JP6665404B2

JP6665404B2 - 光学系、撮像装置、および光学系の製造方法

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Publication number: JP6665404B2
Application number: JP2015007272A
Authority: JP
Inventors: 芝山　敦史; 敦史芝山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2015-01-16
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2035-01-16
Also published as: JP2016133572A

Description

本発明は、光学系、撮像装置、および光学系の製造方法に関する。

従来より、屈折率の異なる複数の媒質（例えば、空気と水）に対して使用可能な光学系
が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平７−３１１３３９号公報

しかしながら、従来の光学系では、各媒質に対する収差補正が十分であるとはいえなか
った。

このような課題を解決するため、本発明に係る光学系は、屈折率の異なる複数の物体側媒質に対して撮影が可能な光学系であって、物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定された前側レンズ群と、後側レンズ群とからなり、前記前側レンズ群は、光軸方向の位置が固定された第１レンズ群からなり、前記後側レンズ群は、物体側から順に並んだ、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とを有し、前記物体側媒質の変更に際し、前記後側レンズ群内の少なくとも２つのレンズ群を光軸に沿って移動させ、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、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔を変化させる。

本発明に係る撮像装置は、上述の光学系を備える。

本発明に係る光学系の製造方法は、屈折率の異なる複数の物体側媒質に対して撮影が可能な光学系の製造方法であって、物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定された前側レンズ群と、後側レンズ群とからなり、前記前側レンズ群は、光軸方向の位置が固定された第１レンズ群からなり、前記後側レンズ群は、物体側から順に並んだ、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とを有し、前記物体側媒質の変更に際し、前記後側レンズ群内の少なくとも２つのレンズ群を光軸に沿って移動させ、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、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔を変化させるように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。

物体側媒質が空気である場合の、第１実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第１実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第１実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第１実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第１実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第１実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が空気である場合の、第２実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第２実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第２実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第２実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第２実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第２実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が空気である場合の、第３実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第３実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第３実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第３実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第３実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第３実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が空気である場合の、第４実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第４実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第４実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第４実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第４実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第４実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が空気である場合の、第５実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第５実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第５実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第５実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第５実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第５実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が空気である場合の、第６実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第６実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第６実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第６実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第６実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第６実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が空気である場合の、第７実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第７実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第７実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第７実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第７実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第７実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が空気である場合の、第８実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第８実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第８実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第８実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第８実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第８実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が空気である場合の、第９実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が空気である場合の、第９実施例に係る光学系の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。物体側媒質が空気である場合の、第９実施例に係る光学系の至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。物体側媒質が水である場合の、第９実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図と、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）までの各群の移動軌跡を示す図である。物体側媒質が水である場合の、第９実施例に係る光学系の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。物体側媒質が水である場合の、第９実施例に係る光学系の至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。本実施形態に係る光学系を備えたカメラの構成を示す図である。本実施形態に係る光学系の製造方法を示すフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る光学系ＺＬ
は、図１および図４に示すように、屈折率が異なる複数の物体側媒質（例えば、空気と水
）において撮影が可能な光学系であって、物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定
された前側レンズ群と、後側レンズ群とからなり、後側レンズ群は、少なくとも２つの移
動レンズ群を有し、物体側媒質を屈折率が異なるものに切り替えて撮影する際には、後側
レンズ群内の前記少なくとも２つの移動レンズ群を光軸に沿って移動させる。

例えば、図１および図４においては、前側レンズ群として、第１レンズ群Ｇ１が該当す
る。後側レンズ群として、（第１レンズ群Ｇ１より像側に配置された）第２レンズ群Ｇ２
〜第４レンズ群Ｇ４が該当する。２つの移動レンズ群として、第２レンズ群Ｇ２および第
３レンズ群Ｇ３が該当する。

このように最も物体側のレンズ群を固定とすることにより、物体側媒質に対する防滴性
、気密性を確保することができる。物体側媒質が変化すると、一般に、倍率色収差および
歪曲収差の変動と、像面湾曲の変動のいずれか、あるいは両方が発生する。物体側媒質を
変更するにあたり、後側レンズ群内の少なくとも２つの移動レンズ群の移動を行うことに
より、倍率色収差、歪曲収差、像面湾曲などの諸収差の変動を抑え、良好な結像性能を達
成することができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいて、後側レンズ群は、少なくとも２つの負レンズ群
を有し、物体側媒質の変更に際し、後側レンズ群内の少なくとも２つの負レンズ群を光軸
に沿って移動させることが好ましい。

このように２つの移動レンズ群を負レンズ群とすることにより、物体側媒質を変更する
際の像面湾曲の変動を良好に補正することができる。また、物体側媒質を変更する際の結
像位置の変化を抑えることができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、次の条件式（１）を満足することが好ましい。

２．０００＜Ｒ１／Ｙmax ＜８．０００ …（１）
但し、
Ｒ１：前側レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ成分の物体側面の曲率半径、
Ｙmax：最大像高。

なお、「レンズ成分」は、単レンズ又は接合レンズを示す。

条件式（１）は、物体側媒質を変更する際の屈折率変化に伴う、歪曲収差・倍率色収差
の変動の抑制と、像面湾曲の変動の抑制とを両立させるための条件式である。

条件式（１）の上限値を上回ると、前側レンズ群の最前面の曲率半径が大きくなり、物
体側媒質が変化した場合の倍率色収差と歪曲収差の変動が大きくなり、補正ができなくな
る。

本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を７．０００とすること
が好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を６．０
００とすることが好ましい。

条件式（１）の下限値を下回ると、前側レンズ群の最前面の曲率半径が小さくなり、物
体側媒質が変化した場合にペッツバール和の変化が増大し、結果的に、後側レンズ群内の
レンズを移動させても補正できないほど像面湾曲の変動が大きくなるため、好ましくない
。

本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を３．０００とすること
が好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を４．０
００とすることが好ましい。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定された
第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とを
有し、前側レンズ群は、第１レンズ群Ｇ１からなり、後側レンズ群は、第２レンズ群Ｇ２
と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とを有し、物体側媒質の変更に際し、後側レ
ンズ群内の第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移動させることが好
ましい。

このように、物体側媒質を変更する際に第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを移動
させることにより、像面湾曲の変動を良好に補正することができる。また、物体側媒質を
変更する際の結像位置の変化を抑えることができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、物体側媒質の屈折率にかかわらず、第２レンズ群Ｇ２
と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とを光軸に沿って移動させることにより変倍
を行うことが好ましい。

この構成により、第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４を移動させての変倍が可能とな
り、撮影の利便性を高めることができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔
は、変倍時と物体側媒質の変更時とにおいて変化させ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群
Ｇ３との間隔は、物体側媒質の変更時において変化させ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ
群Ｇ４との間隔は、変倍時と物体側媒質の変更時とにおいて変化させることが好ましい。

この構成により、変倍時の収差変動（例えば、球面収差、像面湾曲）と、物体側媒質の
変更時に発生する収差変動（例えば、像面湾曲）の両方を良好に補正することができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいて、物体側媒質の低屈折率媒質（例えば、空気）か
ら高屈折率媒質（例えば、水）への変更に際し、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って像面方
向に移動させ、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って物体方向に移動させることが好ましい。

この構成により、物体側媒質の変更時に発生する、像面湾曲の変動と、結像位置の変化
の両方をより良好に補正することができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、物体側媒質の変更に際し、変更前の媒質中での撮影状
態と、変更後の媒質中での撮影状態のうち少なくとも一方で、無限遠撮影状態における変
倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を一定とすることが好ましい。

この構成により、変倍時の第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の移動に係る駆動
機構・制御を簡素化することができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、物体側媒質の低屈折率媒質（例えば、空気）から高屈
折率媒質（例えば、水）への変更に際し、低屈折率媒質中での第２レンズ群Ｇ２の変倍時
の移動軌跡（曲線）は、光軸方向に平行移動させると、高屈折率媒質中での第２レンズ群
Ｇ２の移動軌跡に一致することが好ましい。

この構成により、物体側媒質の変更と連動して光軸方向に平行移動させるメカニカルな
カムを用いて第２レンズ群Ｇ２を駆動することができ、第２レンズ群Ｇ２の移動に係る駆
動機構・制御を簡素化することができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、物体側媒質の屈折率にかかわらず、第３レンズ群Ｇ３
を合焦レンズ群として光軸方向に移動させることにより合焦を行うことが好ましい。

