(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レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群で構成され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、前記第１レンズ群を固定とし、前記第２レンズ群を像側へ移動させ、前記第３レンズ群を物体側へ移動させ、前記第４レンズ群を物体側に凸状の軌跡を含むよう移動させ、無限遠物体にフォーカシングしたときの前記第４レンズ群の横倍率をβ４∞とするとき、
１．５４５≦β４∞＜２．５
なる条件を満足することを特徴とする撮影レンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群は、最も物体側に正レンズを有することを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズ。
【請求項３】
前記第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口を決める絞りを有し、フォーカシングに際し、該絞りを固定とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影レンズ。
【請求項４】
全系の焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
０．４＜ｆ１／ｆ＜０．８
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮影レンズ。
【請求項５】
全系の焦点距離をｆ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
−０．６＜ｆ２／ｆ＜−０．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮影レンズ。
【請求項６】
全系の焦点距離をｆ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．３＜ｆ３／ｆ＜０．６
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮影レンズ。
【請求項７】
全系の焦点距離をｆ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
−１．８＜ｆ４／ｆ＜−０．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の撮影レンズ。
【請求項８】
像側への移動を正とし、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングしたときの前記第２レンズ群の移動量を△ｓ２、前記第３レンズ群の移動量を△ｓ３とするとき、
０．３＜△ｓ２／｜△ｓ３｜＜２．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の撮影レンズ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の撮影レンズを有することを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮影レンズ及び撮影装置に関し、特に無限遠から等倍率付近の近距離に至る広範囲の距離の物体に対して焦点合わせが可能な撮影レンズ及びその撮影レンズを有する撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より写真用カメラやビデオカメラ、ビデオ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、特に近距離物体の撮影時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。又マクロレンズは多くの場合、近距離物体に限らず、無限遠から近距離に至る広範囲の距離の物体の撮影に際しても使用されている。
【０００４】
一般にマクロレンズにおいて、合焦可能な物体距離範囲（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側にフォーカシングに伴う収差変動が多く発生し、これを良好に補正するのが難しくなってくる。そこで特開昭６３−１７９３０８号公報に見られるように、フォーカシングの際に少なくとも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、フォーカシングに伴う収差変動を少なくする方法が提案されている。
【０００５】
一方、特登録２５５６９８６号、特開平４−１１０８１１号公報では、物体側から順に、正レンズ群、負レンズ群、正レンズ群、負レンズ群からなる撮影レンズにおいて、近距離物体へのフォーカシングに際し、第１レンズ群及び第４レンズ群を像面に対し固定し、第２レンズ群を像側に移動させ、第３レンズ群を物体側に移動させる構成が提案されている。
【０００６】
