(57)【要約】【課題】  簡素な構成でありながら、陸上撮影状態および水中撮影状態の両方において、変倍と合焦が可能で、優れた光学性能を有する変倍光学系、撮像装置、および変倍光学系の製造方法を提供する。【解決手段】  水中および陸上での撮影が可能な水陸両用変倍レンズ装置１０であって、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１レンズ群Ｇ１と、少なくとも３つの移動レンズ群（例えば、第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４）とを有し、第１レンズ群Ｇ１は固定し、前記移動レンズ群を移動させることにより変倍を行い、陸上撮影状態と水中撮影状態とにおいて、それぞれ異なる前記移動レンズ群（例えば、水中撮影状態においては第２レンズ群Ｇ２、陸上撮影状態においては第３レンズ群Ｇ３）を光軸に沿って移動させることにより合焦を行う。【選択図】  図３
2016071282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中および陸上での使用が可能な変倍光学系であって、
光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、少なくとも３つのレンズ群とを
有し、
前記第１レンズ群の光軸上の位置を固定し、前記３つのレンズ群のうち少なくとも１つ
を光軸に沿って移動させることにより変倍を行い、
前記３つのレンズ群の少なくとも一部を第１合焦レンズ群として光軸に沿って移動させ
ることにより水中での合焦を行い、
前記３つのレンズ群の少なくとも一部を第２合焦レンズ群として光軸に沿って移動させ
ることにより陸上での合焦を行い、
前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦レンズ群とは、構成および移動軌跡の少なくとも
一方が異なることを特徴とする変倍光学系。
【請求項２】
前記３つのレンズ群は、負の屈折力を有するレンズ群を有し、
前記負の屈折力を有するレンズ群のなかで最も物体側に位置するレンズ群は、前記第１
合焦レンズ群であり、
前記第１合焦レンズ群の像側であって光軸に沿って順に並んだレンズ群は、前記第２合
焦レンズ群であることを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
【請求項３】
陸上使用状態と水中使用状態との間で状態が変化した際には、
前記３つのレンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群を光軸に沿って移動させること
を特徴とする請求項１又は２に記載の変倍光学系。
【請求項４】
前記３つのレンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈
折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ
群との間隔とを変化させることにより変倍を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か一項に記載の変倍光学系。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の変倍光学系を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
水中および陸上での使用が可能な変倍光学系の製造方法であって、
光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、少なくとも３つのレンズ群とを
有し、
前記第１レンズ群の光軸上の位置を固定し、前記３つのレンズ群のうち少なくとも１つ
を光軸に沿って移動させることにより変倍を行い、
前記３つのレンズ群の少なくとも一部を第１合焦レンズ群として光軸に沿って移動させ
ることにより水中での合焦を行い、
前記３つのレンズ群の少なくとも一部を第２合焦レンズ群として光軸に沿って移動させ
ることにより陸上での合焦を行い、
前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦レンズ群とは、構成および移動軌跡の少なくとも
一方が異なるように、
筐体内に各レンズを配置することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変倍光学系、撮像装置、および変倍光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水陸両用変倍レンズ装置が提案されている（例えば、特許文献１、２を参照
）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５９６８７号公報
【特許文献２】特開平７−１５９６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の水陸両用変倍レンズ装置では、水中撮影状態において、変倍がで
きなかったり、補助レンズ系の装着が必要であったりして、利便性がよくなかった。また
、陸上撮影状態および水中撮影状態の両方において、遠距離から近距離に至る撮影距離全
般にわたって良好な光学性能を有するものはなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決するため、本発明に係る変倍光学系は、水中および陸上での使用
が可能な変倍光学系であって、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、少
なくとも３つのレンズ群とを有し、前記第１レンズ群の光軸上の位置を固定し、前記３つ
のレンズ群のうち少なくとも１つを光軸に沿って移動させることにより変倍を行い、前記
３つのレンズ群の少なくとも一部を第１合焦レンズ群として光軸に沿って移動させること
により水中での合焦を行い、前記３つのレンズ群の少なくとも一部を第２合焦レンズ群と
して光軸に沿って移動させることにより陸上での合焦を行い、前記第１合焦レンズ群と前
記第２合焦レンズ群とは、構成および移動軌跡の少なくとも一方が異なる。
【０００６】
本発明に係る撮像装置は、上述の変倍光学系を備える。
【０００７】
本発明に係る変倍光学系の製造方法は、水中および陸上での使用が可能な変倍光学系の
製造方法であって、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、少なくとも３
つのレンズ群とを有し、前記第１レンズ群の光軸上の位置を固定し、前記３つのレンズ群
のうち少なくとも１つを光軸に沿って移動させることにより変倍を行い、前記３つのレン
ズ群の少なくとも一部を第１合焦レンズ群として光軸に沿って移動させることにより水中
での合焦を行い、前記３つのレンズ群の少なくとも一部を第２合焦レンズ群として光軸に
沿って移動させることにより陸上での合焦を行い、前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦
レンズ群とは、構成および移動軌跡の少なくとも一方が異なるように、筐体内に各レンズ
を配置する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の断面構成図である。
【図２】第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の情報・制御の伝達関係を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態から望遠端状態までの各群の移動軌跡を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の陸上撮影状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図５】第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の水中撮影状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図６】第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の陸上撮影状態における物像間距離３００mmの近距離合焦状態での諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図７】第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の水中撮影状態における物像間距離３００mmの近距離合焦状態での諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図８】第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の断面構成図である。