この構成により、物体側媒質の変更にかかわらず、単独のレンズ群で合焦することがで
き、合焦に係る駆動機構を簡素化することができる。また、負の第３レンズ群Ｇ３で合焦
を行うことにより、各物体側媒質に対して合焦による球面収差や像面湾曲の変動を抑え、
無限距離から至近距離まで良好な結像性能を実現することができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、次の条件式（２）を満足することが好ましい。

１．０００＜ｆ２／ｆ３＜６．０００ …（２）
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離。

条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との焦点距離の適切な比を規定
するための条件式である。条件式（２）を満足することにより、物体側媒質の変更時およ
び合焦時の球面収差や像面湾曲の変動を抑え、良好な結像性能を達成することができる。

条件式（２）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が小さくなり、物体側媒
質の変更に伴う像面湾曲の変動を、第２レンズ群Ｇ２の移動で補正しきれなくなる。

本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を５．０００とすること
が好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を４．０
００とすることが好ましい。

条件式（２）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折率が小さくなり、合焦時の
球面収差や像面湾曲の変動を良好に補正することが困難になる。

本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を１．２５０とすること
が好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を１．５
００とすることが好ましい。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいて、前側レンズ群内で最も物体側に配置されたレン
ズ成分は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有することが好ましい。

この構成により、物体側媒質の変更に伴う歪曲収差や倍率色収差の変動を良好に抑える
ことができる。この形状から外れる場合、物体側媒質の変更に伴う歪曲収差や倍率色収差
の変動が増大し、好ましくない。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、次の条件式（３）を満足することが好ましい。

０．２００＜Ｒ１／Ｒ２＜２．０００ …（３）
但し、
Ｒ１：前側レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ成分の物体側面の曲率半径、
Ｒ２：前側レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ成分の像側面の曲率半径。

条件式（３）は、前側レンズ群内で最も物体側に配置されたメニスカス形状のレンズ成
分の適切な形状を規定するための条件式である。

条件式（３）の上限値を上回ると、最も物体側のレンズ成分は、負メニスカスレンズと
なり、物体側面の曲率半径が大きくなる。この結果、物体側媒質の変更に伴う歪曲収差、
倍率色収差の変動が増大する。

本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を１．７００とすること
が好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を１．４
００とすることが好ましい。

条件式（３）の下限値を下回ると、最も物体側のレンズ成分は、正メニスカスレンズと
なり、物体側面の曲率半径が小さくなる。この結果、物体側媒質の変更に伴う像面湾曲の
変動が増大する。

本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を０．３００とすること
が好ましい。本実施形態の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を０．４
００とすることが好ましい。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、物体側媒質の屈折率にかかわらず、後側レンズ群が有
する移動レンズ群のうち、少なくとも１つを合焦レンズ群として光軸方向に移動させるこ
とにより合焦を行うことが好ましい。

この構成により、物体側媒質の変更によらず、単独のレンズ群で合焦することができ、
合焦に係る駆動機構を簡素化することができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、上記のように、物体側の媒質が第１の屈折率を有する
第１の媒質（例えば、空気）である第１の撮影状態（陸上撮影状態）と、第１の屈折率と
は異なる第２の屈折率を有する第２の媒質（例えば、水）である第２の撮影状態（水中撮
影状態）とにおいて撮影可能な光学系であって、物体側より順に並んだ、光軸方向の位置
が固定された第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する中間群（図１および図４では、第
２レンズ群〜第３レンズ群Ｇ３）と、像側群（図１および図４では、第４レンズ群Ｇ４）
とを有し、中間群において最も像側に配置されたレンズ成分は、第１の撮影状態と第２の
撮影状態との少なくとも一方での合焦時に光軸方向に沿って移動させる合焦レンズ群（図
１および図４では、第３レンズ群Ｇ３）を構成する最も像側のレンズ成分であり、第１の
撮影状態から第２の撮影状態への切り替えに際し、第１レンズ群Ｇ１と中間群との間隔と
、中間群と像側群との間隔とのうち、少なくとも１つを変化させることが好ましい。

このように、撮影状態の切り替えに際し、第１レンズ群Ｇ１と中間群との間隔と、中間
群と像側群との間隔との少なくとも１つが変化することにより、倍率色収差、歪曲収差、
像面湾曲の各収差の変動を抑え、良好な結像性能を達成することができる。

また、本実施形態に係る光学系ＺＬは、上記のように、物体側の媒質が第１の屈折率を
有する第１の媒質（例えば、空気）である第１の撮影状態（陸上撮影状態）と、第１の屈
折率とは異なる第２の屈折率を有する第２の媒質（例えば、水）である第２の撮影状態（
水中撮影状態）とにおいて撮影可能な光学系であって、最も物体側に配置され、光軸方向
の位置が固定された第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１の像側に配置され、第１の撮
影状態と第２の撮影状態の両方での合焦時に光軸方向に沿って移動させる合焦レンズ群（
図１および図４では、第３レンズ群Ｇ３）とを有し、前記合焦レンズ群は、負の屈折力を
有することが好ましい。

このように、物体側の媒質の切り替えによらず、単独のレンズ群で合焦を行うことがで
きるため、機構を簡素化することができる。第１レンズ群Ｇ１より像側に配置された負の
合焦レンズ群で合焦を行うことにより、各物体側媒質による球面収差や像面湾曲の変動を
抑え、無限距離から至近距離まで良好な結像性能を実現することができる。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいては、物体側媒質の変更に伴い、後側レンズ群内の
移動レンズ群を移動させる構成として、メカニカルな機構を用いる構成、電気信号あるい
は光信号を用いたスイッチ操作を介して電気的に移動させる構成、物質側媒質を検出する
センサを備え、そのセンサの出力に応じて移動レンズ群を電気的に移動させる構成等が挙
げられる。しかしながら、これらに限定されるものではない。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいては、物体側媒質の変更に連動して、フォーカシン
グ制御や画像処理に用いるパラメータ値を切り替えるのが望ましい。パラメータ値は、レ
ンズ内に備えられたメモリ装置（ＲＯＭ）に記録されていることが望ましい。また、レン
ズ内だけでなく、カメラボディ内のメモリ装置（ＲＯＭ）に記録されていてもよい。レン
ズ内あるいはカメラボディ内に記録されるパラメータ値は、物体側媒質の種類に応じて、
少なくとも２組のデータを記録することが望ましい。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいては、屈折率が異なる複数の物体側媒質が、空気と
、水であることが好ましい。これらを採用することによって、一般的な水陸両用レンズに
適した光学系とすることができ、実用的である。

また、前記複数の物体側媒質として、空気（ｄ線における屈折率＝1.000）、水（ｄ線
における屈折率＝1.333)の他、エタノール（ｄ線における屈折率＝1.362）、ケロシン（
ｄ線における屈折率＝1.447）、ベンゼン（ｄ線における屈折率＝1.501）など、様々な気
体・液体が考えられるが、本実施形態に係る光学系ＺＬはいずれにも適用可能である。な
お、水は、真水に限らず、海水などの水溶液であってもよい。

以上のように、本実施形態によれば、（例えば、空気と水など）屈折率が異なる複数の
物体側媒質に対して撮影が可能で、いずれの媒質中での撮影状態にあっても良好な光学性
能を有する光学系ＺＬを実現することができる。

次に、図５５を参照しながら、本実施形態に係る光学系ＺＬを備えたカメラ（撮像装置
）について説明する。カメラＣＡＭは、図５５に示すように、撮像レンズ１１として上述
の光学系ＺＬを着脱可能に備えた、レンズ交換式の水陸両用カメラである。このカメラＣ
ＡＭにおいて、不図示の被写体からの光は、撮像レンズ１１で集光され、撮像素子１２上
に結像される。撮像素子１２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１３に表示され、撮影者に観察可能となる。撮影者は、不図
示のレリーズ釦を半押ししながら、モニター画面１３を介して被写体像を観察して撮影構
図を決める。この際、不図示の識別部により（例えば、陸上撮影状態にあるか、水中撮影
状態にあるか等）物体側媒質が識別されるとともに、不図示の測距部により被写体とカメ
ラＣＡＭとの距離が測定され、これらの結果に対応する合焦位置に撮像レンズ１１が移動
し、オートフォーカス動作が終了する。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ＣＡＭでは、被写体からの光が、撮像素子１２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。

なお、本実施形態において、物体側媒質を識別する方法、例えば、撮影状態が陸上（空
気中）であるか、水中であるかを識別する方法として、カメラＣＡＭから露呈する２つの
端子を設け、カメラＣＡＭが水に入れられると端子間が導通して水中であるか否かを自動
で識別する方法や、陸上撮影モードと水中撮影モードとを切替える際に撮影者により操作
されるモード切替スイッチを設け、撮影者の手動操作に応じて識別する方法等がある。但
し、これらの方法に限定されるものではない。

