JP6287243B2

JP6287243B2 - 水陸両用変倍レンズ装置および撮像装置

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Publication number: JP6287243B2
Application number: JP2014007973A
Authority: JP
Inventors: 芝山　敦史; 敦史芝山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2034-01-20
Also published as: JP2015138050A

Description

本発明は、水陸両用変倍レンズ装置および撮像装置に関する。

従来から、水陸両用変倍レンズが提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。

特開平７−１５９６８７号公報特開平７−１５９６８９号公報

しかしながら、従来の水陸両用変倍レンズでは、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。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、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および撮像装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係る水陸両用変倍レンズ装置は、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であって、光軸に沿って物体側から順に並んだ、最も物体側のレンズ面が物体側に凸面を向けた形状であるレンズを有する、正屈折力を有する第１レンズ群と、負屈折力を有する第２レンズ群と、正屈折力を有する第３レンズ群と、負屈折力を有する第４レンズ群と、正屈折力を有する第５レンズ群とにより、実質的に５個のレンズ群からなるとともに、少なくとも３つの移動レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群は固定し、前記移動レンズ群は互いに独立して移動し、前記移動レンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群は、陸上撮影状態と水中撮影状態とにおいて前記変倍時の移動軌跡が異なる。

本発明に係る撮像装置は、上記いずれかの水陸両用変倍レンズ装置を備える。

本発明によれば、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および撮像装置を提供することができる。

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。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。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。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ｄ線（波長587.6nm）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。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ｄ線（波長587.6nm）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。第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の変形例を示す図である。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。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。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。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ｄ線（波長587.6nm）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。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ｄ線（波長587.6nm）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。第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置の変形例を示す図である。本実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置を備えるカメラ（撮像装置）の構成を示す図である。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。

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６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７〜図１２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１３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１４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。

後述する第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０と、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置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９参照）。

水陸両用変倍レンズ装置１０，１００には、物体側から順に並んだ、最も物体側のレンズ面が物体側に凸面を向けた形状であるレンズを有する第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、第５レンズ群Ｇ５）とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定し、前記移動レンズ群は互いに独立して光軸に沿って移動し、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４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５）は、陸上撮影状態と水中撮影状態とにおいて前記変倍時の移動軌跡が異なる特徴構成を有する光学系ＺＬが搭載されている。なお、図３および図９では、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５の、陸上撮影状態での移動軌跡を実線で、水中撮影状態での移動軌跡を点線でそれぞれ示している。

第１レンズ群Ｇ１を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。また、変倍作用は、移動する少なくとも３つのレンズ群で担っており、特に、本装置では、第２レンズ群Ｇ２を移動させることにより主たる変倍を行い、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５とを移動させることにより、変倍や陸上撮影状態と水中撮影状態との切り替えに伴う像面湾曲をはじめとする諸収差の補正を行っている。また、光学系ＺＬの最も物体側のレンズ面（第１面ｍ１）を、物体側に凸面を向けた形状とすることにより、水中に入れた際の画角変化を抑え、歪曲収差と倍率色収差の発生を抑えている。

この結果、後述の水陸両用変倍レンズ装置１０，１００においては、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、変倍が可能で、良好な光学性能を達成することができる。

各実施形態において、光学系ＺＬは、次の条件式（１）を満足することが好ましい。

０．８０＜Ｒ１／Ｅｎｐｗ＜４．００ …（１）
但し、
Ｒ１：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面の曲率半径、
Ｅｎｐｗ：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から、光学系ＺＬの陸上撮影状態の広角端状態での無限遠撮影状態における入射瞳位置までの光軸上の距離。

条件式（１）は、水中撮影時の像面湾曲と歪曲収差の発生を抑えるための条件である。条件式（１）の下限値を下回ると、陸上撮影状態と水中撮影状態とで、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面のパワーが大きく変化し、これにより水中撮影状態で像面湾曲が大きく発生し、陸上撮影状態と異なる移動軌跡で移動レンズ群を移動させてこの像面湾曲を補正しようとしても、補正しきれなくなる。条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面を平面で構成した場合に近くなり、水中撮影状態で第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に位置するレンズで発生する正の歪曲収差が増大し、補正しきれなくなる。

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を１．００とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を３．５０とすることが好ましい。