【図９】第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の情報・制御の伝達関係を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態から望遠端状態までの各群の移動軌跡を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の陸上撮影状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図１２】第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の水中撮影状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図１３】第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の陸上撮影状態における物像間距離３００mmの近距離合焦状態での諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図１４】第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の水中撮影状態における物像間距離３００mmの近距離合焦状態での諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図１５】本実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置を備えたカメラの構成を示す図である。
【図１６】本実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、上記図面を参照しながら説明する。まず、本発明に
係る各実施形態に共通する光学系の特徴構成について説明する。次に、図１〜図７を参照
しながら、本発明に係る第１実施形態について説明する。図８〜図１４を参照しながら、
本発明に係る第２実施形態について説明する。図１５を参照しながら、これら実施形態に
係る撮像装置について説明する。図１６を参照しながら、これら実施形態に係る製造方法
について説明する。
【００１０】
本実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０、１００に共通する、光学系ＺＬの特徴
構成について説明する（図３、図１０参照）。なお、図３、図１０では、陸上撮影状態で
のレンズ群の移動軌跡を実線、水中撮影状態でのレンズ群の移動軌跡を点線でそれぞれ示
す。
【００１１】
水陸両用変倍レンズ装置１０、１００は、水中および陸上での撮影が可能であり、光軸
に沿って物体側から順に並んだ、第１レンズ群Ｇ１と、少なくとも３つの移動レンズ群（
例えば、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４）とを有し、第１レン
ズ群Ｇ１は固定し、前記移動レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行い、
陸上撮影状態と水中撮影状態とにおいて、それぞれ異なる前記移動レンズ群（例えば、陸
上撮影状態では第３レンズ群Ｇ３（請求項の第２合焦レンズ群に相当）、水中撮影状態で
は第２レンズ群Ｇ２（請求項の第１合焦レンズ群に相当））を光軸に沿って移動させるこ
とにより合焦を行うように構成された光学系ＺＬを搭載している。
【００１２】
光学系ＺＬでは、第１レンズ群Ｇ１は固定とすることにより、水中撮影状態での気密性
を確保している。変倍作用を移動する少なくとも３つの移動レンズ群で担うことにより、
効率良く変倍することができる。また、この構成は、光学系の小型化に有利である。合焦
については、陸上撮影状態と水中撮影状態とにおいてそれぞれ異なる前記移動レンズ群を
光軸に沿って移動させて行うことにより、撮影状態に応じて最適な合焦群を選ぶことがで
きるため、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方で、特に像面湾曲、非点収差を良好に補正
しつつ、結像位置の変化を抑えることができる。
【００１３】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、水中撮影状態において、最も物体側に位置する負の屈
折力を有する前記移動レンズ群（例えば、第２レンズ群Ｇ２）を移動させることにより合
焦を行い、陸上撮影状態において、物体側から２番目に位置する前記移動レンズ群（例え
ば、第３レンズ群Ｇ３）を移動させることにより合焦を行うことが好ましい。
【００１４】
このように陸上撮影状態と水中撮影状態で異なる合焦方法を採用することにより、陸上
撮影状態と水中撮影状態の両方で、合焦時の像面湾曲の変動を良好に補正することができ
る。特に、本実施形態では、後述の実施例のように、陸上撮影状態から水中撮影状態への
切り替え時には、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを像面方向へ移動させ、水中撮
影状態から陸上撮影状態への切り替え時には、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを
物体方向へ移動させる構成となっていることから、陸上撮影状態では第３レンズ群Ｇ３と
第４レンズ群Ｇ４との間隔が比較的広くなっており、水中撮影状態では第１レンズ群Ｇ１
と第２レンズ群Ｇ２との間隔が比較的広くなっている。すなわち、撮影状態に応じて比較
的広くなっている間隙を利用して合焦を行うので、光学系ＺＬの全長を小型に保ちながら
も、近距離物体までの合焦を十分に実現することができる。
【００１５】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、陸上撮影状態と水中撮影状態との間で撮影状態が変化
した際には、前記移動レンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群（例えば、第２レンズ
群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３）を光軸に沿って所定の方向へ移動させることが好ましい。な
お、陸上撮影状態から水中撮影状態へ変化した際には、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群
Ｇ３を光軸に沿って像面方向へ移動させることがより好ましい。また、水中撮影状態から
陸上撮影状態へ変化した際には、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って物
体方向へ移動させることがより好ましい。
【００１６】
この構成により、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方において、焦点位置の補正と、像
面湾曲、歪曲収差をはじめとする諸収差の補正とを、同時に行うことができる。
【００１７】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、物体側から順に並んだ、正又は負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、正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とを有し、第１レンズ群Ｇ１と第２
レンズ群Ｇ２との空気間隔と、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔とを変
化させることにより変倍を行うことが好ましい。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４と
の空気間隔は、一定であっても、変化させてもよい。
【００１８】
この構成により、効率よく変倍することができるとともに、光学系ＺＬの小型化・広角
化に有利である。
【００１９】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、第１レンズ群Ｇ１が、物体側に凸面を向けたメニスカ
ス形状のレンズからなることが好ましい。この構成により、水中に入れた際の画角変化を
抑え、歪曲収差、倍率色収差、像面湾曲等の発生を抑えることができる。
【００２０】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置するレンズが、
像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズであることが好ましい。この構成により
、球面収差、歪曲収差など諸収差の補正を良好に行うことができる。
【００２１】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、第３レンズ群Ｇ３が、両凸形状の正レンズからなるこ
とが好ましい。この構成により、レンズ構成の簡素化、小型化、低コスト化を図ることが
できる。
【００２２】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、第１合焦レンズ群または第２合焦レンズ群が、１つの
レンズ群からなる構成であってもよく、複数のレンズ群からなる構成であってもよく、レ
ンズ群の一部であって１枚以上のレンズからなる構成であってもよい。
【００２３】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群が、構成が全く
異なっていてもよく、構成が一部だけ異なっていてもよく（例えば、第１合焦レンズ群の
一部が第２合焦レンズ群であったり、第２合焦レンズ群の一部が第１合焦レンズ群であっ
たりしてもよい）、構成が同じで移動軌跡が異なるだけでもよい。
【００２４】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群が、移動軌跡が
一部異なるだけでもよく、移動方向が異なってもよく、移動軌跡が同じで構成が異なるだ
けでもよい。
【００２５】
本実施形態に係る光学系ＺＬは、第１レンズ群Ｇ１が、屈折力を有しない保護ガラスで
もよく、屈折力の弱い保護ガラスでもよい。