以上の構成を備える本実施形態に係るカメラＣＡＭによれば、撮影レンズ１１として上
述の光学系ＺＬを備えることにより、屈折率が異なる複数の物体側媒質に対して撮影が可
能で、いずれの媒質中での撮影状態にあっても良好な光学性能を有するカメラ（撮像装置
）を実現することができる。

なお、図５５に記載のカメラＣＡＭは、光学系ＺＬを着脱可能に搭載するタイプのもの
だけでなく、カメラ本体と光学系ＺＬ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ＣＡＭ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５６を参照しながら、上述の光学系ＺＬの製造方法について概説する。まず
、物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定された前側レンズ群と、後側レンズ群と
からなるように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する（ステップＳＴ１０）。後側レンズ
群は、少なくとも２つの移動レンズ群を有するように、各レンズを配置する（ステップＳ
Ｔ２０）。物体側媒質の変更に際し、後側レンズ群内の少なくとも２つの移動レンズ群を
光軸に沿って移動させるように、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、図１および図４に示すように、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Ｌ１１を配置して第１レンズ群Ｇ
１とし、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と、像側に
凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と両凸レンズＬ２４との接合レンズとを配置して
第２レンズ群Ｇ２とし、両凹レンズＬ３１を配置して第３レンズ群Ｇとし、物体側に凸面
を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、開口絞りＡＳと、両凸レンズＬ４２と両凹レンズ
Ｌ４３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Ｌ４４と物体側に凸面
を向けた正メニスカスレンズＬ４５との接合レンズと、両凸レンズＬ４６と物体側に凹面
を向けた負メニスカスレンズＬ４７との接合レンズとを配置して第４レンズ群Ｇ４とする
。前側レンズ群は第１レンズ群Ｇ１から構成され、後側レンズ群は第２レンズ群Ｇ２〜第
４レンズ群Ｇ４から構成され、２つの移動レンズ群は第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３とから構成されるようにする。このように準備した各レンズ群を、上述の手順で配置し
て光学系ＺＬを製造する。

本実施形態に係る製造方法によれば、屈折率が異なる複数の物体側媒質に対して撮影が
可能で、いずれの媒質中での撮影状態にあっても良好な光学性能を有する光学系ＺＬを製
造することができる。

以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。図１および図４
、図７および図１０、図１３および図１６、図１９および図２２、図２５および図２８、
図３１および図３４、図３７および図４０、図４３および図４６、図４９および図５２は
、各実施例に係る光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ９）の構成および屈折力配分を示す断面図で
ある。光学系ＺＬ１〜ＺＬ９の断面図の下部には、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状
態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）に変倍する際の各レンズ群の光軸に沿った移動方向を矢
印で示す。光学系ＺＬ１〜ＺＬ９の断面図の上部には、無限遠から近距離物体に合焦する
際の合焦レンズ群の移動方向を矢印で示す。

なお、第１実施例に係る図１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、他の実施例に係る図
面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではな
い。

以下に表１〜表９を示すが、これらは第１実施例〜第９実施例における各諸元の表であ
る。

各実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線（波長587.562nm）、ｇ線（波長435.835
nm）を選んでいる。

表中の［物体側媒質］には、低屈折率の物体側媒質（媒質１）と、高屈折率の物体側媒
質（媒質２）について、ｄ線での屈折率ｎ(d)とアッベ数νｄを示す。

表中の［レンズ諸元］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、ｎ(d)は光学部材の材質のｄ線における屈折率、νｄは光学
部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数を示す。（Ｄｉ）は第ｉ面と第（ｉ＋１）面との
面間隔、（絞りＡＳ）は開口絞りＡＳを示す。曲率半径の「0.00000」は平面を示す。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、［レンズ諸元］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。なお、２次の非球面係数Ａ2は０であり、記載を省
略する。

Ｘ（ｙ）＝（ｙ²／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ²／Ｒ²）^1/2｝＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ
8×ｙ⁸＋Ａ10×ｙ¹⁰ …（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、ω
は半画角（単位：°）、Ｙは最大像高、ＴＬは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最前面か
ら像面Ｉまでの距離、ＢＦは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最終面から像面Ｉまでの距
離、ＢＦ（空気）は無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最終面から像面Ｉまでの距離を空気
換算長により表記したものを示す。

表中の［可変間隔データ］において、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との面間隔、Ｄ０
は物体面と第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面との軸上空気間隔、ｆはレンズ全系
の焦点距離、βは撮影倍率を示す。

表中の［レンズ群データ］において、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。

表中の［条件式対応値］には、上記の条件式（１）〜（３）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、光学系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全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。

（第１実施例）
第１実施例について、図１〜図６および表１を用いて説明する。本実施例に係る光学系
ＺＬ（ＺＬ１）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系である。
なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」である。
図１は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第１実施例に係る光学系のレ
ンズ構成を示す断面図である。図４は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状態）の、
第１実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第１実施例に係る光学系ＺＬ１は、図１および図４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、
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とからな
る。

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。

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、両凹レンズＬ２２と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と両凸レ
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の像側面は、非球面で
ある。両凹レンズＬ２２の像側面は、非球面である。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズＬ４１と、開口絞りＡＳと、両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３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Ｌ４４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズＬ４５との接合レンズと、両凸レンズＬ４６と物体側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズＬ４７との接合レンズとからなる。負メニスカスレンズＬ４７の像側面は、非球面であ
る。

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
配置される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ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成される撮像素子上に形成される。

広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、各レンズ群間隔が変化するように、第１
レンズ群Ｇ１は像面Ｉに対し光軸方向の位置を固定し、第２レンズ群Ｇ２を像側へ移動さ
せ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ移動させ、第４レンズ群Ｇ４を物体側へ移動させる。

但し、物体側媒質が空気（陸上撮影状態）である場合、変倍に際して、第２レンズ群Ｇ
２と第３レンズ群Ｇ３を独立移動させる。物体側媒質が水（水中撮影状態）である場合、
変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を独立移動させる。また、物体側媒
質が空気・水のいずれの場合であっても（陸上・水中のいずれの撮影状態においても）、
変倍に際して、第４レンズ群Ｇ４は同じ軌跡を描くように移動させる。

無限遠から至近距離物体への合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図１に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像側
へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率媒
質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、図
４に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ移動
させる。

このように本実施例では、屈折率が異なる複数の物体側媒質それぞれに対して第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、いずれの媒質中での撮影状態に
あっても、結像位置を一定に保ったままで、像面湾曲をはじめとする諸収差の変化を良好
に補正することが可能となる。

第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は、変倍時と、物体側媒質の変更時とに
おいて変化する。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は、変倍時と、物体側媒
質の変更時において変化する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は、変倍時
と、物体側媒質の変更時において変化する。

下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。表１における面番号１〜２５が
、図１に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表１）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 43.27880 7.000 1.51680 63.9
2 89.27908 (D2) 1.00000
3 47.47655 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.29586 8.216 1.00000
5 -162.68535 1.000 1.77387 47.2
＊6 14.57417 4.969 1.00000
7 28.78616 1.000 1.49782 82.6
8 19.40903 4.413 1.83400 37.2
9 -40.74271 (D9) 1.00000
10 -41.81921 1.350 1.80400 46.6
11 69.83858 (D11) 1.00000
12 11.73222 1.786 1.51680 63.9
13 393.56227 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 22.84889 1.835 1.49782 82.6
16 -15.32293 0.800 1.74400 44.8
17 31.63046 0.100 1.00000
18 13.04613 0.800 1.85026 32.4
19 10.45159 1.847 1.51680 63.9
20 134.50975 2.428 1.00000
21 38.22493 2.578 1.49782 82.6
22 -11.91993 1.000 1.77387 47.2
＊23 -34.41387 (D23) 1.00000
24 0.00000 2.790 1.51680 64.1
25 0.00000 (D25) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 -1.14130e+00 2.59719e-04 -1.05957e-06 9.23990e-09 -3.21550e-11
6 -4.22670e+00 2.17094e-04 -1.28487e-06 1.01069e-08 -3.46010e-11
23 7.54800e-01 2.00428e-04 6.42540e-07 3.58877e-08 -3.98413e-10

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.25 13.60
FNo 3.45 3.78 4.49
ω 48.8 41.0 30.3
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 16.990 19.349 24.587
BF(空気) 16.040 18.398 23.636

（媒質２：水）
W M T
f 6.13 7.61 10.93
FNo 3.45 3.78 4.50
ω 45.2 38.7 28.7
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 16.990 19.349 24.587
BF(空気) 16.040 18.398 23.636