各実施形態において、光学系ＺＬは、次の条件式（２）、（３）を満足することが好ましい。

−０．９０＜ Δ１Ｕ／Δ１Ａ＜０．９０ …（２）
０．２０＜ Δ２Ｕ／Δ２Ａ＜２．００ …（３）
但し、
Δ１Ｕ：前記少なくとも２つの移動レンズ群のうち、最も像側に位置するレンズ群の、水中撮影状態における広角端状態での無限遠撮影状態から望遠端状態での無限遠撮影状態への変更に要する移動量（但し、像面方向への移動量には正の符号を付し、物体方向への移動量には負の符号を付す）、
Δ１Ａ：前記少なくとも２つの移動レンズ群のうち、最も像側に位置するレンズ群の、陸上撮影状態における広角端状態での無限遠撮影状態から望遠端状態での無限遠撮影状態への変更に要する移動量（但し、像面方向への移動量には正の符号を付し、物体方向への移動量には負の符号を付す）、
Δ２Ｕ：前記少なくとも２つの移動レンズ群のうち、像側から数えて２番目に位置するレンズ群の、水中撮影状態における広角端状態での無限遠撮影状態から望遠端状態での無限遠撮影状態への変更に要する移動量（但し、像面方向への移動量には正の符号を付し、物体方向への移動量には負の符号を付す）、
Δ２Ａ：前記少なくとも２つの移動レンズ群のうち、像側から数えて２番目に位置するレンズ群の、陸上撮影状態における広角端状態での無限遠撮影状態から望遠端状態での無限遠撮影状態への変更に要する移動量（但し、像面方向への移動量には正の符号を付し、物体方向への移動量には負の符号を付す）。

条件式（２）、（３）は、陸上撮影状態と水中撮影状態のそれぞれにおいて、諸収差を良好に補正するための条件である。条件式（２）の上限値または下限値を超えると、陸上撮影状態もしくは水中撮影状態における、広角端状態と望遠端状態のいずれか又はその両方で、像面湾曲をはじめとする諸収差の補正が困難となる。同様に、条件式（３）の上限値または下限値を超えると、陸上撮影状態もしくは水中撮影状態における、広角端状態と望遠端状態のいずれか又はその両方で、像面湾曲をはじめとする諸収差の補正が困難となる。

各実施形態において、光学系ＺＬは、最も物体側に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ１１を有し、次の条件式（４）を満足することが好ましい。

−０．１５＜ φ１／φｗ＜０．１５ …（４）
但し、
φ１：メニスカス形状のレンズＬ１１の空気中での屈折力、
φｗ：光学系ＺＬの陸上撮影状態における広角端状態での屈折力。

条件式（４）は、光学系ＺＬ、ひいてはこれを搭載する水陸両用変倍レンズ装置１０，１００の小型化するための条件である。条件式（４）の下限値を下回ると、最も物体側に位置するメニスカス形状のレンズＬ１１の屈折力が負に大きくなり、前記メニスカス形状のレンズＬ１１より像側に位置するレンズの径が大きくなるため好ましくない。条件式（４）の上限値を上回ると、最も物体側に位置するメニスカス形状のレンズＬ１１の屈折力が正に大きくなり、前記メニスカス形状のレンズＬ１１の径が大きくなるため好ましくない。

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（４）の下限値を−０．１０とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（４）の上限値を０．１０とすることが好ましい。

各実施形態において、光学系ＺＬは、最も物体側に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ１１を有し、次の条件式（５）を満足することが好ましい。

０．３０＜Ｒ２／ＴＬ＜０．９０ …（５）
但し、
Ｒ２：前記メニスカス形状のレンズＬ１１の像側面の曲率半径、
ＴＬ：前記光学系ＺＬの最も物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離。

条件式（５）は、水中撮影時の収差補正を良好とするための条件である。条件式（５）の下限値を下回ると、水中撮影状態で、前記メニスカス形状のレンズＬ１１の像側面で発生する像面湾曲が大きくなり、補正しきれなくなる。条件式（５）の上限値を上回ると、前記メニスカス形状のレンズＬ１１の像側面のレンズ面で発生する正の歪曲収差が大きくなり、補正しきれなくなる。

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（５）の下限値を０．３４とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（５）の上限値を０．８０とすることが好ましい。

（第１実施形態）
これより、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、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、負屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力の第５レンズ群Ｇ５とから光学系ＺＬ（ＺＬ１）を備える。

また、筐体１に第１レンズ群固定部１ａを介して第１レンズ群Ｇ１が光軸上に固定され、第３レンズ群固定部１ｂを介して第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３との間に第２レンズ群Ｇ２が、第３レンズ群Ｇ３の像側に第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５が、光軸に沿ってそれぞれ独立に移動可能に筐体１内に後述する部材にて保持されている。

筐体１の像側端部１ｃには、マウント部材２が固定されており、マウント部材２によって後述する撮像装置に固定する。

第２レンズ群Ｇ２を保持するレンズ枠２ａから径方向に延在するピン２ｂは、筐体１に開けられた長孔３を通して焦点距離を変化させるための操作部材３１に形成されたカム溝３１ａに係合される。このピン２ｂは、操作部材３１を回転させると操作部材３１の内壁に形成されたカム溝３１ａに沿って移動し、これにより第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って移動する。

