンズＬ４５、負の屈折力を有する第６レンズＬ４６、正の屈折力を有する第７レンズＬ４７、負の屈折力を有する第８レンズＬ４８、および正の屈折力を有する第９レンズＬ４９を有している。
【００３８】
例えば図１の例のように、上記第１レンズＬ４１および第２レンズＬ４２は両凸形状のレンズとし、第３レンズＬ４３は負メニスカス形状のレンズとし、第４レンズＬ４４および第５レンズＬ４５は両凸形状のレンズとし、第６レンズＬ４６は両凹形状のレンズとし、第７レンズＬ４７は両凸形状のレンズとし、第８レンズＬ４８は負メニスカス形状のレンズとし、第９レンズＬ４９は両凸形状のレンズとすることができる。
【００３９】
上記第１レンズＬ４１〜第３レンズＬ４３の３枚のレンズは第４１レンズ部分群Ｇ４１を構成しており、上記第４レンズＬ４４〜第９レンズＬ４９は第４２レンズ部分群Ｇ４２を構成している。これらの第４１レンズ部分群Ｇ４１と第４２レンズ部分群Ｇ４２とは、互いに比較的大きな間隔を置いて配置されており、それら両者の間に、図２に示す第４３レンズ部分群Ｇ４３が挿脱可能とされる。
【００４０】
第４３レンズ部分群Ｇ４３は図２に示す通り、物体側より順に配置された、正の屈折力を有する第１０レンズＬ４３１、正の屈折力を有する第１１レンズＬ４３２、正の屈折力を有する第１２レンズＬ４３３、負の屈折力を有する第１３レンズＬ４３４、負の屈折力を有する第１４レンズＬ４３５、および正の屈折力を有する第１５レンズＬ４３６から構成されている。
【００４１】
例えば図２の例のように、上記第１０レンズＬ４３１、第１１レンズＬ４３２および第１２レンズＬ４３３は両凸形状のレンズとし、第１３レンズＬ４３４および第１４レンズＬ４３５は両凹形状のレンズとし、第１５レンズＬ４３６は正メニスカス形状のレンズとすることができる。
【００４２】
上記第４３レンズ部分群Ｇ４３はいわゆるエクステンダーとして機能するものであり、この第４３レンズ部分群Ｇ４３が第４１レンズ部分群Ｇ４１と第４２レンズ部分群Ｇ４２との間に挿入されると、ズームレンズ全体の焦点距離が長焦点側にシフトされ、より拡大された像が結像されるようになる。
【００４３】
本ズームレンズは、後述する表１０に示すように、無限遠から０．６ｍまでの間に有る物体には、第１２レンズ部分群Ｇ１２を光軸Ｚに沿って移動させて合焦を行い、０．６ｍから最短撮影距離である０．５ｍまでの間に有る物体には、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚに沿って移動させて合焦を行うように構成されている。このように、本来変倍のために設けられた第３レンズ群Ｇ３の移動機構を合焦のためにも利用することにより、ズームレンズを低コストで形成可能となる。
【００４４】
また、無限遠から最短撮影距離までの全ての領域に亘って第１レンズ群Ｇ１全体、またはその一部のみを移動させて合焦を行う場合は、ズームレンズの全長、外径、質量の増加を招き、無限遠から至近まで収差が増大して性能低下につながるが、上述の通り０．６ｍよりも至近側（０．５ｍまで）に有る物体には第３レンズ群Ｇ３を移動させて合焦を行うようにしたので、ズームレンズの全長、外径、質量の増加を招くことなく、最短撮影距離を短縮化することが可能になる。なお、このとき、第３レンズ群Ｇ３にいわゆる電子カム構造を適用すれば、ズーミングと合焦の両方の制御を容易に行うことが可能になる。
【００４５】
また、０．６ｍ〜０．５ｍの範囲に有る物体には、第３レンズ群Ｇ３を移動させて合焦を行うようにしているので、第４２レンズ部分群Ｇ４２を前方に繰り出して合焦させるような場合と異なって、第４１レンズ部分群Ｇ４１と第４２レンズ部分群Ｇ４２との間隔を大きく設定する必要がなく、よって、前述したカラーシェーディングなどの問題を招くことを防止できる。
【００４６】
また本ズームレンズでは、無限遠から０．６ｍまでの間に有る物体には、第１レンズ群Ｇ１の一部のみ、つまり第１２レンズ部分群Ｇ１２を光軸Ｚに沿って移動させて合焦を行うように構成されているので、この移動のための機構として小型、軽量のものを適用可能となり、ひいてはズームレンズの小型、軽量化が達成される。
【００４７】
そして、上述のように第１２レンズ部分群Ｇ１２だけを移動させて合焦を行うのであれば、最も物体側に位置する第１１レンズ部分群Ｇ１１を回転させたり移動させたりする必要が無くなるので、そこにフードや偏光フィルタ等が装着されても操作性を良好に保つことができる。
【００４８】
また本ズームレンズにおいては、後に示す表２１に示す通り、特に前記条件式（１）を満足しているので、下記の効果が得られる。すなわち、ｆ３／ｆｔの値が条件式（１）の下限値以下になると変倍による球面収差の変動が増大し、逆に上限値以上になると変倍による非点収差の変動が増大するが、条件式（１）が満足されていればそのような不具合の発生を防止できる。
【００４９】
また本ズームレンズにおいては、表２１に示す通り、特に前記条件式（２）も満足しているので、下記の効果が得られる。すなわち、ｋ３／ｆｔの値が条件式（２）の下限値以下になると第３レンズ群Ｇ３の移動量が減って、最短撮影距離を十分に小さくすることが難しくなり、逆に上限値以上になると第３レンズ群Ｇ３の移動量が増えて変倍比の低下を招くが、条件式（２）が満足されていればそのような不具合の発生を防止できる。
【００５０】
なお図１には、レンズ系と結像面との間に色分解プリズム等の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２を配置した例を示したが、これらの色分解プリズム等を配置する代わりに、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置してもよい。さらには、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
【００５１】
次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。実施例１〜４のズームレンズのレンズ断面図はそれぞれ図１〜８に示したものである。
【００５２】