また、特開平８−７６０１２号公報では、物体側から順に、正レンズ群、負レンズ群、正レンズ群、負レンズ群からなる撮影レンズで、近距離物体へのフォーカシングに際し、第１レンズを像面に対し固定し、第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群を移動させる方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６３−１７９３０８号公報も含めてフローティングを採用したマクロレンズのほとんどはレンズ全体を繰り出す方法を採用している。フォーカシングの際に移動させるレンズ群が大型であると、モータ等の電気的駆動手段でレンズ群を駆動するオートフォーカスカメラではモータの駆動負荷が大きくなり、高速なフォーカスが難しくなる。
【０００８】
特登録２５５６９８６号や特開平４−１１０８１１号公報に開示された構成では、第１レンズ群に比べ重量の軽い第２、第３レンズ群を移動させるためオートフォーカスに有利な構成となっているが、無限遠物体から等倍付近にいたるフォーカシング領域全域において良好な像性能を得るためには、更なる収差補正が求められる。
【０００９】
特開平８−７６０１２号公報に開示された構成では、等倍付近までの近距離物体に対する撮影は実現していない。
【００１０】
本発明は、無限遠物体から等倍率付近の近距離物体に至る広範囲の物体距離に対してフォーカシングが可能で、フォーカシング領域全域において良好な像性能が得られる撮影レンズの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を達成するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の撮影レンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群で構成され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、前記第１レンズ群を固定とし、前記第２レンズ群を像側へ移動させ、前記第３レンズ群を物体側へ移動させ、前記第４レンズ群を物体側に凸状の軌跡を含むよう移動させ、無限遠物体にフォーカシングしたときの前記第４レンズ群の横倍率をβ４∞とするとき、
１．５４５≦β４∞＜２．５
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本実施形態の撮影レンズは、写真用カメラや、ビデオカメラ、ビデオスチルカメラ等の画角２４°程度、Ｆナンバー２．８程度の口径比を有した撮影レンズに好適に用いられるものである。図１〜図５は、それぞれ後述の数値実施例１〜５（本実施形態）の撮影レンズのレンズ断面図である。図１（Ａ）〜図５（Ａ）は無限遠物体に対する合焦時の状態、図１（Ｂ）〜図５（Ｂ）は近距離物体（等倍率）に対する合焦時の状態を示している。
【００１３】
図中、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は負の屈折力の第４レンズ群である。また、ＳＰは絞り（開口絞り）、ＦＣは不要光をカットするためのフレアカット絞り、ＩＰは銀塩フィルムや撮像素子等が配置される像面である。
【００１４】
第１レンズ群Ｌ１は最も物体側に正レンズを有し、更に詳細に述べると、物体側より順に、両凸正レンズ、両凸正レンズと両凹負レンズを貼り合わせた接合レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス正レンズにより構成されている。
【００１５】
第２レンズ群Ｌ２は接合レンズを有し、更に詳細に述べると、物体側より順に、負レンズ（像側に凹面を向けたメニスカス負レンズ又は両凹負レンズ）、両凹負レンズと正レンズ（物体側に凸面を向けたメニスカス正レンズ又は両凸正レンズ）を貼り合わせた接合レンズにより構成されている。
【００１６】
第３レンズ群Ｌ３は接合レンズを有し、更に詳細に述べると、物体側より順に、両凸正レンズ、両凸正レンズと負レンズ（両凹負レンズ又は物体側に凹面を向けたメニスカス負レンズ）を貼り合わせた接合レンズにより構成されている。
【００１７】
第４レンズ群Ｌ４は、像側に凸面を向けたメニスカス正レンズと両凹レンズを貼り合わせた接合レンズ、又は物体側より順に両凹負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス正レンズにより構成されている。
【００１８】
数値実施例１〜５の撮影レンズにおいて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、図中矢印にて示すように、第１レンズ群Ｌ１を固定とし、第２レンズ群Ｌ２を像側へ移動させ、第３レンズ群を物体側へ移動させ、第４レンズ群を物体側に凸状の軌跡を含むように、すなわち、無限遠物体から所定の中間距離物体までは物体側に移動させ、所定の中間距離物体から近距離物体へは像側に移動させる軌跡を含んでいる。絞りＳＰはフォーカシングに際して固定である。数値実施例１，２，４（図１，２，４）において、フレアカット絞りＦＣはフォーカシングに際して固定であるが、数値実施例３，５（図３，５）では第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動する。
【００１９】