【００２６】
以上の構成の光学系ＺＬを搭載する、本実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０、
１００によれば、簡素な構成でありながら、陸上撮影状態および水中撮影状態の両方にお
いて、変倍と合焦が可能で、優れた光学性能を達成することができる。
【００２７】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０について説明する。図１に示すように
、第１実施形態の水陸両用変倍レンズ装置１０は、筐体１内に、物体側から順に並んだ、
正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ
群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４とからなる光学系ＺＬ（ＺＬ１）を備える。
【００２８】
第１レンズ群Ｇ１は、筐体１に第１レンズ群固定部１ａを介して光軸上に固定され、第
２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿ってそれぞれ移
動可能に筐体１内に後述する部材にて保持されている。
【００２９】
筐体１の像側端部１ｂには、マウント部材１１が固定されており、水陸両用変倍レンズ
装置１０は、このマウント部材１１によって後述する撮像装置に固定される。
【００３０】
第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズ群レンズ枠２に保持され、このレンズ枠２が筐体１内
に配置された第１の支持部材２１に摺動可能に支持され、図２に示す制御部７１からの制
御信号に基づき、第１の駆動機構２２によって光軸に沿って移動するように構成されてい
る。
【００３１】
第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群レンズ枠４に保持され、このレンズ枠４から径方向
に延在するピン４ａは、筐体１に開けられた長孔５を通して焦点距離を変化させるための
操作部材６に形成されたカム溝６ａに係合される。このピン４ａは、操作部材６を回転さ
せると操作部材６の内壁に形成されたカム溝６ａに沿って移動し、これにより第４レンズ
群Ｇ４は光軸に沿って移動する。
【００３２】
操作部材６は、連動部材５１ａを介して筐体１内に配置された焦点距離検知部５１に接
続されている。焦点距離検知部５１は、操作部材６が操作されると連動部材５１ａを介し
て焦点距離の変更要求を検知し、操作部材６の回転量に応じた焦点距離の値を出力する。
【００３３】
操作部材６と筐体１との間の摺動部には、不図示のゴムリングが挟まれており、水中撮
影時の水の浸入を防止する構造となっている。
【００３４】
筐体１の外側に、陸上撮影状態と水中撮影状態を切り替えるためのスイッチ部材４２が
設けられている。筐体１内には、スイッチ部材４２で変更された撮影状態を識別する撮影
状態識別部４１が配置されている。なお、本実施形態ではスイッチ部材４２で陸上撮影状
態と水中撮影状態とを切り替え、撮影状態識別部４１で撮影状態を識別することとしたが
、スイッチ部材４２を設けず、センサなどで陸上撮影状態であるか水中撮影状態であるか
を自動的に識別することとしてもよい。
【００３５】
第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ群レンズ枠３に保持され、このレンズ枠３が第４レン
ズ群枠４に固定して配置された第２の支持部材３１に摺動可能に支持され、第４レンズ群
Ｇ４の移動に従属して移動するとともに、さらに図２に示す制御部７１からの制御信号に
基づき、第２の駆動機構３２によって光軸に沿って移動するように構成されている。
【００３６】
第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０は、陸上撮影状態と水中撮影状態のそ
れぞれにおいて、焦点距離ごとに設定された、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の光
軸上の位置情報を、図２に示す記憶部６１に記憶する。記憶されていない焦点距離の第２
レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の位置情報は、記憶されている位置情報に基づき、制御
部７１が補間処理等を行うことにより設定することができる。
【００３７】
このように第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０が構成される。
【００３８】
そして、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０では、図２に示すように、ス
イッチ部材４２が操作されて撮影状態識別部４１によって識別された撮影状態は、制御部
７１に伝達される。また、操作部材６が操作されて焦点距離検知部５１によって検知され
た焦点距離は、制御部７１に伝達される。
【００３９】
制御部７１は、伝達された撮影状態と焦点距離に対応する、第２レンズ群Ｇ２と第３レ
ンズ群Ｇ３の光軸上の位置情報を記憶部６１から読み出し、第１の駆動機構２２を介して
第２レンズ群Ｇ２を、第２の駆動機構３２を介して第３レンズ群Ｇ３をそれぞれ独立に所
定の光軸位置に移動させる。
【００４０】
合焦に際しては、撮影状態識別部４１で識別された撮影状態に応じ、水中撮影状態の場
合には、制御部７１は第１の駆動機構２２を介して第２レンズ群Ｇ２を移動させて合焦を
行い、陸上撮影状態の場合には、制御部７１は第２の駆動機構３２を介して第３レンズ群
Ｇ３を移動させて合焦を行う。
【００４１】
また、スイッチ部材４２が操作され、撮影状態識別部４１で識別される撮影状態が変更
された場合には、制御部７１は記憶部６１を参照し、第１の駆動機構２２を介して第２レ
ンズ群Ｇ２を移動させ、第２の駆動機構３２を介して第３レンズ群Ｇ３を移動させて、撮
影状態の変化に伴う像面湾曲の変化と結像位置の変化を補正する。さらに詳しく述べると
、陸上撮影状態から水中撮影状態へ変更された場合には、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ
群Ｇ３を像面方向に駆動し、水中撮影状態から陸上撮影状態へ変更された場合には、第２
レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を物体方向に駆動して、撮影状態の変化に伴う像面湾曲
の変化と結像位置の変化を補正する。なお、スイッチ部材４２を設けずにセンサを用いて
自動的に撮影状態を切り替える場合、光学系ＺＬが完全に水中にあることを検知してから
陸上撮影状態を水中撮影状態に切り替えてもよく、光学系ＺＬの少なくとも一部が水中に
あることを検知してから陸上撮影状態を水中撮影状態に切り替えてもよく、光学系ＺＬの
少なくとも一部が陸上にあることを検知してから水中撮影状態から陸上撮影状態に切り替
えることとしてもよく、適宜変更可能である。
【００４２】
次に、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０が備える光学系ＺＬ１について
、図３〜図７および表１を用いて説明する。この光学系ＺＬ１が有する、後述の第２実施
形態と共通する特徴構成については先に述べた通りである。
【００４３】
図３における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、
実施例ごとに独立して用いている。ゆえに、他の実施形態に係る図面と共通の参照符号を
付していても、それらは他の実施形態とは必ずしも共通の構成ではない。
【００４４】
各実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線（波長587.5620nm）、ｇ線（波長435.83
50nm）を選んでいる。
【００４５】
第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１は、図３に示すように
、物体側から順に並んだ、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、正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とからなる。
【００４６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１からなる。
【００４７】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像面側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ
２３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４との接合正レンズとからなる。負
メニスカスレンズＬ２１の像側面は、非球面である。両凹形状の負レンズＬ２２の像側面
は、非球面である。
【００４８】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１からなる。
【００４９】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の
負レンズＬ４２との接合負レンズと、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３と
両凸形状の正レンズＬ４４との接合正レンズと、両凸形状の正レンズＬ４５と物体側に凹