操作部材３１は、連動部材３２ａを介して筐体１内に配置された焦点距離検知部３２に接続されている。焦点距離検知部３２は、操作部材３１が操作されると連動部材３２ａを介して焦点距離の変更要求を検知し、操作部材３１の回転量に応じた焦点距離の値を出力する。

なお、操作部材３１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。

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３７が設けられている。筐体１内には、スイッチ部材３７で変更された撮影状態を識別する撮影状態識別部３３が配置されている。

第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群レンズ枠４ａに保持され、このレンズ枠４ａが第３レンズ群固定部１ｂと像側端部１ｃとの間に配置された第１の支持部材２３に摺動可能に支持され、図２に示す制御部３５からの制御信号に基づき、第１の駆動機構２１によって光軸に沿って移動するように構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、第５レンズ群レンズ枠５ａに保持され、このレンズ枠５ａが第３レンズ群固定部１ｂと像側端部１ｃとの間に配置された第２の支持部材２４に摺動可能に支持され、制御部３５からの制御信号に基づき、第２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。

第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０は、前記駆動機構２１、２２を介して移動する少なくとも２つの移動レンズ群、すなわち第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の、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光軸上の位置情報を、図２に示す記憶部３４に記憶する。なお、記憶されていない焦点距離の第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の位置情報は、記憶されている位置情報に基づき、制御部３５が補間処理等の処理をすることで設定することができる。

このような構成を有する第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３７が操作されて撮影状態識別部３３によって識別された撮影状態は、制御部３５に伝達される。また、操作部材３１が操作されて焦点距離検知部３２によって検知された焦点距離は、制御部３５に伝達される。

制御部３５は、伝達された撮影状態と焦点距離に対応する、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置情報を記憶部３４から読み出し、第１の駆動機構２１を介して第４レンズ群Ｇ４を、第２の駆動機構２２を介して第５レンズ群Ｇ５をそれぞれ独立に所定の光軸位置に移動させる。

この結果、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０は、スイッチ部材３７を操作して撮影状態を変更し、操作部材３１を操作して焦点距離を変更した際、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方の各焦点距離において、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置を、制御部３５が記憶部３４に記憶されている位置情報に基づき設定することで、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方の全焦点距離範囲にわたって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できる。

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５および表１を用いて説明する。この光学系ＺＬ１が有する、第２実施形態と共通する特徴構成については先述した通りである。

なお、図３に対する各参照符号は、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。

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は、図３に示すように、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、負屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力の第５レンズ群Ｇ５とからなる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ１１と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と両凸形状の正レンズＬ１３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４とからなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像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、両凸形状の正レンズＬ２３と両凹形状の負レンズＬ２４との接合レンズとからなる。負メニスカスレンズＬ２１は、物体側面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層を備えている。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３５とからなる。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ４１と、両凹形状の負レンズＬ４２と両凸形状の正レンズＬ４３との接合レンズとからなる。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と、両凸形状の正レンズＬ５２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５３との接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５４と両凸形状の正レンズＬ５５との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５６とからなる。両凸形状の正レンズＬ５１の像側面は、非球面である。

第３レンズ群Ｇ３の像側に、虹彩絞りＳが隣接して配置される。

第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉの間には、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。

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。

上記構成の光学系ＺＬ１において、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面は、上述の条件式（１）を満たす曲率半径を持ち、物体側に凸面を向けている。これにより、水中撮影時の歪曲収差の発生を抑制している。

第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は、常に固定である。

第２レンズ群Ｇ２は、陸上撮影状態・水中撮影状態ともに、カム溝３１ａに沿って、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して像面方向に移動する。

第４レンズ群Ｇ４は、第１の駆動機構２１によって、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、陸上撮影状態（図３の実線の矢印）と水中撮影状態（図３の点線の矢印）で異なる移動軌跡をとるように移動する。

第５レンズ群Ｇ５は、第２の駆動機構２２によって、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、陸上撮影状態（図３の実線の矢印）と水中撮影状態（図３の点線の矢印）で異なる移動軌跡をとるように移動する。

このように、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動軌跡を、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良好に補正することが可能となる。

無限遠撮影状態から近距離撮影状態への合焦に際しては、第４レンズ群Ｇ４を像面方向に移動させる。合焦に際しても、変倍時と同様に、第１の駆動機構２１によって第４レンズ群Ｇ４の移動がなされる。

以下の表１に、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０が備える光学系ＺＬ１の諸元値を掲げる。表１における面番号１〜４１が、図３に示すｍ１〜ｍ４１の各光学面に対応している。

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、（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。

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。

Ｘ（ｙ）＝（ｙ²／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ²／Ｒ²）^1/2｝＋Ａ4・ｙ⁴＋Ａ6・ｙ⁶＋Ａ8・ｙ⁸＋Ａ10・ｙ¹⁰＋Ａ12・ｙ¹²＋Ａ14・ｙ¹⁴ …（ａ）