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0299 -0.0376 -0.0545
f 7.20 9.25 13.60 - - -
D2 2.000 5.614 7.898 2.000 5.614 7.898
D9 5.005 4.620 3.993 4.352 3.940 3.296
D11 14.481 8.895 2.000 15.134 9.576 2.698
D23 12.100 14.458 19.696 12.100 14.458 19.696
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0333 -0.0406 -0.0578
f 6.13 7.61 10.93 - - -
D2 3.706 6.933 8.594 3.706 6.933 8.594
D9 2.222 2.201 2.198 1.600 1.600 1.600
D11 15.558 9.995 3.098 16.182 10.598 3.698
D23 12.100 14.458 19.696 12.100 14.458 19.696
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 154.52
第2レンズ群 3 -58.85
第3レンズ群 10 -32.36
第4レンズ群 12 16.40

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 5.410
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 1.819
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 0.485

表１から、第１実施例に係る光学系ＺＬ１は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図２は、物体側媒質が空気である場合の、第１実施例に係る光学系ＺＬ１の無限遠合焦
状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差図
）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３は、物体側媒質が空気である場合の、第１実施例に係る光学系ＺＬ１の至
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５は、物体側媒質が水である場合の、第１実施例
に係る光学系ＺＬ１の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は、物体側媒質が水であ
る場合の、第１実施例に係る光学系ＺＬ１の至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。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ａは各像高に対する半画角（
単位:°）、Ｈ０は物体高を示す。ｄはｄ線、ｇはｇ線における収差を示す。また、これ
らの記載のないものは、ｄ線における収差を示す。但し、無限遠合焦時の球面収差図では
、最大口径に対応するＦナンバーの値を示す。至近距離合焦時の球面収差図では、最大口
径に対応する開口数の値を示す。非点収差図では、実線はサジタル像面、破線はメリディ
オナル像面を示す。

後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。

図２、図３、図５、図６の各収差図から、第１実施例に係る光学系ＺＬ１は、物体側媒
質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘って、ま
た無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良好な光学
性能を有することが分かる。

（第２実施例）
第２実施例について、図７〜図１２および表２を用いて説明する。本実施例に係る光学
系ＺＬ（ＺＬ２）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系である
。なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」である
。図７は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第２実施例に係る光学系の
レンズ構成を示す断面図である。図１０は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状態）
の、第２実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第２実施例に係る光学系ＺＬ２は、図７および図１０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
、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とから
なる。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

但し、物体側媒質が空気（陸上撮影状態）で無限遠合焦状態にある場合、変倍に際して
、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を一体で移動させる。物体側媒質が水（水中撮影
状態）である場合、変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を独立移動させ
る。また、物体側媒質が空気・水のいずれの場合であっても（陸上・水中のいずれの撮影
状態においても）、変倍に際して、第４レンズ群Ｇ４は同じ軌跡を描くように移動させる
。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図７に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像側
へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率媒
質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、図
１０に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ移
動させる。

第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は、変倍時と、物体側媒質の変更時とに
おいて変化する。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は、物体側媒質が空気（
陸上撮影状態）における無限遠合焦状態での変倍時のみ一定であり、水中撮影状態におけ
る変倍時と、物体側媒質の変更時において変化する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ
４との間隔は、変倍時と、物体側媒質の変更時において変化する。

下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。表２における面番号１〜２５が
、図７に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表２）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 42.86279 6.623 1.51680 63.9
2 80.46615 (D2 ) 1.00000
3 41.29624 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.29586 8.419 1.00000
5 -210.43639 1.000 1.77387 47.2
＊6 14.49349 5.260 1.00000
7 29.42743 1.000 1.49782 82.6
8 19.95586 4.356 1.83400 37.2
9 -38.99901 (D9 ) 1.00000
10 -39.61122 1.350 1.80400 46.6
11 67.83388 (D11) 1.00000
12 11.38442 1.804 1.51680 63.9
13 291.35906 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 24.44322 1.809 1.49782 82.6
16 -15.36848 0.800 1.74400 44.8
17 32.86180 0.100 1.00000
18 13.06986 0.800 1.85026 32.4
19 10.13338 1.847 1.51680 63.9
20 142.93022 2.117 1.00000
21 48.70449 2.156 1.49782 82.6
22 -12.73084 1.000 1.77387 47.2
＊23 -32.51804 (D23) 1.00000
24 0.00000 2.790 1.51680 64.1
25 0.00000 (D25) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 -1.14130e+00 2.62319e-04 -9.56800e-07 8.86436e-09 -2.40962e-11
6 -4.22670e+00 2.18331e-04 -1.38641e-06 1.06850e-08 -3.52491e-11
23 7.54800e-01 1.99760e-04 5.90524e-07 4.37715e-08 -5.38847e-10

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.30 13.60
FNo 3.46 3.80 4.53
ω 48.9 40.9 30.3
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.597 20.070 25.396
BF(空気) 16.646 19.119 24.445

（媒質２：水）
W M T
f 6.09 7.62 10.97
FNo 3.46 3.80 4.53
ω 45.4 38.6 28.6
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.597 20.070 25.396
BF(空気) 16.646 19.119 24.445

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0299 -0.0378 -0.0548
f 7.20 9.30 13.60 - - -
D2 2.000 5.472 7.160 2.000 5.472 7.160
D9 4.604 4.604 4.604 3.943 3.922 3.916
D11 14.958 9.016 2.000 15.619 9.699 2.690
D23 12.710 15.183 20.506 12.710 15.183 20.506
D25 2.097 2.097 2.097 2.097 2.097 2.097

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0331 -0.0407 -0.0582
f 6.09 7.62 10.97 - - -
D2 3.320 6.715 8.201 3.320 6.715 8.201
D9 2.217 2.271 2.472 1.600 1.673 1.881
D11 16.026 10.105 3.087 16.643 10.703 3.681
D23 12.710 15.183 20.506 12.710 15.183 20.506
D25 2.097 2.097 2.097 2.097 2.097 2.097

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 167.43
第2レンズ群 3 -81.36
第3レンズ群 10 -30.93
第4レンズ群 12 16.51

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 5.358
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 2.630
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 0.533

表２から、第２実施例に係る光学系ＺＬ２は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図８は、物体側媒質が空気である場合の、第２実施例に係る光学系ＺＬ２の無限遠合焦
状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差図
）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９は、物体側媒質が空気である場合の、第２実施例に係る光学系ＺＬ２の至
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１１は、物体側媒質が水である場合の、第２実施
例に係る光学系ＺＬ２の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は、物体側媒質が水
である場合の、第２実施例に係る光学系ＺＬ２の至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、図９、図１１、図１２の各収差図から、第２実施例に係る光学系ＺＬ２は、物体
側媒質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘って
、また無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良好な
光学性能を有することが分かる。

（第３実施例）
第３実施例について、図１３〜図１８および表３を用いて説明する。本実施例に係る光
学系ＺＬ（ＺＬ３）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系であ
る。なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」であ
る。図１３は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第３実施例に係る光学
系のレンズ構成を示す断面図である。図１６は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状
態）の、第３実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第３実施例に係る光学系ＺＬ３は、図１３および図１６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、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とか
らなる。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

但し、物体側媒質が空気（陸上撮影状態）で無限遠合焦状態にある場合、変倍に際して
、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を一体で移動させる。物体側媒質が水（水中撮影
状態）で無限遠合焦状態にある場合、変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３を一体で移動させる。また、物体側媒質が空気・水のいずれの場合であっても（陸上・
水中のいずれの撮影状態においても）、変倍に際して、第４レンズ群Ｇ４は同じ軌跡を描
くように移動させる。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図１３に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像
側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、
図１６に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ
移動させる。

第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は、変倍時と、物体側媒質の変更時とに
おいて変化する。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は、物体側媒質にかかわ
らず（陸上・水中のいずれの撮影状態においても）無限遠合焦状態での変倍時に一定であ
り、物体側媒質の変更時において変化する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間
隔は、変倍時と、物体側媒質の変更時において変化する。