面を向けた負メニスカスレンズＬ４６との接合負レンズとからなる。負メニスカスレンズ
Ｌ４６の像側面は、非球面である。
【００５０】
第４レンズ群Ｇ４の物体側には、虹彩絞りＳが隣接して配置される。
【００５１】
第４レンズ群Ｇ４の像側には、フィルタ群Ｆが配置される。フィルタ群Ｆは、像面Ｉに
配設されるＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするため
のローパスフィルタや、撮像素子のカバーガラス等で構成される。
【００５２】
像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成
される。
【００５３】
第１レンズ群Ｇ１は、常に、像面Ｉに対して光軸方向に固定である。
【００５４】
第２レンズ群Ｇ２は、第１の駆動機構２２によって移動するものであり、広角端状態か
ら望遠端状態への変倍に際しては、陸上撮影状態・水中撮影状態ともに、像面方向へ移動
する。無限遠物体から近距離物体への合焦に際しては、陸上撮影状態では移動せず、水中
撮影状態では物体方向へ移動する。また、陸上撮影状態から水中撮影状態への変更に際し
ては、像面方向へ移動する。水中撮影状態から陸上撮影状態への変更に際しては、物体方
向へ移動する。
【００５５】
第３レンズ群Ｇ３は、第２の駆動機構３２によって移動するものであり、広角端状態か
ら望遠端状態への変倍に際しては、陸上撮影状態・水中撮影状態ともに、第４レンズ群Ｇ
４の光軸方向の移動に従属して移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦に際しては
、陸上撮影状態では像面方向へ移動し、水中撮影状態では移動しない。また、陸上撮影状
態から水中撮影状態への変更に際しては、像面方向へ移動する。水中撮影状態から陸上撮
影状態への変更に際しては、物体方向へ移動する。
【００５６】
第４レンズ群Ｇ４は、操作部材６の回転操作に伴い移動するものであり、広角端状態か
ら望遠端状態への変倍に際しては、陸上撮影状態・水中撮影状態ともに、物体方向へ移動
する。
【００５７】
このように第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１では、合焦
の際に移動するレンズ群を陸上撮影状態と水中撮影状態で変えることにより、陸上撮影状
態と水中撮影状態の両方で、像面湾曲のフォーカシング変動を抑え、ズーム全域で無限遠
から近距離に至る撮影距離全般に亘り、良好な結像性能を達成することが可能となる。
【００５８】
また、光学系ＺＬ１では、陸上撮影状態と水中撮影状態の変更に際して、第２レンズ群
Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の位置を変えることにより、陸上撮影状態と水中撮影状態で結像
位置を一定に保ったまま、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方で、像面湾曲をはじめとす
る諸収差を良好に補正することが可能となる。
【００５９】
下記の表１に、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１の諸元
値を掲げる。表１における面番号１〜２３が、図３に示すｍ１〜ｍ２３の各光学面に対応
している。
【００６０】
表中の［レンズデータ］において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの
光学面の順序、Ｒは各光学面の曲率半径、Ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）まで
の光軸上の距離である面間隔、ｎｄは光学部材の材質のｄ線に対する屈折率、νｄは光学
部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数をそれぞれ示す。物面は物体面、（可変）は可変
の面間隔、曲率半径の「∞」は平面又は開口、（絞りＳ）は虹彩絞りＳ、像面は像面Ｉを
それぞれ示す。空気の屈折率「1.000000」は省略する。光学面が非球面である場合には、
面番号に＊印を付し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示す。
【００６１】
表中の［非球面データ］には、［レンズデータ］に示した非球面について、その形状を
次式（ａ）で示す。Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上
の位置までの光軸方向に沿った距離を、Ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κ
は円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。「Ｅ-n」は、「×10-n」を示す。例え
ば、1.234E-05＝1.234×10-5である。
【００６２】
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ2／Ｒ2）1/2｝＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ
8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10  …（ａ）
【００６３】
表中の［各種データ］において、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２
ωは画角（単位：°）、Ｙは像高、ＴＬはレンズ全長（光軸上での最も物体側のレンズ面
から近軸像面までの距離）、Ｂｆはバックフォーカス（光軸上での最も像面側のレンズ面
から近軸像面までの距離）を示す。また、Ｄｉは可変間隔であり、第ｉ面と第（ｉ＋１）
面の可変間隔を示す。
【００６４】
表中の［フォーカシング移動量］は、物体距離無限遠から物体距離３００mmまで合焦す
る際の各レンズ群の移動量を示す（但し、正の符号は像面方向への移動量を、負の符号は
物体方向への移動量を表す）。
【００６５】
表中の［レンズ群データ］において、各レンズ群の始面番号（最も物体側のレンズ面番
号）、終面番号（最も像面側のレンズ面番号）、空気中における焦点距離を示す。
【００６６】
表中の［各レンズ群の位置データ］は、陸上撮影状態の広角端状態における無限遠撮影
状態での各レンズ群の位置を基準とした、陸上撮影状態および水中撮影状態の各焦点距離
における無限遠撮影状態での各レンズ群の位置を示す。符号は、像面方向を正とする。
【００６７】
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、そ
の他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、水陸両用変倍レンズは比例
拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
【００６８】
以上の表の説明は、他の実施形態においても同様である。
【００６９】
（表１）
［レンズデータ］
面番号    Ｒ          Ｄ          ｎｄ        νｄ
物面      ∞
1    44.7198      7.4084      1.516800      63.88
2    85.2163      D2(可変)
3    40.9646      1.6000      1.694120      53.35
*4     9.2893      8.5100
5  -185.3860      1.0000      1.773870      47.25
*6    13.9269      4.1000
7    59.8385      1.0000      1.497820      82.57
8    14.0189      3.5500      1.834000      37.18
9   123.5879      D9(可変)
10    79.9753      1.3500      1.581440      40.98
11   -39.3744      D11(可変)
12       ∞        0.8000      (絞りＳ)
13    13.2562      2.0000      1.497820      82.57
14   -15.0400      0.8000      1.744000      44.80
15    26.7221      1.3300
16    13.3337      0.8000      1.850260      32.35
17    10.0972      3.1500      1.516800      63.88
18   -24.7694      4.4400
19    53.6117      4.0000      1.497820      82.57
20   -10.0893      1.0000      1.773870      47.25
*21   -46.0788      D21(可変)
22       ∞        2.7900      1.516800      64.11
23       ∞        Bf
像面      ∞
［非球面データ］
第4面
κ ＝ -1.1413
A4 ＝ +2.64855E-04
A6 ＝ -1.38810E-06
A8 ＝ +1.32889E-08
A10＝ -6.76083E-11
第6面