そして実施例１のズームレンズの、第４３レンズ部分群Ｇ４３が挿入されない場合の基本レンズデータを表１に示し、第４３レンズ部分群Ｇ４３が挿入された場合の基本レンズデータを補足して表２に示す。また実施例１のズームレンズの、第４３レンズ部分群Ｇ４３が挿入されない場合のズームに関するデータを表３に示し、第４３レンズ部分群Ｇ４３が挿入された場合のズームに関するデータを補足して表４に示す。さらに表５には、無限遠から０．６ｍまでの範囲で合焦を行う際の第１２レンズ部分群Ｇ１２の移動量を広角端、望遠端にあるとき各々について示してある。また表５には、０．６ｍから０．５ｍまでの範囲で合焦を行う際の第３レンズ群Ｇ３の移動量を広角端、望遠端にあるとき各々について示してある。
【００５３】
また、上記表１〜５に示したデータと同じデータを、実施例２については表６〜１０に、実施例３については表１１〜１５に、実施例４については表１６〜２０に示してある。
【００５４】
ここで、表１および表２の基本レンズデータにおいて、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
【００５５】
また、基本レンズデータにおいて、Ｎｄjの欄には最も物体側のレンズを１番目として像側に向かうに従い順次増加するj番目（j＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄjの欄にはj番目の構成要素のｄ線に対するアッベ数を示している。なお、基本レンズデータには、開口絞りＳｔも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の曲率半径の欄には、∞（開口絞り）と記載している。
【００５６】
表１の基本レンズデータにおける移動１、移動２、移動３は、変倍時に変化する面間隔である。移動１は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔であり、移動２は第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔であり、移動３は第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔である。
【００５７】
表３のズームに関するデータには、広角端、望遠端それぞれにおける、全系の焦点距離（ｆ）、Ｆ値（Ｆｎｏ．）、全画角（２ω）、変倍時に変化する各面間隔の値を示している。
【００５８】
以下に記載する表では、所定の桁で丸めた数値を記載している。また、以下に記載する表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小して使用することが可能であるので、他の適当な単位を用いることもできる。
【表１】
2013011646.tif 000003
【表２】
2013011646.tif 000004
【表３】
2013011646.tif 000005
【表４】
2013011646.tif 000006
【表５】
2013011646.tif 000007
【表６】
2013011646.tif 000008
【表７】
2013011646.tif 000009
【表８】
2013011646.tif 000010
【表９】
2013011646.tif 000011
【表１０】
2013011646.tif 000012
【表１１】
2013011646.tif 000013
【表１２】
2013011646.tif 000014
【表１３】
2013011646.tif 000015
【表１４】
2013011646.tif 000016
【表１５】
2013011646.tif 000017
【表１６】
2013011646.tif 000018
【表１７】
2013011646.tif 000019
【表１８】
2013011646.tif 000020
【表１９】
2013011646.tif 000021
【表２０】
2013011646.tif 000022
【００５９】
また表２１に、実施例１〜４のズームレンズの条件式（１）、（２）に対応する値を示す。この表２１の値はｄ線に関するものである。
【表２１】
2013011646.tif 000023
【００６０】
ここで、実施例１のズームレンズの、第４３レンズ部分群Ｇ４３を挿入しないときの広角端における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）をそれぞれ図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示し、望遠端における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）をそれぞれ図９（Ｄ）〜図９（Ｆ）に示す。
【００６１】
また実施例１のズームレンズの、第４３レンズ部分群Ｇ４３を挿入したときの広角端における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）をそれぞれ図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示し、望遠端における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）をそれぞれ図１０（Ｄ）〜図１０（Ｆ）に示す。
【００６２】
各収差図はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準としたものであり、非点収差図では、サジタル方向については実線で、タンジェンシャル方向については点線で示している。球面収差図のＦｎｏ．はＦ値を意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００６３】
同様に、実施例２のズームレンズの、第４３レンズ部分群Ｇ４３を挿入しないときの広角端、望遠端における各収差図を図１１（Ａ）〜図１１（Ｆ）に示し、第４３レンズ部分群Ｇ４３を挿入したときの広角端、望遠端における各収差図を図１２（Ａ）〜図１２（Ｆ）に示し、以下全く同様にして実施例３、４の各収差図をそれぞれ図１３〜図１６に示す。
【００６４】