下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。表３における面番号１〜２５が
、図１３に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表３）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 43.17525 6.635 1.51680 63.9
2 81.42500 (D2 ) 1.00000
3 43.36398 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.29586 8.313 1.00000
5 -191.34347 1.000 1.77387 47.2
＊6 14.57981 5.042 1.00000
7 29.56085 1.000 1.49782 82.6
8 19.68633 4.461 1.83400 37.2
9 -37.73965 (D9 ) 1.00000
10 -37.58927 1.350 1.80400 46.6
11 73.72379 (D11) 1.00000
12 11.49660 1.791 1.51680 63.9
13 311.02882 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 23.31032 1.824 1.49782 82.6
16 -15.19403 0.800 1.74400 44.8
17 31.76652 0.100 1.00000
18 13.24177 0.800 1.85026 32.4
19 10.23531 1.869 1.51680 63.9
20 244.46311 2.134 1.00000
21 54.05739 2.254 1.49782 82.6
22 -13.20080 1.000 1.77387 47.2
＊23 -32.55715 (D23) 1.00000
24 0.00000 2.790 1.51680 64.1
25 0.00000 (D25) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 -1.14130e+00 2.58212e-04 -1.00454e-06 9.13244e-09 -2.83138e-11
6 -4.22670e+00 2.17952e-04 -1.36259e-06 1.04550e-08 -3.44838e-11
23 7.54800e-01 1.98737e-04 6.46235e-07 3.97532e-08 -4.46170e-10

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.30 13.60
FNo 3.45 3.78 4.51
ω 48.9 40.9 30.3
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.453 19.915 25.215
BF(空気) 16.502 18.965 24.264

（媒質２：水）
W M T
f 6.09 7.62 10.97
FNo 3.45 3.78 4.51
ω 45.4 38.6 28.6
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.453 19.915 25.215
BF(空気) 16.502 18.965 24.264

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0298 -0.0378 -0.0547
f 7.20 9.30 13.60 - - -
D2 2.305 5.786 7.500 2.305 5.786 7.500
D9 4.514 4.514 4.514 3.851 3.831 3.823
D11 14.956 9.013 2.000 15.619 9.697 2.691
D23 12.563 15.024 20.324 12.563 15.024 20.324
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0331 -0.0408 -0.0580
f 6.09 7.62 10.97 - - -
D2 3.532 6.987 8.694 3.532 6.987 8.694
D9 2.230 2.230 2.230 1.600 1.627 1.637
D11 16.013 10.096 3.090 16.643 10.699 3.684
D23 12.563 15.024 20.324 12.563 15.024 20.324
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 167.92
第2レンズ群 3 -81.18
第3レンズ群 10 -30.80
第4レンズ群 12 16.48

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 5.397
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 2.636
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 0.530

表３から、第３実施例に係る光学系ＺＬ３は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図１４は、物体側媒質が空気である場合の、第３実施例に係る光学系ＺＬ３の無限遠合
焦状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差
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は、物体側媒質が空気である場合の、第３実施例に係る光学系ＺＬ３
の至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１７は、物体側媒質が水である場合の、第３
実施例に係る光学系ＺＬ３の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１８は、物体側媒質
が水である場合の、第３実施例に係る光学系ＺＬ３の至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、図１５、図１７、図１８の各収差図から、第３実施例に係る光学系ＺＬ３は、
物体側媒質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘
って、また無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良
好な光学性能を有することが分かる。

（第４実施例）
第４実施例について、図１９〜図２４および表４を用いて説明する。本実施例に係る光
学系ＺＬ（ＺＬ４）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系であ
る。なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」であ
る。図１９は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第４実施例に係る光学
系のレンズ構成を示す断面図である。図２２は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状
態）の、第４実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第４実施例に係る光学系ＺＬ４は、図１９および図２２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、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とか
らなる。

第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１からなる。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図１９に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像
側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、
図２２に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ
移動させる。

下記の表４に、第４実施例における各諸元の値を示す。表４における面番号１〜２５が
、図１９に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表４）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 38.05721 4.593 1.51680 63.9
2 31.80831 (D2 ) 1.00000
3 24.94172 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.29586 9.233 1.00000
5 -146.35107 1.000 1.77387 47.2
＊6 14.89220 4.678 1.00000
7 29.95492 1.000 1.49782 82.6
8 18.43531 4.518 1.83400 37.2
9 -41.39595 (D9 ) 1.00000
10 -32.47753 1.350 1.80400 46.6
11 98.49830 (D11) 1.00000
12 11.74324 1.775 1.51680 63.9
13 619.03546 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 23.46307 1.923 1.49782 82.6
16 -16.20563 0.800 1.74400 44.8
17 31.01703 0.100 1.00000
18 13.25577 0.800 1.85026 32.4
19 11.26487 3.298 1.51680 63.9
20 36.45309 0.729 1.00000
21 21.87462 3.970 1.49782 82.6
22 -10.28577 1.000 1.77387 47.2
＊23 -32.75697 (D23) 1.00000
24 0.00000 2.790 1.51680 64.1
25 0.00000 (D25) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 -1.14130e+00 2.50589e-04 -1.03859e-06 9.17991e-09 -3.59220e-11
6 -4.22670e+00 2.08688e-04 -1.25463e-06 1.08410e-08 -3.79158e-11
23 7.54800e-01 2.06373e-04 8.15386e-07 2.83677e-08 -4.14939e-10

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.30 13.60
FNo 3.55 3.97 4.81
ω 48.8 40.8 30.3
Y 8.00 8.00 8.00
TL 82.992 82.992 82.992
BF 17.011 20.013 26.014
BF(空気) 16.060 19.062 25.064

（媒質２：水）
W M T
f 6.00 7.57 11.01
FNo 3.55 3.97 4.81
ω 45.8 38.5 28.4
Y 8.00 8.00 8.00
TL 82.992 82.992 82.992
BF 17.011 20.013 26.014
BF(空気) 16.060 19.062 25.064

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0301 -0.0384 -0.0559
f 7.20 9.30 13.60 - - -
D2 1.999 5.107 6.253 1.999 5.107 6.253
D9 5.116 5.208 4.570 4.519 4.627 3.993
D11 14.701 8.505 2.000 15.298 9.086 2.576
D23 12.122 15.123 21.125 12.122 15.123 21.125
D25 2.099 2.099 2.099 2.099 2.099 2.099

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0329 -0.0413 -0.0596
f 6.00 7.57 11.01 - - -
D2 3.905 7.098 7.691 3.905 7.098 7.691
D9 2.141 2.183 2.102 1.600 1.668 1.600
D11 15.779 9.545 3.026 16.319 10.059 3.529
D23 12.122 15.123 21.125 12.122 15.123 21.125
D25 2.099 2.099 2.099 2.099 2.099 2.099

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 -500.07
第2レンズ群 3 -95.84
第3レンズ群 10 -30.24
第4レンズ群 12 16.38

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 4.757
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 3.169
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 1.196

表４から、第４実施例に係る光学系ＺＬ４は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図２０は、物体側媒質が空気である場合の、第４実施例に係る光学系ＺＬ４の無限遠合
焦状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差
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２１は、物体側媒質が空気である場合の、第４実施例に係る光学系ＺＬ４
の至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２３は、物体側媒質が水である場合の、第４
実施例に係る光学系ＺＬ４の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２４は、物体側媒質
が水である場合の、第４実施例に係る光学系ＺＬ４の至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２０、図２１、図２３、図２４の各収差図から、第４実施例に係る光学系ＺＬ４は、
物体側媒質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘
って、また無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良
好な光学性能を有することが分かる。

（第５実施例）
第５実施例について、図２５〜図３０および表５を用いて説明する。本実施例に係る光
学系ＺＬ（ＺＬ５）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系であ
る。なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」であ
る。図２５は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第５実施例に係る光学
系のレンズ構成を示す断面図である。図２８は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状
態）の、第５実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第５実施例に係る光学系ＺＬ５は、図２５および図２８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、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とか
らなる。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

但し、物体側媒質が空気（陸上撮影状態）で、無限遠合焦状態にある場合、変倍に際し
て、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を一体で移動させる。物体側媒質が水（水中撮
影状態）である場合、変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を独立移動さ
せる。また、物体側媒質が空気・水のいずれの場合であっても（陸上・水中のいずれの撮
影状態においても）、変倍に際して、第４レンズ群Ｇ４は同じ軌跡を描くように移動させ
る。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図２５に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像
側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、
図２８に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ
移動させる。