κ ＝ -4.2267
A4 ＝ +2.73709E-04
A6 ＝ -1.40274E-06
A8 ＝ +1.65481E-08
A10＝ -4.59585E-11
第21面
κ ＝ +0.7548
A4 ＝ +1.41639E-04
A6 ＝ +1.03122E-06
A8 ＝ -6.77508E-09
A10＝ +2.70786E-10
［各種データ］
（陸上撮影状態）
f      7.20      9.20     13.60
FNO    3.55      3.85      4.55
２ω  96.87     81.79     60.29
Y      8.00      8.00      8.00
TL    83.05     83.05     83.05
D2     2.002     6.557     9.751
D9    14.725     8.893     1.600
D11    5.585     4.566     3.468
D21    8.950    11.247    16.443
Bf     2.162     2.162     2.162
（水中撮影状態）
f      6.10      7.56     10.93
FNO    3.54      3.85      4.54
２ω  90.47     77.30     57.21
Y      8.00      8.00      8.00
TL    83.05     83.05     83.05
D2     5.528     8.768    10.717
D9    15.785    10.099     2.995 
D11    1.000     1.149     1.108
D21    8.950    11.247    16.443 
Bf     2.162     2.162     2.162
［フォーカシング移動量］
（陸上撮影状態）
ｆ               7.20      9.20     13.60
第１レンズ群     0.000     0.000     0.000
第２レンズ群     0.000     0.000     0.000
第３レンズ群     0.679     0.733     0.836
第４レンズ群     0.000     0.000     0.000
（水中撮影状態）
ｆ               6.10      7.56     10.93
第１レンズ群     0.000     0.000     0.000
第２レンズ群    -0.618    -0.600    -0.590
第３レンズ群     0.000     0.000     0.000
第４レンズ群     0.000     0.000     0.000
［レンズ群データ］
群          始面  終面  群焦点距離
第１レンズ群        1     2     171.404
第２レンズ群        3     9     -10.875
第３レンズ群       10    11      45.567
第４レンズ群       13    21      22.715
［各レンズ群の位置データ］
（陸上撮影状態）
ｆ               7.20      9.20     13.60
第１レンズ群     0.000     0.000     0.000
第２レンズ群     0.000     4.555     7.749
第３レンズ群     0.000    -1.278    -5.376
第４レンズ群     0.000    -2.297    -7.493
（水中撮影状態）
ｆ               6.10      7.56     10.93
第１レンズ群     0.000     0.000     0.000
第２レンズ群     3.526     6.766     8.715
第３レンズ群     4.585     2.139    -3.016
第４レンズ群     0.000    -2.297    -7.493
【００７０】
図４は、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１の設計値に基
づく、陸上撮影状態における無限遠合焦状態でのｄ線とｇ線に対する諸収差図であり、（
ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。図
５は、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１の設計値に基づく
、水中撮影状態における無限遠合焦状態でのｄ線とｇ線に対する諸収差図であり、（ａ）
は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。図６は
、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１の設計値に基づく、陸
上撮影状態における物像間距離３００mmの近距離合焦状態でのｄ線とｇ線に対する諸収差
図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれ
ぞれ示す。図７は、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１の設
計値に基づく、水中撮影状態における物像間距離３００mmの近距離合焦状態でのｄ線とｇ
線に対する諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は
望遠端状態をそれぞれ示す。
【００７１】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高を示す。また、ｄはｄ線、ｇはｇ線
における収差をそれぞれ示す。ｄ、ｇの記載のないものは、ｄ線における収差を示す。非
点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。
【００７２】
以上の収差図の説明は、後述する他の実施例においても同様である。
【００７３】
各収差図から、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１は、陸
上撮影状態と水中撮影状態の両方で、ズーム全域で無限遠合焦状態から近距離合焦状態に
わたって、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差が良好に補正され、高い結像性能を有すること
が分かる。
【００７４】
なお、本実施形態では、陸上撮影状態と水中撮影状態とを識別する方法として、上述の
ように、筐体１にスイッチ部材４２を設け、撮影者の切り替え操作に応じて識別する方法
を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、筐体１の外側に露呈するよ
うに２つの端子を設け、端子間の電気抵抗を測定することにより自動で識別する方法等を
採用することも可能である。この構成により、より利便性を高めることができる。
【００７５】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置について説明する。図８に示すように、第
２実施形態の水陸両用変倍レンズ装置１００は、筐体内１０１内に、物体側から順に並ん
だ、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レ
ンズ群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４とからなる光学系ＺＬ（ＺＬ２）を備える。
【００７６】
第１レンズ群Ｇ１は、筐体１０１に第１レンズ群固定部１０１ａを介して光軸上に固定
され、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とが、光軸に沿って
それぞれ独立に移動可能に筐体１０１内に後述する部材にて保持されている。
【００７７】
筐体１０１の外側に、焦点距離を変更するための焦点距離変更スイッチ部材１５２が設
けられている。筐体１０１内に、焦点距離変更スイッチ部材１５２の操作による焦点距離
の変更要求を検知する焦点距離検知部１５１が配置されている。
【００７８】
筐体１０１の外側に、水中撮影状態と陸上撮影状態を切り替えるための撮影状態切替ス
イッチ部材１４２が設けられている。筐体１０１内に、撮影状態切替スイッチ部材１４２
で変更された撮影状態を識別する撮影状態識別部１４１が配置されている。
【００７９】
筐体１０１の像側端部１０１ｂに、マウント部材１１１が固定されており、水陸両用変
倍レンズ装置１００は、このマウント部材１１１によって後述する撮像装置に固定される
。
【００８０】
第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズ群レンズ枠１０２に保持され、このレンズ枠１０２が
筐体内１０１内に配置された第１の支持部材１２１に摺動可能に支持され、図９に示す制
御部１７１からの制御信号に基づき第１の駆動機構１２２によって光軸に沿って移動する
ように構成されている。
【００８１】
第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ群レンズ枠１０３に保持され、このレンズ枠１０３が
筐体内１０１内に配置された第２の支持部材１３１に摺動可能に支持され、制御部１７１
からの制御信号に基づき第２の駆動機構１３２によって光軸に沿って移動するように構成