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１７に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態のズームレンズ１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。撮像装置としては、例えば、監視カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等を挙げることができる。
【００６５】
図１７に示す撮像装置１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたフィルタ２と、ズームレンズ１によって結像される被写体の像を撮像する撮像素子３と、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部４と、ズームレンズ１の変倍を行うための変倍制御部５と、フォーカス調整を行うためのフォーカス制御部６とを備えている。
【００６６】
ズームレンズ１は、例えば前記実施例１の構成を有するものであり、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、負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から構成されている。このズームレンズ１において、変倍および合焦は、先に述べた通りにして行われる。なお、図１７では各レンズ群を概略的に示している。また同図では、第４３レンズ部分群Ｇ４３を挿脱するための機構は省略してあるが、その機構には従来公知のものを適宜用いることができる。
【００６７】
撮像素子３は、ズームレンズ１により形成される光学像を撮像して電気信号を出力するものであり、その撮像面はズームレンズ１の像面に一致するように配置される。撮像素子３としては例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。
【００６８】
この撮像装置１０は、本発明によるズームレンズ１を備えたものであるから、十分近距離の物体を撮影可能で、しかも小型、軽量に形成可能なものとなる。
【００６９】
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【図１】
2013011646.tif 000024
【図２】
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【図３】
2013011646.tif 000026
【図４】
2013011646.tif 000027
【図５】
2013011646.tif 000028
【図６】
2013011646.tif 000029
【図７】
2013011646.tif 000030
【図８】
2013011646.tif 000031
【図９】
2013011646.tif 000032
【図１０】
2013011646.tif 000033
【図１１】
2013011646.tif 000034
【図１２】
2013011646.tif 000035
【図１３】
2013011646.tif 000036
【図１４】
2013011646.tif 000037
【図１５】
2013011646.tif 000038
【図１６】
2013011646.tif 000039
【図１７】
2013011646.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月7日(2013.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に物体側から順に、正の屈折力を有して変倍時に固定とされる第１レンズ群と、負の屈折力を有して変倍時に光軸に沿って移動される第２レンズ群と、負の屈折力を有して変倍に伴う像面の変動を補正する第３レンズ群と、正の屈折力を有して変倍時に固定とされる第４レンズ群とからなり、
無限遠から所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群全体、または第１レンズ群の一部を光軸に沿って移動させて合焦を行い、
前記所定距離よりも至近側に有る物体には、第３レンズ群を光軸に沿って移動させて合焦を行い、
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、望遠端において前記所定距離から最短撮影距離まで合焦させる際の前記第３レンズ群の移動量をｋ３としたとき、以下の条件式を満足していることを特徴とするズームレンズ。
−０．８＜ｆ３／ｆｔ＜−０．２  （１）
０．０１＜ｋ３／ｆｔ＜０．０８  （２）
【請求項２】
無限遠から前記所定距離までの間に有る物体には、第１レンズ群の一部を光軸に沿って移動させて合焦を行うことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
第１レンズ群が実質的に、物体側から順に配された第１１レンズ部分群と第１２レンズ部分群とからなり、
無限遠から前記所定距離までの間に有る物体には、前記第１２レンズ部分群を光軸に沿って移動させて合焦を行うことを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第４レンズ群が実質的に、正の屈折力を有する第４１レンズ部分群と、この第４１レンズ部分群よりも像側に配置された正の屈折力を有する第４２レンズ部分群と、この第４２レンズ部分群と前記第４１レンズ部分群との間に挿脱可能とされて、挿入されたときズームレンズ全体の焦点距離を長焦点側にシフトさせる第４３レンズ部分群とからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
【国際調査報告】
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2013011646.tif 000042
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