下記の表５に、第５実施例における各諸元の値を示す。表５における面番号１〜２５が
、図２５に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表５）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 37.16044 2.965 1.51680 63.9
2 31.60486 (D2 ) 1.00000
3 21.17948 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.11338 9.123 1.00000
5 -324.79847 1.000 1.77387 47.2
＊6 13.83676 5.298 1.00000
7 32.24109 1.000 1.49782 82.6
8 18.93875 4.383 1.83400 37.2
9 -42.79084 (D9 ) 1.00000
10 -33.32110 1.350 1.80400 46.6
11 102.37680 (D11) 1.00000
12 11.42798 1.816 1.51680 63.9
13 601.19143 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 20.04023 1.836 1.49782 82.6
16 -16.81682 0.800 1.74400 44.8
17 23.28490 0.100 1.00000
18 14.21346 0.800 1.85026 32.4
19 12.65138 4.216 1.51680 63.9
20 24.06321 0.100 1.00000
21 15.91799 3.689 1.49782 82.6
22 -10.51522 1.000 1.77387 47.2
＊23 -31.67087 (D23) 1.00000
24 0.00000 2.790 1.51680 64.1
25 0.00000 (D25) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 0.00000e+00 8.03256e-05 5.92373e-07 -2.47868e-09 2.84787e-11
6 1.00000e+00 -4.38815e-06 -2.16530e-07 1.29463e-09 -7.65216e-12
23 1.00000e+00 2.17507e-04 7.24045e-07 3.62554e-08 -5.94664e-10

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.30 13.60
FNo 3.57 4.00 4.85
ω 48.8 40.8 30.2
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.001 83.001 83.001
BF 17.273 20.269 26.294
BF(空気) 16.323 19.319 25.343

（媒質２：水）
W M T
f 5.99 7.56 11.00
FNo 3.57 4.00 4.85
ω 45.8 38.6 28.4
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.001 83.001 83.001
BF 17.273 20.269 26.294
BF(空気) 16.323 19.319 25.343

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.01 217.01 217.01
β - - - -0.0302 -0.0384 -0.0561
f 7.20 9.30 13.60 - - -
D2 2.671 6.041 6.736 2.671 6.041 6.736
D9 5.094 5.094 5.094 4.478 4.494 4.498
D11 15.085 8.720 2.000 15.701 9.320 2.595
D23 12.384 15.378 21.403 12.384 15.378 21.403
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.01 217.01 217.01
β - - - -0.0330 -0.0413 -0.0597
f 5.99 7.56 11.00 - - -
D2 4.475 7.876 8.456 4.475 7.876 8.456
D9 2.157 2.169 2.292 1.600 1.640 1.776
D11 16.218 9.813 3.082 16.774 10.340 3.597
D23 12.384 15.378 21.403 12.384 15.378 21.403
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 -499.98
第2レンズ群 3 -97.39
第3レンズ群 10 -31.13
第4レンズ群 12 16.58

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 4.645
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 3.128
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 1.176

表５から、第５実施例に係る光学系ＺＬ５は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図２６は、物体側媒質が空気である場合の、第５実施例に係る光学系ＺＬ５の無限遠合
焦状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差
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２７は、物体側媒質が空気である場合の、第５実施例に係る光学系ＺＬ５
の至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２９は、物体側媒質が水である場合の、第５
実施例に係る光学系ＺＬ５の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３０は、物体側媒質
が水である場合の、第５実施例に係る光学系ＺＬ５の至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２６、図２７、図２９、図３０の各収差図から、第５実施例に係る光学系ＺＬ５は、
物体側媒質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘
って、また無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良
好な光学性能を有することが分かる。

（第６実施例）
第６実施例について、図３１〜図３６および表６を用いて説明する。本実施例に係る光
学系ＺＬ（ＺＬ６）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系であ
る。なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」であ
る。図３１は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第６実施例に係る光学
系のレンズ構成を示す断面図である。図３４は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状
態）の、第６実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第６実施例に係る光学系ＺＬ６は、図３１および図３４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、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とか
らなる。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図３１に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像
側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、
図３４に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ
移動させる。

下記の表６に、第６実施例における各諸元の値を示す。表６における面番号１〜２５が
、図３１に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表６）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 37.01501 2.981 1.51680 63.9
2 31.48861 (D2 ) 1.00000
3 21.15803 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.11338 9.140 1.00000
5 -321.92820 1.000 1.77387 47.2
＊6 13.83902 5.301 1.00000
7 32.14393 1.000 1.49782 82.6
8 18.90828 4.386 1.83400 37.2
9 -42.82560 (D9 ) 1.00000
10 -33.16729 1.350 1.80400 46.6
11 102.70762 (D11) 1.00000
12 11.43039 1.815 1.51680 63.9
13 587.56549 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 20.02052 1.836 1.49782 82.6
16 -16.81816 0.800 1.74400 44.8
17 23.28158 0.100 1.00000
18 14.21372 0.800 1.85026 32.4
19 12.65753 4.212 1.51680 63.9
20 24.04355 0.100 1.00000
21 15.90510 3.684 1.49782 82.6
22 -10.52252 1.000 1.77387 47.2
＊23 -31.65440 (D23) 1.00000
24 0.00000 2.790 1.51680 64.1
25 0.00000 (D25) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 0.00000e+00 8.04854e-05 5.92552e-07 -2.46879e-09 2.85869e-11
6 1.00000e+00 -4.40348e-06 -2.16389e-07 1.29378e-09 -7.65886e-12
23 1.00000e+00 2.17529e-04 7.23471e-07 3.62228e-08 -5.93760e-10

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.30 13.60
FNo 3.57 3.99 4.85
ω 48.8 40.8 30.2
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.277 20.273 26.295
BF(空気) 16.326 19.322 25.344

（媒質２：水）
W M T
f 6.00 7.56 11.00
FNo 3.58 4.00 4.85
ω 45.8 38.6 28.4
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.277 20.273 26.295
BF(空気) 16.326 19.322 25.344

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0302 -0.0384 -0.0561
f 7.20 9.30 13.60 - - -
D2 2.657 6.039 6.709 2.657 6.039 6.709
D9 5.081 5.081 5.081 4.463 4.477 4.484
D11 15.079 8.716 2.000 15.697 9.316 2.595
D23 12.388 15.382 21.404 12.388 15.382 21.404
D25 2.099 2.099 2.099 2.099 2.099 2.099

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0330 -0.0413 -0.0597
f 6.00 7.56 11.00 - - -
D2 4.478 7.814 8.470 4.478 7.814 8.470
D9 2.224 2.224 2.224 1.600 1.664 1.707
D11 16.129 9.786 3.082 16.761 10.331 3.599
D23 12.388 15.382 21.404 12.388 15.382 21.404
D25 2.099 2.099 2.099 2.099 2.099 2.099

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 -499.99
第2レンズ群 3 -98.76
第3レンズ群 10 -31.05
第4レンズ群 12 16.58

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 4.627
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 3.181
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 1.176

表６から、第６実施例に係る光学系ＺＬ６は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図３２は、物体側媒質が空気である場合の、第６実施例に係る光学系ＺＬ６の無限遠合
焦状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差
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３３は、物体側媒質が空気である場合の、第６実施例に係る光学系ＺＬ６
の至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３５は、物体側媒質が水である場合の、第６
実施例に係る光学系ＺＬ６の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３６は、物体側媒質
が水である場合の、第６実施例に係る光学系ＺＬ６の至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３２、図３３、図３５、図３６の各収差図から、第６実施例に係る光学系ＺＬ６は、
物体側媒質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘
って、また無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良
好な光学性能を有することが分かる。

（第７実施例）
第７実施例について、図３７〜図４２および表７を用いて説明する。本実施例に係る光
学系ＺＬ（ＺＬ７）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系であ
る。なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」であ
る。図３７は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第７実施例に係る光学
系のレンズ構成を示す断面図である。図４０は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状
態）の、第７実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第７実施例に係る光学系ＺＬ７は、図３７および図４０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、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とか
らなる。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

但し、物体側媒質が空気（陸上撮影状態）である場合、変倍に際して、第２レンズ群Ｇ
２と第３レンズ群Ｇ３を独立移動させる。物体側媒質が水（水中撮影状態）である場合、
変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を独立移動させる。なお、本実施例
では、物体側媒質の変更時に、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って平行移動させ（カム駆動
が可能）、物体側媒質が空気であっても、水であっても、第２レンズ群Ｇ２が変倍時に同
じ移動軌跡を描くように構成されている。また、物体側媒質が空気・水のいずれの場合で
あっても（陸上・水中のいずれの撮影状態においても）、変倍に際して、第４レンズ群Ｇ
４は同じ軌跡を描くように移動させる。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図３７に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像
側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、
図４０に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ
移動させる。