されている。
【００８２】
第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群レンズ枠１０４に保持され、このレンズ枠１０４が
筐体内１０１内に配置された第２の支持部材１３１に摺動可能に支持され、制御部１７１
からの制御信号に基づき第３の駆動機構１８２によって光軸に沿って移動するように構成
されている。
【００８３】
第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００は、陸上撮影状態と水中撮影状態の
それぞれにおいて、焦点距離ごとに設定された、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３お
よび第４レンズ群Ｇ４の光軸上の位置情報を、図９に示す記憶部１６１に記憶する。記憶
されていない焦点距離の第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４の
位置情報は、記憶されている位置情報に基づき、制御部１７１が補間処理等を行うことに
より設定することができる。
【００８４】
このように第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００が構成される。
【００８５】
そして、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００では、図９に示すように、
撮影状態切替スイッチ部材１４２が操作されて撮影状態識別部１４１によって識別された
撮影状態は、制御部１７１に伝達される。焦点距離変更スイッチ部材１５２が操作されて
焦点距離検知部１５１によって検知された焦点距離変更要求は、制御部１７１に伝達され
る。
【００８６】
制御部１７１は、伝達された撮影状態と焦点距離要求に対応する、第２レンズ群Ｇ２、
第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４の光軸上の位置情報を記憶部１６１から読み出
し、第１の駆動機構１２２を介して第２レンズ群Ｇ２を、第２の駆動機構１３２を介して
第３レンズ群Ｇ３を、および第３の駆動機構１８２を介して第４レンズ群Ｇ４をそれぞれ
独立に所定の光軸位置に移動させる。
【００８７】
合焦に際しては、撮影状態識別部１４１で識別された撮影状態に応じ、水中撮影状態の
場合には、制御部１７１は第１の駆動機構１２２を介して第２レンズ群Ｇ２を移動させて
合焦を行い、陸上撮影状態の場合には、制御部１７１は第２の駆動機構１３２を介して第
３レンズ群Ｇ３を移動させて合焦を行う。
【００８８】
また、スイッチ部材１４２が操作され、撮影状態識別部１４１で識別される撮影状態が
変更された場合には、制御部１７１は記憶部１６１を参照し、第１の駆動機構１２２を介
して第２レンズ群Ｇ２を移動させ、第２の駆動機構１３２を介して第３レンズ群Ｇ３を移
動させて、撮影状態の変化に伴う像面湾曲の変化と結像位置の変化を補正する。さらに詳
しく述べると、陸上撮影状態から水中撮影状態へ変更された場合には、第２レンズ群Ｇ２
と第３レンズ群Ｇ３を像面方向に駆動し、水中撮影状態から陸上撮影状態へ変更された場
合には、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を物体方向に駆動して、撮影状態の変化に
伴う像面湾曲の変化と結像位置の変化を補正する。
【００８９】
次に、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００が備える光学系ＺＬ２につい
て、図１０〜図１４および表２を用いて説明する。この光学系ＺＬ２が有する、第１実施
形態と共通する特徴構成については上述した通りである。
【００９０】
第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００の光学系ＺＬ２は、図１０に示すよ
うに、物体側から順に並んだ、負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、正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とからなる。
【００９１】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１からなる。
【００９２】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像面側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ
２３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４との接合正レンズとからなる。負
メニスカスレンズＬ２１の像側面は、非球面である。両凹形状の負レンズＬ２２の像側面
は、非球面である。
【００９３】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１からなる。
【００９４】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の
負レンズＬ４２との接合負レンズと、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３と
両凸形状の正レンズＬ４４との接合正レンズと、両凸形状の正レンズＬ４５と物体側に凹
面を向けた負メニスカスレンズＬ４６との接合負レンズとからなる。負メニスカスレンズ
Ｌ４６の像側面は、非球面である。
【００９５】
第４レンズ群Ｇ４の物体側には、虹彩絞りＳが隣接して配置される。
【００９６】
第４レンズ群Ｇ４の像側には、フィルタ群Ｆが配置される。フィルタ群Ｆは、像面Ｉに
配設されるＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするため
のローパスフィルタや、撮像素子のカバーガラス等で構成される。
【００９７】
像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成
される。
【００９８】
第１レンズ群Ｇ１は、常に、像面Ｉに対して光軸方向に固定である。
【００９９】
第２レンズ群Ｇ２は、第１の駆動機構１２２によって移動するものであり、広角端状態
から望遠端状態への変倍に際しては、陸上撮影状態・水中撮影状態ともに、像面方向へ移
動する。無限遠物体から近距離物体への合焦に際しては、陸上撮影状態では移動せず、水
中撮影状態では物体方向へ移動する。また、陸上撮影状態から水中撮影状態への変更に際
しては、像面方向へ移動する。水中撮影状態から陸上撮影状態への変更に際しては、物体
方向へ移動する。
【０１００】
第３レンズ群Ｇ３は、第２の駆動機構１３２によって移動するものであり、広角端状態
から望遠端状態への変倍に際しては、陸上撮影状態・水中撮影状態ともに、物体側へ移動
する。無限遠物体から近距離物体への合焦に際しては、陸上撮影状態では像面方向へ移動
し、水中撮影状態では移動しない。また、陸上撮影状態から水中撮影状態への変更に際し
ては、像面方向へ移動する。水中撮影状態から陸上撮影状態への変更に際しては、物体方
向へ移動する。
【０１０１】
第４レンズ群Ｇ４は、第３の駆動機構１８２によって移動するものであり、広角端状態
から望遠端状態への変倍に際しては、陸上撮影状態・水中撮影状態ともに、物体方向へ移
動する。
【０１０２】
このように第２実施形態の水陸両用変倍レンズ装置１００の光学系ＺＬ２では、合焦の
際に移動するレンズ群を陸上撮影状態と水中撮影状態で変えることにより、陸上撮影状態
と水中撮影状態の両方で、像面湾曲のフォーカシング変動を抑え、ズーム全域で無限遠か
ら近距離に至る撮影距離全般に亘り、良好な結像性能を達成することが可能となる。
【０１０３】
また、光学系ＺＬ２では、陸上撮影状態と水中撮影状態の変更に際して、第２レンズ群
Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の位置を変えることにより、陸上撮影状態と水中撮影状態で結像
位置を一定に保ったまま、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方で、像面湾曲をはじめとす
る諸収差を良好に補正することが可能となる。
【０１０４】
下記の表２に、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００の光学系ＺＬ２の諸
元値を掲げる。表２における面番号１〜２３が、図１０に示すｍ１〜ｍ２３の各光学面に
対応している。
【０１０５】
（表２）
［レンズデータ］
面番号    Ｒ          Ｄ          ｎｄ        νｄ
物面      ∞
1    39.4129      6.5983      1.516800      63.88
2    32.2463      D2(可変)
3    21.3416      1.6000      1.694120      53.35
*4     9.1366      8.5100
5  -101.6596      1.0000      1.773870      47.25
*6    13.7116      4.1000
7    42.4699      1.0000      1.497820      82.57
8    14.6837      3.5500      1.834000      37.18