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、２ωは画角（単位：°）、Ｙは像高、ＴＬはレンズ全長（光軸上でのレンズ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。

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。

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。

表中の［条件式対応値］には、上記の条件式（１）〜（５）に対応する値を示す。

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。

ここまでの表の説明は、他の実施形態においても同様である。

（表１）
［レンズデータ］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
1 60.0000 5.0000 1.516800 63.88
2 58.2950 15.8000
3 102.3091 2.0000 1.795040 28.69
4 41.8010 10.4000 1.497820 82.57
5 -1007.6756 0.1000
6 37.6062 5.1500 1.834810 42.73
7 98.9884 D7(可変)
*8 99.2450 0.1500 1.553890 38.09
9 94.6723 1.4000 1.834810 42.73
10 12.0783 6.0000
11 -32.7960 1.0000 1.834810 42.73
12 46.9143 0.4000
13 25.5606 3.8000 1.846660 23.78
14 -54.2180 1.0000 1.816000 46.59
15 54.1534 D15(可変)
16 34.7874 0.8000 1.850260 32.35
17 16.6502 2.6000 1.618000 63.34
18 -37.1204 1.2000
19 48.7843 2.6000 1.497820 82.57
20 -18.5410 0.8000 1.850260 32.35
21 -41.7038 0.3000
22 47.8525 1.6000 1.696800 55.52
23 -59.5425 0.5000
24 ∞(絞り) D24(可変)
25 -33.1327 0.8000 1.816000 46.59
26 23.8736 0.7000
27 -23.1424 0.8000 1.816000 46.59
28 16.9872 2.0000 1.808090 22.74
29 -33.9829 D29(可変)
30 49.4602 3.5000 1.589130 61.18
*31 -19.7954 0.1000
32 23.4122 4.4000 1.497820 82.57
33 -23.4006 1.0000 1.950000 29.37
34 -80.0819 0.3000
35 85.4967 1.0000 1.883000 40.66
36 14.9004 4.0000 1.517420 52.20
37 -50.2458 1.4500
38 -30.3940 1.0000 2.000690 25.46
39 -82.9601 D39(可変)
40 ∞ 2.7900 1.516800 63.88
41 ∞ Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第8面
κ ＝ +15.1751
A4 ＝ +4.64891E-06
A6 ＝ -1.26998E-08
A8 ＝ -3.35661E-10
A10＝ +2.59761E-12
A12＝ -8.51930E-15
A14＝ +1.02560E-17

第31面
κ ＝ +1.2313
A4 ＝ +1.39795E-05
A6 ＝ +3.25121E-08
A8 ＝ 0.00000E+00
A10＝ 0.00000E+00
A12＝ 0.00000E+00
A14＝ 0.00000E+00

［各種データ］
（陸上撮影状態）
f 10.60 19.05 45.07
FNO 4.58 4.99 5.48
２ω 76.48 44.65 19.40
Y 8.00 8.00 8.00
TL 158.41 158.41 158.41
D7 1.822 11.822 22.822
D15 30.318 20.318 9.318
D24 2.508 5.447 12.132
D29 17.391 15.008 11.482
D39 17.831 17.275 14.116
Bf 2.104 2.104 2.104

（水中撮影状態）
f 8.32 13.76 30.42
FNO 4.65 5.17 6.23
２ω 74.34 47.24 21.89
Y 8.00 8.00 8.00
TL 158.41 158.41 158.41
D7 1.822 11.822 22.822
D15 30.318 20.318 9.318
D24 2.971 6.248 14.349
D29 17.477 14.667 7.736
D39 17.277 16.811 15.641
Bf 2.104 2.104 2.104

［レンズ群データ］
群始面終面焦点距離
第１レンズ群 1 7 67.131
第２レンズ群 8 15 -10.504
第３レンズ群 16 23 16.830
第４レンズ群 25 29 -14.660
第５レンズ群 30 39 24.633

［各レンズ群の位置データ］
（陸上撮影状態）
f 10.60 19.05 45.07
第２レンズ群 0.000 9.999 20.998
第４レンズ群 0.000 2.938 9.622
第５レンズ群 0.000 0.556 3.713

（水中撮影状態）
f 8.32 13.76 30.42
第２レンズ群 0.000 9.999 20.998
第４レンズ群 0.463 3.744 11.845
第５レンズ群 0.554 1.020 2.190

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｅｎｐｗ＝１．１２６
条件式（２）Δ１Ｕ／Δ１Ａ＝０．４４０
条件式（３）Δ２Ｕ／Δ２Ａ＝１．１８３
条件式（４）φ１／φｗ＝０．０００
条件式（５）Ｒ２／ＴＬ＝０．３６８
Ｒ１＝６０．０００
Ｅｎｐｗ＝５３．２８３
Δ１Ｕ＝１．６３６
Δ１Ａ＝３．７１５
Δ２Ｕ＝１１．３８２
Δ２Ａ＝９．６２２
φ１＝０．０００
φｗ＝０．０９４
Ｒ２＝５８．２９５
ＴＬ＝１５８．４１