下記の表７に、第７実施例における各諸元の値を示す。表７における面番号１〜２５が
、図３７に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表７）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 42.22733 6.335 1.51680 63.9
2 75.54140 (D2 ) 1.00000
3 42.10297 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.29586 8.428 1.00000
5 -152.58688 1.000 1.77387 47.2
＊6 14.74406 4.980 1.00000
7 29.06565 1.000 1.49782 82.6
8 20.13290 4.533 1.83400 37.2
9 -36.31856 (D9 ) 1.00000
10 -36.35405 1.350 1.80400 46.6
11 75.12258 (D11) 1.00000
12 12.03690 1.788 1.51680 63.9
13 2194.56530 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 20.41730 1.851 1.49782 82.6
16 -16.19242 0.800 1.74400 44.8
17 28.46364 0.100 1.00000
18 14.03153 0.800 1.85026 32.4
19 10.89846 1.787 1.51680 63.9
20 158.99167 1.903 1.00000
21 39.29941 3.389 1.49782 82.6
22 -12.97070 1.000 1.77387 47.2
＊23 -34.48678 (D23) 1.00000
24 0.00000 2.790 1.51680 64.1
25 0.00000 (D25) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 -1.14130e+00 2.58750e-04 -1.05251e-06 9.80656e-09 -3.48780e-11
6 -4.22670e+00 2.12413e-04 -1.26388e-06 1.00891e-08 -3.41847e-11
23 7.54800e-01 1.87344e-04 6.69036e-07 2.69878e-08 -2.35562e-10

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.30 13.60
FNo 3.46 3.80 4.53
ω 48.8 40.9 30.3
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.002 19.496 24.817
BF(空気) 16.051 18.545 23.867

（媒質２：水）
W M T
f 6.08 7.61 10.95
FNo 3.46 3.80 4.54
ω 45.4 38.6 28.6
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.002 19.496 24.817
BF(空気) 16.051 18.545 23.867

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0299 -0.0379 -0.0548
f 7.20 9.30 13.60 - - -
D2 2.062 5.439 7.215 2.062 5.439 7.215
D9 4.533 4.639 4.525 3.876 3.965 3.841
D11 14.959 8.982 2.000 15.616 9.656 2.684
D23 12.112 14.606 19.928 12.112 14.606 19.928
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0331 -0.0407 -0.0581
f 6.08 7.61 10.95 - - -
D2 3.305 6.682 8.455 3.305 6.682 8.455
D9 2.216 2.310 2.188 1.600 1.714 1.600
D11 16.032 10.068 3.096 16.649 10.665 3.684
D23 12.112 14.606 19.928 12.112 14.606 19.928
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 174.01
第2レンズ群 3 -91.93
第3レンズ群 10 -30.31
第4レンズ群 12 16.49

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 5.278
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 3.033
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 0.566

表７から、第７実施例に係る光学系ＺＬ７は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図３８は、物体側媒質が空気である場合の、第７実施例に係る光学系ＺＬ７の無限遠合
焦状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差
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３９は、物体側媒質が空気である場合の、第７実施例に係る光学系ＺＬ７
の至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４１は、物体側媒質が水である場合の、第７
実施例に係る光学系ＺＬ７の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４２は、物体側媒質
が水である場合の、第７実施例に係る光学系ＺＬ７の至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３８、図３９、図４１、図４２の各収差図から、第７実施例に係る光学系ＺＬ７は、
物体側媒質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘
って、また無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良
好な光学性能を有することが分かる。

（第８実施例）
第８実施例について、図４３〜図４８および表８を用いて説明する。本実施例に係る光
学系ＺＬ（ＺＬ８）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系であ
る。なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」であ
る。図４３は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第８実施例に係る光学
系のレンズ構成を示す断面図である。図４６は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状
態）の、第８実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第８実施例に係る光学系ＺＬ８は、図４３および図４６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、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とか
らなる。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

但し、物体側媒質が空気（陸上撮影状態）で無限遠合焦状態にある場合、変倍に際して
、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を一体で移動させる。物体側媒質が水（水中撮影
状態）である場合、変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を独立移動させ
る。なお、本実施例では、物体側媒質の変更時に、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って平行
移動させ（カム駆動が可能）、物体側媒質が空気であっても、水であっても、第２レンズ
群Ｇ２が変倍時に同じ移動軌跡を描くように構成されている。また、物体側媒質が空気・
水のいずれの場合であっても（陸上・水中のいずれの撮影状態においても）、変倍に際し
て、第４レンズ群Ｇ４は同じ軌跡を描くように移動させる。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図４３に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像
側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、
図４６に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ
移動させる。

下記の表８に、第８実施例における各諸元の値を示す。表８における面番号１〜２５が
、図４３に示すｍ１〜ｍ２５の各光学面に対応している。

（表８）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 42.65815 6.558 1.51680 63.9
2 80.60018 (D2 ) 1.00000
3 44.16103 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.29586 8.371 1.00000
5 -152.33044 1.000 1.77387 47.2
＊6 14.78941 4.904 1.00000
7 29.27332 1.000 1.49782 82.6
8 19.69276 4.554 1.83400 37.2
9 -36.86910 (D9 ) 1.00000
10 -36.56262 1.350 1.80400 46.6
11 77.16815 (D11) 1.00000
12 11.89331 1.778 1.51680 63.9
13 528.19182 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 20.09023 1.851 1.49782 82.6
16 -16.05685 0.800 1.74400 44.8
17 28.18479 0.100 1.00000
18 14.01844 0.800 1.85026 32.4
19 10.86335 1.796 1.51680 63.9
20 194.82571 1.856 1.00000
21 43.23112 3.213 1.49782 82.6
22 -13.10143 1.000 1.77387 47.2
＊23 -33.27452 (D23) 1.00000
24 0.00000 2.790 1.51680 64.1
25 0.00000 (D25) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 -1.14130e+00 2.57064e-04 -1.06797e-06 9.82867e-09 -3.52025e-11
6 -4.22670e+00 2.12677e-04 -1.26074e-06 1.00378e-08 -3.40501e-11
23 7.54800e-01 1.89011e-04 7.24378e-07 2.68376e-08 -2.25934e-10

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.30 13.60
FNo 3.45 3.79 4.51
ω 48.8 40.9 30.2
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.127 19.583 24.870
BF(空気) 16.176 18.632 23.919

（媒質２：水）
W M T
f 6.09 7.62 10.96
FNo 3.45 3.79 4.51
ω 45.4 38.6 28.6
Y 8.00 8.00 8.00
TL 83.000 83.000 83.000
BF 17.127 19.583 24.870
BF(空気) 16.176 18.632 23.919

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0299 -0.0378 -0.0548
f 7.20 9.30 13.60 - - -
D2 2.088 5.570 7.299 2.088 5.570 7.299
D9 4.501 4.501 4.501 3.839 3.819 3.809
D11 14.954 9.016 2.000 15.616 9.698 2.692
D23 12.237 14.693 19.980 12.237 14.693 19.980
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 217.00 217.00 217.00
β - - - -0.0331 -0.0407 -0.0581
f 6.09 7.62 10.96 - - -
D2 3.290 6.772 8.501 3.290 6.772 8.501
D9 2.225 2.205 2.197 1.600 1.600 1.600
D11 16.028 10.109 3.102 16.653 10.715 3.699
D23 12.237 14.693 19.980 12.237 14.693 19.980
D25 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 165.59
第2レンズ群 3 -83.07
第3レンズ群 10 -30.69
第4レンズ群 12 16.47

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 5.332
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 2.706
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 0.529

表８から、第８実施例に係る光学系ＺＬ８は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図４４は、物体側媒質が空気である場合の、第８実施例に係る光学系ＺＬ８の無限遠合
焦状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差
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４５は、物体側媒質が空気である場合の、第８実施例に係る光学系ＺＬ８
の至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４７は、物体側媒質が水である場合の、第８
実施例に係る光学系ＺＬ８の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４８は、物体側媒質
が水である場合の、第８実施例に係る光学系ＺＬ８の至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４４、図４５、図４７、図４８の各収差図から、第８実施例に係る光学系ＺＬ８は、
物体側媒質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘
って、また無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良
好な光学性能を有することが分かる。

（第９実施例）
第９実施例について、図４９〜図５４および表９を用いて説明する。本実施例に係る光
学系ＺＬ（ＺＬ９）は、屈折率の異なる２つの物体側媒質において撮影可能な光学系であ
る。なお、低屈折率の物体側媒質が「空気」であり、高屈折率の物体側媒質が「水」であ
る。図４９は、物体側媒質が空気である場合（陸上撮影状態）の、第９実施例に係る光学
系のレンズ構成を示す断面図である。図５２は、物体側媒質が水である場合（水中撮影状
態）の、第９実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図である。

第９実施例に係る光学系ＺＬ９は、図４９および図５２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、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、
正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。

第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３１からなる。

第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた平凸レンズＬ５１からなる。平凸レンズＬ５
１の像側面は、非球面である。

第５レンズ群Ｇ５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
配置される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。

広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、各レンズ群間隔が変化するように、第１
レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５は像面Ｉに対し光軸方向の位置を固定し、第２レンズ
群Ｇ２を像側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ移動させ、第４レンズ群Ｇ４を物体
側へ移動させる。