本実施形態の撮影レンズでは、フォーカシングに際して、重量の重い第１レンズ群Ｌ１を固定し、比較的重量の軽い第２，３，４レンズ群Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を移動させることによって、レンズ駆動の点でオートフォーカスに有利な構成となっている。また、多群移動によって高い撮影倍率を確保すると共に、収差補正を容易にしている。フォーカシング中に移動する第２，３レンズ群Ｌ２，Ｌ３は主に変倍作用に寄与し、第４レンズ群Ｌ４は主に像面補正に寄与する。像面被写体（物体）が近づくに伴い第２レンズ群Ｌ２を像側に、第３レンズ群Ｌ３を物体側にそれぞれ移動させることで変倍作用を増大させる作用を担っている。
【００２０】
このような構成により、本実施形態の撮影レンズは、無限遠から等倍率付近の近距離に至る広範囲の距離の物体に対するフォーカシング（焦点合わせ）を可能とし、またフォーカシング領域全域において良好な像性能を得ている。
【００２１】
特に、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に正レンズを配することによって、主点位置を物体側に近づけることができ、より長いワーキングディスタンスを確保している。また、絞りＳＰをフォーカシング中像面に対し固定することで、メカ構造が簡便となると共に、その位置を第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３の中間にとることで、近距離物体（等倍率）撮影時においても十分な光量を確保すると共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。更に、第２，３レンズ群Ｌ２，Ｌ３中に含まれる接合レンズの貼り合わせ面によって、各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。
更に、本実施形態の撮影レンズは、無限遠物体にフォーカシングしたときの第４レンズ群の横倍率をβ４∞としたとき、以下の条件式（６）を満足している。
１．５４５≦β４∞＜２．５ （６）
条件式（６）は無限遠物体にフォーカシングしたときの第４レンズ群の横倍率に関するものである。下限値を超えて第４レンズ群の横倍率が小さくなると、高い撮影倍率を得るために他のレンズ群の変倍分担を大きくしなければならず、よって各レンズ群のパワーを増大させる必要があり、収差補正が困難となる。また上限値を超えて第４レンズ群の横倍率が大きくなると、他のレンズ群の変倍分担は軽減できるが、第４レンズ群自体のパワーを増大させるかあるいは移動量を増大しなければならす、収差補正およびコンパクト化に不利になる。
【００２２】
更に本発明の撮影レンズにおいて、以下の条件式（１）〜（５）のうちの少なくとも１つを満足することが好ましい。
【００２３】
０．４＜ｆ１／ｆ＜０．８                          （１）
−０．６＜ｆ２／ｆ＜−０．３                        （２）
０．３＜ｆ３／ｆ＜０．６                          （３）
−１．８＜ｆ４／ｆ＜−０．５                        （４）
０．３＜Δｓ２／｜Δｓ３｜＜２．０                （５）
ここで、ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
Δｓ２：無限遠物体から近距離物体へフォーカシングしたときの第２レンズ群の移動量（像側への移動を正とする）
Δｓ３：無限遠物体から近距離物体へフォーカシングしたときの第３レンズ群の移動量（像側への移動を正とする）
【００２４】
各条件式の技術的な意味について、以下に説明する。
【００２５】
条件式（１）は第１レンズ群のパワーに関するものである。条件式（１）の下限値を超えると、第１レンズ群のパワーが強くなりコンパクト化には有利であるが、近距離物体撮影時での球面収差、色収差による収差変動を補正することが困難となる。逆に上限値を超えると収差補正には有利であるが、コンパクト化を実現しがたい。
【００２６】
条件式（２）は第２レンズ群のパワーに関するものである。条件式（２）の下限値を超えて第２レンズ群のパワーが強くなると、フォーカシング時の移動量を小さくできるが、第２レンズ群を通過した光線の発散作用が強まり、第３レンズ群の径が大きくなるためオートフォーカスに不利な構成となる。また第２レンズ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補正することが困難である。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。
【００２７】
条件式（３）は第３レンズ群のパワーに関するものである。条件式（３）の下限値を超えて第３レンズ群のパワーが強くなると、フォーカシング時の移動量の点では有利となるが、相対的に第２レンズ群の発散作用が強まり第３レンズ群の径が大となり、やはりオートフォーカスに不向きとなる。また上限値を超えて第３レンズ群のパワーが弱くなると相対的に第２レンズ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する。
【００２８】
条件式（４）は第４レンズ群のパワーに関するものである。条件式（４）の下限値を超えて第４レンズ群のパワーが弱くなると、像面補正のために要する移動量が大きくなり、レンズ全長が大きくなりコンパクト化に不利となる。また上限値を超えて第４レンズ群のパワーが強くなると、移動スペースの点では有利となるが第４レンズ群自体で発生する収差が増大し、補正が容易でなくなる。