表１から、第１実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１０は、条件式（１）〜（５）を満たすことが分かる。

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（波長587.6nm）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（波長587.6nm）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。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を示す。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。以上、収差図の説明は、他の実施形態においても同様である。

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は、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方で、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。

なお、第１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３７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、図６の水陸両用変倍レンズ装置１１に示すように、筐体１の外側に露呈するように２つの端子３６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。

（第２実施形態）
これより、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７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、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、負屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力の第５レンズ群Ｇ５とから光学系ＺＬ（ＺＬ２）を備える。

また、筐体１０１に第１レンズ群固定部１０１ａを介して第１レンズ群Ｇ１が光軸上に固定され、第３レンズ群固定部１０１ｂを介して第３レンズ群Ｇ３が光軸上に固定され、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３との間に第２レンズ群Ｇ２が、第３レンズ群Ｇ３の像側に第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５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。

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１３８が設けられている。筐体１０１内には、焦点距離変更スイッチ部材１３８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１３２が配置されている。

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１３７が設けられている。筐体１０１内には、撮影状態切替スイッチ部材１３７で変更された撮影状態を識別する撮影状態識別部１３３が配置されている。

筐体１０１の像側端部１０１ｃに、マウント部材１０２が固定されており、マウント部材１０２によって後述する撮像装置に固定する。

第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズ群レンズ枠１０２ａに保持され、このレンズ枠１０２ａが第１レンズ群固定部１０１ａと第３レンズ群固定部１０１ｂとの間に配置された第１の支持部材１２６に摺動可能に支持され、図９に示す制御部１３５からの制御信号に基づき第１の駆動機構１２５によって光軸に沿って移動するように構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、第４レンズ群レンズ枠１０４ａに保持され、このレンズ枠１０４ａが第３レンズ群固定部１０１ｂと像側端部１０１ｃとの間に配置された第２の支持部材１２３に摺動可能に支持され、制御部１３５からの制御信号に基づき第２の駆動機構１２１によって光軸に沿って移動するように構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、第５レンズ群レンズ枠１０５ａに保持され、このレンズ枠５ａが第３レンズ群固定部１０１ｂと像側端部１０１ｃとの間に配置された第３の支持部材１２４に摺動可能に支持され、制御部１３５からの制御信号に基づき第３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。

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４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置情報を記憶部１３４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４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５の位置情報は、記憶されている位置情報に基づき、制御部１３５が補間処理等の処理をすることで設定することができる。

第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００では、図８に示すように、撮影状態切替スイッチ部材１３７が操作されて撮影状態識別部１３３によって識別された撮影状態は、制御部１３５に伝達される。焦点距離変更スイッチ部材１３８が操作され焦点距離検知部１３２によって検知された焦点距離変更要求は、制御部１３５に伝達される。

制御部１３５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４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置情報を記憶部１３４から読み出し、第１の駆動機構１２５を介して第２レンズ群Ｇ２を、第２の駆動機構１２１を介して第４レンズ群Ｇ４を、および第３の駆動手段１２２を介して第５レンズ群Ｇ５をそれぞれ独立に所定の光軸位置に移動させる。

この結果、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００は、撮影状態切替スイッチ部材１３７を操作して撮影状態を変更し、焦点距離変更スイッチ部材１３８を操作して焦点距離を変更した際、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方の各焦点距離において、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の光軸上の位置を制御部１３５が記憶部１３４に記憶されている位置情報に基づき設定することで、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方の全焦点距離範囲にわたって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できる。

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９〜図１２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。

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は、図９に示すように、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、負屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、正屈折力の第５レンズ群Ｇ５とからなる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ１１と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４とからなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像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、両凸形状の正レンズＬ２３と、両凹形状の負レンズＬ２４とからなる。負メニスカスレンズＬ２１の物体側面は、非球面である。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と両凸形状の正レンズＬ３４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３５とからなる。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５２と両凸形状の正レンズＬ５３との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ５４と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５５とからなる。

上記構成の光学系ＺＬ２において、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面は、上述の条件式（１）を満たす曲率半径を持ち、物体側に凸面を向けている。これにより、水中撮影時の歪曲収差の発生を抑制している。

第２レンズ群Ｇ２は、第１の駆動機構１２５によって、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、像面方向へ移動する。但し、第２レンズ群Ｇ２の移動範囲は、陸上撮影状態と水中撮影状態で異なる範囲をとる。

第４レンズ群Ｇ４は、第２の駆動機構１２１によって、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、陸上撮影状態（図９の実線の矢印）と水中撮影状態（図９の点線の矢印）で異なる移動軌跡をとるように移動する。