9   108.9141      D9(可変)
10    72.2919      1.3500      1.581440      40.98
11   -43.0390      D11(可変)  
12       ∞        0.8000      (絞りＳ)
13    14.4857      2.0000      1.497820      82.57
14   -14.0908      0.8000      1.744000      44.80
15    33.6293      1.3300
16    12.9152      0.8000      1.850260      32.35
17    10.0596      3.1500      1.516800      63.88
18   -23.5021      4.4400
19    78.9820      4.0000      1.497820      82.57
20    -8.9039      1.0000      1.773870      47.25
*21   -50.0522      D21(可変)
22       ∞        2.7900      1.516800      64.11
23       ∞        Bf
像面      ∞
［非球面データ］
第4面
κ ＝ -1.1413
A4 ＝ +2.71136E-04
A6 ＝ -1.43827E-06
A8 ＝ +1.29997E-08
A10＝ -7.11747E-11
第6面
κ ＝ -4.2267
A4 ＝ +2.90451E-04
A6 ＝ -1.49834E-06
A8 ＝ +1.79993E-08
A10＝ -6.44088E-11
第21面
κ ＝ ＋0.7548
A4 ＝ +1.63105E-04
A6 ＝ +9.56800E-07
A8 ＝ +5.91250E-09
A10＝ +3.58088E-11
［各種データ］
（陸上撮影状態）
f      7.20      9.20     13.60 
FNO    3.55      3.93      4.76
２ω  96.99     81.30     60.09
Y      8.00      8.00      8.00
TL    83.07     83.07     83.07
D2     2.003     6.774     9.923
D9    16.478     9.353     1.600
D11    5.416     5.079     4.001
D21    8.177    10.868    16.551
Bf     2.178     2.178     2.178
（水中撮影状態）
f      5.82      7.33     10.77 
FNO    3.55      3.93      4.75
２ω  92.95     78.21     57.48
Y      8.00      8.00      8.00
TL    83.07     83.07     83.07
D2     5.205     9.229    11.137
D9    17.690    10.673     3.116
D11    1.003     1.305     1.271
D21    8.177    10.868    16.551 
Bf     2.178     2.178     2.178
［フォーカシング移動量］
（陸上撮影状態）
ｆ               7.20      9.20     13.60 
第１レンズ群     0.000     0.000     0.000
第２レンズ群     0.000     0.000     0.000
第３レンズ群     0.736     0.740     0.806
第４レンズ群     0.000     0.000     0.000
（水中撮影状態）
ｆ               5.82      7.33     10.77 
第１レンズ群     0.000     0.000     0.000
第２レンズ群    -0.634    -0.580    -0.557
第３レンズ群     0.000     0.000     0.000
第４レンズ群     0.000     0.000     0.000
［レンズ群データ］
群              始面  終面  群焦点距離
第１レンズ群        1     2    -499.997
第２レンズ群        3     9     -13.044
第３レンズ群       10    11      46.599
第４レンズ群       13    21      22.986
［各レンズ群の位置データ］
（陸上撮影状態）
ｆ               7.20      9.20     13.60
第１レンズ群     0.000     0.000     0.000
第２レンズ群     0.000     4.771     7.920
第３レンズ群     0.000    -2.354    -6.959
第４レンズ群     0.000    -2.691    -8.374
（水中撮影状態）
ｆ               5.82      7.33     10.77
第１レンズ群     0.000     0.000     0.000
第２レンズ群     3.202     7.226     9.134
第３レンズ群     4.414     1.421    -4.228
第４レンズ群     0.000    -2.691    -8.374
【０１０６】
図１１は、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００の光学系ＺＬ２の設計値
に基づく、陸上撮影状態における無限遠合焦状態でのｄ線とｇ線に対する諸収差図であり
、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す
。図１２は、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００の光学系ＺＬ２の設計値
に基づく、水中撮影状態における無限遠合焦状態でのｄ線とｇ線に対する諸収差図であり
、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す
。図１３は、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００の光学系ＺＬ２の設計値
に基づく、陸上撮影状態における物像間距離３００mmの近距離合焦状態でのｄ線とｇ線に
対する諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠
端状態をそれぞれ示す。図１４は、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００の
光学系ＺＬ２の設計値に基づく、水中撮影状態における物像間距離３００mmの近距離合焦
状態でのｄ線とｇ線に対する諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距
離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。
【０１０７】
各収差図から、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００の光学系ＺＬ２は、
陸上撮影状態と水中撮影状態の両方で、ズーム全域で無限遠合焦状態から近距離合焦状態
にわたって、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差が良好に補正され、高い結像性能を有するこ
とが分かる。
【０１０８】
なお、本実施形態では、陸上撮影状態と水中撮影状態とを識別する方法として、上述の
ように、筐体１０１に撮影状態切替スイッチ部材１４２を設け、撮影者の切り替え操作に
応じて識別する方法を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、筐体１
０１の外側に露呈するように２つの端子を設け、端子間の電気抵抗を測定することにより
自動で識別する方法等を採用することも可能である。この構成により、より利便性を高め
ることができる。
【０１０９】
続いて、図１５を参照しながら、本実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置を搭載した
カメラ（撮像装置）９０について説明する。ここでは、第１実施形態に係る水陸両用変倍
レンズ装置１０を搭載した場合について説明するが、第２実施形態に係る水陸両用変倍レ
ンズ装置１００であっても同様である。
【０１１０】
カメラ９０は、図１５に示すように、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０
を着脱可能に保持する、レンズ交換式水陸両用カメラである。このカメラ９０において、
不図示の被写体からの光は、水陸両用変倍レンズ装置１０の光学系ＺＬ１で集光され、撮
像素子９１上に結像される。撮像素子９１上に結像した被写体像は、不図示の電気回路に
よって映像信号に変換され、モニター画面９２に表示され、撮影者に観察可能となる。撮
影者は、スイッチ部材４２（図１参照）を操作して撮影状態を設定し、操作部材６（図１