【００２９】
条件式（５）はフォーカシングに伴う第２レンズ群および第３レンズ群の移動量に関するものである。下限値を超えて第２レンズ群の移動量が第３レンズ群の移動量に比して小さくなると、第２レンズ群のパワーを増大しなければならず、発散成分が強くなるとともに第３レンズ群の移動量が大きくなるため、撮影面周辺での光量を得るためには第３レンズ群径の増大を招く。また上限値を超えて第２レンズ群の移動量が第３レンズ群の移動量に比して大きくなると、第３レンズ群のパワーの増大、第２レンズ群のパワーの減少となり、第２レンズ群、第３レンズ群で発生する収差のキャンセルが困難となる。
【００３１】
次に数値実施例１〜５の撮影レンズの数値データを示す。数値データ中、ｒｉは物体側より第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚又は空気間隔、ｎｉとνｉは第ｉ番目のレンズの屈折率とアッベ数である。ｆ，ＦＮｏ，２ωはそれぞれ無限遠物体に対する合焦時の全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角である。
【００３２】
図６〜１０に、それぞれ数値実施例１〜５の撮影レンズの諸収差図を示す。図６（Ａ）〜図１０（Ａ）は、それぞれ数値実施例１〜５の撮影レンズの無限遠物体に対する合焦時の諸収差図であり、図６（Ｂ）〜図１０（Ｂ）は近距離物体に対する合焦時の諸収差図である。各収差図において、ｄはｄ線、ｇはｇ線、Ｓはサジタル像面、Ｍはメリディオナル像面である。
【００３３】
また、前述の条件式（１）〜（６）の各数値実施例の数値との関係を表−１に示す。
【００３４】
【外１】
0004365922.tif 000002
【００３５】
【外２】
0004365922.tif 000003
【００３６】
【外３】
0004365922.tif 000004
【００３７】
【外４】
0004365922.tif 000005
【００３８】
【外５】
0004365922.tif 000006
【００３９】
【表１】
0004365922.tif 000007
【００４０】
次に、前述の数値実施例１〜５に示した撮影レンズを用いたカメラ（撮影装置）の実施形態について、図１１を用いて説明する。
【００４１】
図１１において、１０はレンズ鏡筒であり、実施例１〜５に示した撮影レンズ１１を有している。２０はカメラ本体であり、撮影レンズ１１によって取り込まれた光束を上方に反射するミラー２１、撮影レンズ１１によって被写体像が形成される焦点板２２、焦点板２２からの光束を正立像に変換するペンタダハプリズム２３、焦点板２２上に形成された被写体像を観察するための接眼レンズ２４等を有している。図１１は、観察状態（撮影待機状態）を表す図であるが、不図示のレリーズボタンを撮影者が操作することにより、ミラー２１が図示の光路中から退避し、銀塩フィルム２５上に被写体像が取り込まれる。
【００４２】
このように、実施例１〜５に示した撮影レンズをカメラに用いることにより、無限遠物体から等倍率付近の近距離物体に至る広範囲の物体距離に対するフォーカシングを可能とし、またフォーカシング領域全域において良好な像性能が得られるカメラを実現できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無限遠物体から等倍率付近の近距離物体に至る広範囲の物体距離に対してフォーカシングが可能で、フォーカシング領域全域において良好な像性能が得られる撮影レンズを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】数値実施例１の撮影レンズのレンズ断面図である。
【図２】数値実施例２の撮影レンズのレンズ断面図である。
【図３】数値実施例３の撮影レンズのレンズ断面図である。
【図４】数値実施例４の撮影レンズのレンズ断面図である。
【図５】数値実施例５の撮影レンズのレンズ断面図である。
【図６】数値実施例１の撮影レンズの諸収差図である。
【図７】数値実施例２の撮影レンズの諸収差図である。
【図８】数値実施例３の撮影レンズの諸収差図である。
【図９】数値実施例４の撮影レンズの諸収差図である。
【図１０】数値実施例５の撮影レンズの諸収差図である。
【図１１】数値実施例１〜５の撮影レンズを用いた撮影装置の要部概略図である。
【符号の説明】
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
ＳＰ  絞り
ＦＣ  フレアカット絞り
ＩＰ  像面
【図１】
0004365922.tif 000008
【図２】
0004365922.tif 000009
【図３】
0004365922.tif 000010
【図４】
0004365922.tif 000011
【図５】
0004365922.tif 000012
【図６】
0004365922.tif 000013
【図７】
0004365922.tif 000014
【図８】
0004365922.tif 000015
【図９】
0004365922.tif 000016
【図１０】
0004365922.tif 000017
【図１１】
0004365922.tif 000018