第５レンズ群Ｇ５は、第３の駆動機構１２２によって、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、陸上撮影状態と（図９の実線の矢印）水中撮影状態（図９の点線の矢印）で異なる移動軌跡をとるように移動する。

このように第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の移動軌跡を、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良好に補正することが可能となる。

無限遠撮影状態から近距離撮影状態への合焦に際しては、第４レンズ群Ｇ４を像面方向に移動させる。合焦に際しても、変倍時と同様に、第２の駆動機構１２１によって第４レンズ群Ｇ４の移動がなされる。

以下の表２に、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００が備える光学系ＺＬ２の諸元値を掲げる。表２における面番号１〜３８が、図９に示すｍ１〜ｍ３８の各光学面に対応している。

（表２）
［レンズデータ］
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 100.0000 3.0000 1.516800 63.88
2 98.9800 4.0000
3 74.1356 1.8000 1.850260 32.35
4 36.0351 7.0000 1.497820 82.51
5 3038.1597 0.1000
6 36.3362 5.0000 1.729157 54.66
7 170.0064 D7(可変)
*8 159.7676 1.0000 1.816000 46.62
9 11.1111 5.7573
10 -57.3031 0.8000 1.816000 46.62
11 32.0791 0.2020
12 18.8298 4.0000 1.846660 23.78
13 -127.9381 0.3170
14 -90.0599 1.0000 1.816000 46.62
15 41.7316 D15(可変)
16 22.5107 0.8000 1.834000 37.16
17 12.0861 2.5000 1.603001 65.46
18 -69.1710 1.0000
19 864.1596 1.0000 1.850260 32.35
20 16.8557 2.2000 1.603001 65.46
21 -47.4738 0.1000
22 24.2921 1.8000 1.729157 54.66
23 -67.1681 1.0000
24 ∞(絞り) D24(可変)
25 -43.6868 0.8000 1.834807 42.72
26 22.6901 0.8000
27 -25.0831 0.8000 1.834807 42.72
28 11.7100 1.8000 1.846660 23.78
29 -48.7106 D29(可変)
30 24.1884 2.5000 1.497820 82.51
31 -58.4609 0.2000
32 40.9485 1.0000 1.834807 42.72
33 15.4156 3.5000 1.497820 82.51
34 -46.0872 8.5639
35 28.3973 2.5000 1.497820 82.51
36 -123.1319 3.7652
37 -20.5259 1.0000 1.846660 23.78
38 -54.7499 Bf
像面 ∞

［非球面データ］
第8面
κ ＝ -20.0000
A4 ＝ +4.26826E-06
A6 ＝ -9.97395E-09
A8 ＝ +1.52813E-11
A10＝ -3.70867E-14
A12＝ 0.00000E+00
A14＝ 0.00000E+00

［各種データ］
（陸上撮影状態）
f 10.41 45.47 98.00
FNO 4.60 5.15 5.89
２ω 77.37 19.45 9.06
Y 8.00 8.00 8.00
TL 135.78 135.78 135.78
D7 0.800 20.355 28.029
D15 28.052 8.497 0.823
D24 0.800 8.210 13.112
D29 16.136 9.093 6.831
Bf 18.391 18.023 15.383

（水中撮影状態）
f 9.50 16.43 38.02
FNO 4.65 4.95 5.67
２ω 64.38 39.34 17.66
Y 8.00 8.00 8.00
TL 135.78 135.78 135.78
D7 0.800 10.200 20.355
D15 28.052 18.652 8.497
D24 1.618 4.381 10.362
D29 16.899 13.919 7.212
Bf 16.809 17.026 17.762

［レンズ群データ］
群始面終面焦点距離
第１レンズ群 1 7 58.171
第２レンズ群 8 15 -10.550
第３レンズ群 16 23 16.309
第４レンズ群 25 29 -14.362
第５レンズ群 30 38 24.289

［各レンズ群の位置データ］
（陸上撮影状態）
f 10.41 45.47 98.00
第２レンズ群 0.000 19.555 27.230
第４レンズ群 0.000 7.411 12.313
第５レンズ群 0.000 0.368 3.008

（水中撮影状態）
f 9.50 16.43 38.02
第２レンズ群 0.000 9.400 19.555
第４レンズ群 0.818 3.581 9.562
第５レンズ群 1.582 1.365 0.629

（条件式対応値）
条件式（１）Ｒ１／Ｅｎｐｗ＝３．０１４
条件式（２） Δ１Ｕ／Δ１Ａ＝ −０．３１７
条件式（３） Δ２Ｕ／Δ２Ａ＝０．７１０
条件式（４） φ１／φｗ＝０．０００
条件式（５）Ｒ２／ＴＬ＝０．７２９
Ｒ１＝１００．０００
Ｅｎｐｗ＝３３．１８３
Δ１Ｕ＝ −０．９５３
Δ１Ａ＝３．００８
Δ２Ｕ＝８．７４４
Δ２Ａ＝１２．３１３
φ１＝０．０００
φｗ＝０．０９６
Ｒ２＝９８．９８
ＴＬ＝１３５．７８