参照）を操作して焦点距離を設定した後、不図示のレリーズ釦を半押ししながら、モニタ
ー画面９２を介して被写体像を観察して撮影構図を決める。続いて、撮影者によりレリー
ズ釦が全押しされると、カメラ９０では、被写体からの光が、撮像素子９１で受光され、
撮影画像が取得され、不図示のメモリに記録される。
【０１１１】
以上の構成を備える本実施形態に係る水陸両用カメラ９０によれば、第１実施形態に係
る水陸両用変倍レンズ装置１０を備えることにより、簡素な構成でありながら、陸上撮影
状態および水中撮影状態の両方において、変倍と合焦が可能で、優れた光学性能を有する
カメラを実現することができる。
【０１１２】
なお、図１５に記載のカメラ９０は、水陸両用変倍レンズ装置１０を着脱可能に搭載す
るタイプのものだけでなく、カメラ本体と水陸両用変倍レンズ装置１０とが一体に成形さ
れたタイプのものであってもよい。また、カメラ９０は、クイックリターンミラーを有す
る、いわゆる一眼レフカメラであっても、主として動画撮影を行うビデオカメラであって
もよい。
【０１１３】
続いて、図１６を参照しながら、本実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の製造方法
について説明する。ここでは、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０を製造し
た場合について説明するが、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００であって
も同様である。
【０１１４】
まず、光軸に沿って物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、少なくとも３つの移動レ
ンズ群（例えば、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４）とを有する
ように、筐体１内に各レンズを配置する（ステップＳＴ１０）。このとき、第１レンズ群
Ｇ１は固定し、前記移動レンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うように
、筐体１内に各レンズを配置する（ステップＳＴ２０）。また、陸上撮影状態と水中撮影
状態とにおいて、それぞれ異なる前記移動レンズ群（例えば、陸上撮影状態では第３レン
ズ群Ｇ３、水中撮影状態では第２レンズ群Ｇ２）を光軸に沿って移動させることにより合
焦を行うように、筐体１内に各レンズを配置する（ステップＳＴ３０）。
【０１１５】
本実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、第１実施形態に係る水陸両用変倍レ
ンズ装置１０では、上述したように（図３参照）、第１レンズ群Ｇ１として、物体側に凸
面を向けた正メニスカスレンズＬ１１を、筐体内１に配置する。第２レンズ群Ｇ２として
、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レ
ンズＬ２２と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズＬ２４との接合正レンズとを、筐体内１に配置する。第３レンズ群Ｇ
３として、両凸形状の正レンズＬ３１を、筐体内１に配置する。第４レンズ群Ｇ４として
、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の負レンズＬ４２との接合負レ
ンズと、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３と両凸形状の正レンズＬ４４と
の接合正レンズと、両凸形状の正レンズＬ４５と物体側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズＬ４６との接合負レンズとを、筐体内１に配置する。
【０１１６】
このような製造方法によれば、簡素な構成でありながら、陸上撮影状態および水中撮影
状態の両方において、変倍と合焦が可能で、優れた光学性能を有する水陸両用変倍レンズ
装置１０を製造することができる。
【０１１７】
ここまで本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、
本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【０１１８】
例えば、上記の各実施形態では、４群構成の光学系について説明したが、５群以上の構
成など、他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追
加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レ
ンズ群とは、合焦時や変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズ
を有する部分を示す。なお、５群以上の構成の場合には、移動レンズ群は、３つに限らず
、４つ以上でも適用可能である。また、移動レンズ群が４つ以上の場合には、記憶部６１
、１６１は、２〜４つ、または４つ以上の移動レンズ群の位置情報を記憶しておくことで
、上記実施形態と同様の効果を奏することができる
【０１１９】
各実施形態において、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移
動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合
焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用することができ、オートフォーカス用の（超音
波モーター等を用いた）モーター駆動にも適している。特に、第２レンズ群Ｇ２および第
３レンズ群Ｇ３を合焦レンズ群とするのが好ましい。
【０１２０】
各実施形態において、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成され
ても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易にな
り、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面
がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球
面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面
、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わな
い。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレン
ズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
【０１２１】
各実施形態において、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高
い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を設けてもよ
い。
【０１２２】
また、「水中撮影状態」とは、純水の中での撮影状態だけでなく、不純物が入っている
液体の中での撮影状態でもよい。
【０１２３】
また、水中撮影状態と陸上撮影状態との切り替えは、光学系ＺＬを備える撮像装置９０
の操作部材や外部機器などを用いて撮影モードを切り替えることとしてもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、１００  水陸両用変倍レンズ装置
１、１０１  筐体
１１、１１１  マウント部材
２、１０２  第２レンズ群レンズ枠
３、１０３  第３レンズ群レンズ枠
４、１０４  第４レンズ群レンズ枠
５  長孔
６  操作部材（焦点距離変更用）
２２、１２２  第１の駆動機構
３２、１３２  第２の駆動機構
５１、１５１  焦点距離検知部
４１、１４１  撮影状態識別部
６１、１６１  記憶部
７１、１７１  制御部
４２、１４２  スイッチ部材（撮影状態切替用）
１５２  スイッチ部材（焦点距離変更用）
１８２  第３の駆動機構
９０  水陸両用カメラ（撮像装置）
９１    撮像素子
９２    モニター画面
ＺＬ（ＺＬ１、ＺＬ２）  光学系
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｇ４  第４レンズ群
Ｓ  絞り
Ｆ  フィルタ群
Ｉ  像面
【図１】
2016071282.tif 000003
【図２】
2016071282.tif 000004
【図３】
2016071282.tif 000005
【図４】
2016071282.tif 000006
【図５】
2016071282.tif 000007
【図６】
2016071282.tif 000008
【図７】
2016071282.tif 000009
【図８】
2016071282.tif 000010
【図９】
2016071282.tif 000011
【図１０】
2016071282.tif 000012
【図１１】
2016071282.tif 000013
【図１２】
2016071282.tif 000014
【図１３】
2016071282.tif 000015
【図１４】
2016071282.tif 000016
【図１５】
2016071282.tif 000017
【図１６】
2016071282.tif 000018