表２から、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００は、条件式（１）〜（５）を満たすことが分かる。

図１０は、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００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（波長587.6nm）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１１は、第２実施形態に係る水陸両用変倍レンズ装置１００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（波長587.6nm）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。

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は、陸上撮影状態と水中撮影状態の両方で、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。

なお、第２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１３７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、図１２の水陸両用変倍レンズ装置１１０に示すように、筐体１０１の外側に露呈するように２つの端子１３６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。

続いて、図１３を参照しながら、第１及び第２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）４０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（図１参照）を搭載した場合について説明するが、第２形態でも同様である。

カメラ４０は、図１３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４０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４１上に結像される。撮像素子４１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４２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３７（図１参照）を操作して撮影状態を設定し、操作部材３１（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４２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４０では、被写体からの光が、撮像素子４１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。

以上の構成を備える本実施形態に係る水陸両用カメラ４０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。

なお、図１３に記載のカメラ４０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４０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。

続いて、図１４を参照しながら、第１及び第２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（図１参照）を製造した場合について説明するが、第２実施形態でも同様である。

まず、光軸に沿って物体側から順に並んだ、最も物体側のレンズ面が物体側に凸面を向けた形状であるレンズを有する第１レンズ群と、少なくとも３つの移動レンズ群とを有するように、各レンズを筐体１内に配置する（ステップＳＴ１０）。このとき、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は固定し、前記移動レンズ群（例えば、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５）は互いに独立して移動するように、各レンズを配置する（ステップＳＴ２０）。また、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４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５）は、陸上撮影状態と水中撮影状態とにおいて前記変倍時の移動軌跡が異なるように、各レンズを配置する（ステップＳＴ３０）。

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、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズＬ１１と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と両凸形状の正レンズＬ１３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４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、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２３と、両凸形状の正レンズＬ２４と両凹形状の負レンズＬ２５との接合レンズを、筐体１内に配置する。第３レンズ群Ｇ３として、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３５を、筐体１内に配置する。第４レンズ群Ｇ４として、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ４１と、両凹形状の負レンズＬ４２と両凸形状の正レンズＬ４３との接合レンズを、筐体１内に配置する。第５レンズ群Ｇ５として、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と、両凸形状の正レンズＬ５２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５３との接合レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５４と両凸形状の正レンズＬ５５との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５６を、筐体１に配置する。

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。

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。

例えば、上記の各実施形態では、５群構成の光学系について説明したが、４群構成、６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、６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３４、１３４は、２〜４つ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

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４レンズ群Ｇ４を合焦レンズ群とするのが好ましい。

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。

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。

切替スイッチ
１０、１１、１００、１１０水陸両用変倍レンズ装置
１、１０１筐体
２１、１２５第１の駆動機構
２２、１２１第２の駆動機構
３１操作部材（焦点距離変更用）
２ａレンズ枠（移動機構）
２ｂピン（移動機構）
３１ａカム溝（移動機構）
３２、１３２焦点距離検知部
３３、１３３撮影状態識別部
３４、１３４記憶部
３５、１３５制御部
３７、１３７スイッチ部材（撮影状態切替用）
４０水陸両用カメラ（撮像装置）
４１撮像素子
４２モニター画面
１２２第３の駆動機構
１３８スイッチ部材（焦点距離変更用）
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
Ｇ５第５レンズ群
Ｓ絞り
Ｆフィルタ群
Ｉ像面

Claims

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であって、
光軸に沿って物体側から順に並んだ、最も物体側のレンズ面が物体側に凸面を向けた形状であるレンズを有する、正屈折力を有する第１レンズ群と、負屈折力を有する第２レンズ群と、正屈折力を有する第３レンズ群と、負屈折力を有する第４レンズ群と、正屈折力を有する第５レンズ群とにより、実質的に５個のレンズ群からなるとともに、少なくとも３つの移動レンズ群を有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群は固定し、前記移動レンズ群は互いに独立して移動し、
前記移動レンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群は、陸上撮影状態と水中撮影状態とにおいて前記変倍時の移動軌跡が異なることを特徴とする水陸両用変倍レンズ装置。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の水陸両用変倍レンズ装置。
０．８０＜Ｒ１／Ｅｎｐｗ＜４．００
但し、
Ｒ１：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径、
Ｅｎｐｗ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から、前記水陸両用変倍レンズ装置の陸上撮影状態の広角端状態での無限遠撮影状態における入射瞳位置までの光軸上の距離。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の水陸両用変倍レンズ装置。
−０．９０＜ Δ１Ｕ／Δ１Ａ＜０．９０
０．２０＜ Δ２Ｕ／Δ２Ａ＜２．００
但し、
Δ１Ｕ：前記少なくとも２つの移動レンズ群のうち、最も像側に位置するレンズ群の、水中撮影状態における広角端状態での無限遠撮影状態から望遠端状態での無限遠撮影状態への変更に要する移動量（但し、像面方向への移動量には正の符号を付し、物体方向への移動量には負の符号を付す）、
Δ１Ａ：前記少なくとも２つの移動レンズ群のうち、最も像側に位置するレンズ群の、陸上撮影状態における広角端状態での無限遠撮影状態から望遠端状態での無限遠撮影状態への変更に要する移動量（但し、像面方向への移動量には正の符号を付し、物体方向への移動量には負の符号を付す）、
Δ２Ｕ：前記少なくとも２つの移動レンズ群のうち、像側から数えて２番目に位置するレンズ群の、水中撮影状態における広角端状態での無限遠撮影状態から望遠端状態での無限遠撮影状態への変更に要する移動量（但し、像面方向への移動量には正の符号を付し、物体方向への移動量には負の符号を付す）、
Δ２Ａ：前記少なくとも２つの移動レンズ群のうち、像側から数えて２番目に位置するレンズ群の、陸上撮影状態における広角端状態での無限遠撮影状態から望遠端状態での無限遠撮影状態への変更に要する移動量（但し、像面方向への移動量には正の符号を付し、物体方向への移動量には負の符号を付す）。
陸上撮影状態と水中撮影状態とを識別する識別部と、
焦点距離を変更するための操作部と、
前記操作部で変更された前記焦点距離を検知するための焦点距離検知部と、
前記移動レンズ群のうち、少なくとも１つの移動レンズ群を、前記操作部の操作に連動して光軸に沿って移動させる移動機構と、
前記移動レンズ群のうち、前記移動機構を介して移動するレンズ群以外の、少なくとも２つの移動レンズ群を、それぞれ光軸に沿って移動させる独立した少なくとも２つの駆動機構と、
前記駆動機構を介して移動する少なくとも２つの移動レンズ群の、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光軸上の位置を記憶する記憶部と、
前記識別部と前記焦点距離検知部からの出力に基づき、前記記憶部に記憶された所定の位置に前記少なくとも２つの移動レンズ群が移動するように、前記少なくとも２つの駆動機構の駆動を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の水陸両用変倍レンズ装置。
陸上撮影状態と水中撮影状態とを識別する識別部と、
焦点距離を変更するための操作部と、
前記操作部で変更された前記焦点距離を検知するための焦点距離検知部と、
前記移動レンズ群のうち、少なくとも３つの移動レンズ群を、それぞれ光軸に沿って移動させる独立した少なくとも３つの駆動機構と、
前記駆動機構を介して移動する少なくとも３つの移動レンズ群の、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光軸上の位置を記憶する記憶部と、
前記識別部と前記焦点距離検知部からの出力に基づき、前記記憶部に記憶された所定の位置に前記少なくとも３つの移動レンズ群が移動するように、前記少なくとも３つの駆動機構の駆動を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の水陸両用変倍レンズ装置。
物体側から順に並んだ、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、負屈折力の第４レンズ群と、正屈折力の第５レンズ群とを有し、
前記移動機構を介して移動する、前記少なくとも１つの移動レンズ群は、前記第２レンズ群を含み、
前記少なくとも２つの駆動機構を介して移動する、前記少なくとも２つの移動レンズ群は、前記第４レンズ群と、前記第５レンズ群とを含むことを特徴とする請求項４に記載の水陸両用変倍レンズ装置。
物体側から順に並んだ、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、負屈折力の第４レンズ群と、正屈折力の第５レンズ群とを有し、
前記少なくとも３つの駆動機構を介して移動する、前記少なくとも３つの移動レンズ群は、前記第２レンズ群と、前記第４レンズ群と、前記第５レンズ群とを含むことを特徴とする請求項５に記載の水陸両用変倍レンズ装置。
最も物体側に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の水陸両用変倍レンズ装置。
−０．１５＜ φ１／φｗ＜０．１５
但し、
φ１：前記メニスカス形状のレンズの空気中での屈折力、
φｗ：前記水陸両用変倍レンズ装置の陸上撮影状態における広角端状態での屈折力。
最も物体側に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の水陸両用変倍レンズ装置。
０．３０＜Ｒ２／ＴＬ＜０．９０
但し、
Ｒ２：前記メニスカス形状のレンズの像側面の曲率半径、
ＴＬ：前記水陸両用変倍レンズ装置の最も物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離。
請求項１〜９のいずれか一項に記載の水陸両用変倍レンズ装置を備えることを特徴とする撮像装置。