物体側媒質の変更に際して、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを光軸に沿って移
動させる。例えば、物体側媒質を、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）から、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）へ変更する際は、図４９に示すように、第２レンズ群Ｇ２を像
側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を物体側へ移動させる。また、物体側媒質を、高屈折率
媒質の水（水中撮影状態）から、低屈折率媒質の空気（陸上撮影状態）へ変更する際は、
図５２に示すように、第２レンズ群Ｇ２を物体側へ移動させ、第３レンズ群Ｇ３を像側へ
移動させる。

第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は、変倍時と、物体側媒質の変更時とに
おいて変化する。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は、変倍時と、物体側媒
質の変更時において変化する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は、変倍時
と、物体側媒質の変更時において変化する。第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間
隔は、変倍時において変化する。

下記の表９に、第９実施例における各諸元の値を示す。表９における面番号１〜２７が
、図４９に示すｍ１〜ｍ２７の各光学面に対応している。

（表９）
［物体側媒質］
媒質１：空気ｎ(d)＝1.00000
媒質２：水ｎ(d)＝1.33306，νｄ＝54.0

［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎ(d) νｄ
1 42.35551 6.984 1.51680 63.9
2 82.40886 (D2 ) 1.00000
3 46.95598 1.600 1.69412 53.4
＊4 9.29586 8.149 1.00000
5 -172.71059 1.000 1.77387 47.2
＊6 14.38232 5.436 1.00000
7 28.52907 1.000 1.49782 82.6
8 21.42619 4.411 1.83400 37.2
9 -38.35978 (D9 ) 1.00000
10 -44.93763 1.350 1.80400 46.6
11 61.10045 (D11) 1.00000
12 12.41083 2.897 1.51680 63.9
13 518.34690 1.000 1.00000
14 (絞りＡＳ) 0.800 1.00000
15 21.84556 1.878 1.49782 82.6
16 -15.18291 0.800 1.74400 44.8
17 34.45197 0.100 1.00000
18 13.10401 0.800 1.85026 32.4
19 10.46518 1.966 1.51680 63.9
20 199.02580 3.000 1.00000
21 32.13197 2.334 1.49782 82.6
22 -12.79119 1.000 1.77387 47.2
＊23 -60.85497 (D23) 1.00000
24 0.00000 1.000 1.51680 64.1
＊25 -128.67642 10.074 1.00000
26 0.00000 2.790 1.51680 64.1
27 0.00000 (D27) 1.00000

［非球面データ］
面 κ A4 A6 A8 A10
4 -1.14130e+00 2.64350e-04 -1.04329e-06 9.14541e-09 -3.22606e-11
6 -4.22670e+00 2.15726e-04 -1.28852e-06 1.01118e-08 -3.48640e-11
23 7.54800e-01 1.97665e-04 5.56764e-07 3.33742e-08 -4.47633e-10
25 1.00000e+00 -6.63136e-06 -1.11015e-07 -2.85857e-10 -1.12464e-12

［各種データ］
（媒質１：空気）
W M T
f 7.20 9.20 13.59
FNo 3.43 3.77 4.55
ω 48.8 41.3 30.5
Y 8.00 8.00 8.00
TL 84.999 84.999 84.999
BF 13.635 13.629 13.638
BF(空気) 12.684 12.679 12.688

（媒質２：水）
W M T
f 6.06 7.53 10.88
FNo 3.43 3.78 4.56
ω 45.5 39.0 28.9
Y 8.00 8.00 8.00
TL 84.999 84.999 84.999
BF 13.635 13.629 13.638
BF(空気) 12.684 12.679 12.688

［可変間隔データ］
（媒質１：空気）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 215.00 215.00 215.00
β - - - -0.0300 -0.0377 -0.0551
f 7.20 9.20 13.59 - - -
D2 2.490 5.472 7.647 2.490 5.472 7.647
D9 4.788 4.821 3.794 4.128 4.143 3.096
D11 14.481 8.895 2.000 15.141 9.574 2.698
D23 2.100 4.679 10.435 2.100 4.679 10.435
D27 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770

（媒質２：水）
無限遠合焦時至近距離合焦時
W M T W M T
D0 ∞ ∞ ∞ 215.00 215.00 215.00
β - - - -0.0331 -0.0405 -0.0582
f 6.06 7.53 10.88 - - -
D2 3.974 6.991 8.132 3.974 6.991 8.132
D9 2.218 2.199 2.199 1.599 1.596 1.602
D11 15.558 9.995 3.098 16.177 10.598 3.695
D23 2.100 4.679 10.435 2.100 4.679 10.435
D27 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770

［レンズ群データ］
（媒質１：空気）
レンズ群始面焦点距離
第1レンズ群 1 159.17
第2レンズ群 3 -71.91
第3レンズ群 10 -32.02
第4レンズ群 12 16.94
第5レンズ群 24 248.99

［条件式対応値］
条件式（１）Ｒ１／Ｙmax ＝ 5.294
条件式（２）ｆ２／ｆ３＝ 2.246
条件式（３）Ｒ１／Ｒ２＝ 0.514

表９から、第９実施例に係る光学系ＺＬ９は、条件式（１）〜（３）を満足することが
分かる。

図５０は、物体側媒質が空気である場合の、第９実施例に係る光学系ＺＬ９の無限遠合
焦状態での諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図および横収差
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５１は、物体側媒質が空気である場合の、第９実施例に係る光学系ＺＬ９
の至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５３は、物体側媒質が水である場合の、第９
実施例に係る光学系ＺＬ９の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５４は、物体側媒質
が水である場合の、第９実施例に係る光学系ＺＬ９の至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５０、図５１、図５３、図５４の各収差図から、第９実施例に係る光学系ＺＬ９は、
物体側媒質にかかわらず、いずれの撮影状態においても、広角端状態から望遠端状態に亘
って、また無限遠合焦状態から至近距離合焦状態に亘って、諸収差が良好に補正され、良
好な光学性能を有することが分かる。

以上の各実施例によれば、広角端状態での９０度以上の超広画角と、１．８倍程度以上
の変倍比を確保しつつ、屈折率が異なる複数の物体側媒質に対して撮影が可能で、いずれ
の媒質中での撮影状態にあっても、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有する光
学系を実現することができる。

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。以下の内容は、本願の光
学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。

本実施形態に係る光学系ＺＬの数値実施例として、４群、５群構成のものを示したが、
これに限定されず、他の群構成（例えば、６群等）にも適用可能である。具体的には、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。なお、レンズ群とは、変倍時または合焦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。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいて、無限遠から近距離物体への合焦を行うために、
レンズ群の一部、１つのレンズ群全体、或いは複数のレンズ群を合焦レンズ群として、光
軸方向へ移動させる構成としてもよい。また、斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカス
に適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ（例えば、超音波モータ等）
による駆動にも適している。特に、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を合焦レンズ群と
することが最も好ましい。

本実施形態に係る光学系ＺＬ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。

本実施形態に係る光学系ＺＬにおいて、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高
コントラストの良好な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
防止膜を施してもよい。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、変倍比が１．５〜２．５倍程度である。

本実施形態に係る光学系ＺＬは、単焦点レンズでも、ズームレンズでもよい。

ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ９）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
ＡＳ開口絞り
Ｆフィルタ群
Ｉ像面
ＣＡＭカメラ（撮像装置）

Claims

屈折率の異なる複数の物体側媒質に対して撮影が可能な光学系であって、
物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定された前側レンズ群と、後側レンズ群とからなり、
前記前側レンズ群は、光軸方向の位置が固定された第１レンズ群からなり、
前記後側レンズ群は、物体側から順に並んだ、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とを有し、
前記物体側媒質の変更に際し、前記後側レンズ群内の少なくとも２つのレンズ群を光軸に沿って移動させ、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、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔を変化させることを特徴とする光学系。
前記後側レンズ群内の少なくとも２つのレンズ群は、負の屈折力を有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
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に記載の光学系。
２．０００＜Ｒ１／Ｙmax ＜８．０００
但し、
Ｒ１：前記前側レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ成分の物体側面の曲率半径、
Ｙmax：最大像高。
前記物体側媒質の変更に際し、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群とを光軸に沿って移動させ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光学系。
前記物体側媒質の屈折率にかかわらず、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群と、前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させることにより変倍を行うことが可能であり、前記後側レンズ群が他のレンズ群を一つもしくは複数含む場合、変倍に際して前記他のレンズ群も光軸に沿って移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学系。
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は、変倍時と前記物体側媒質の変更時に変化させ、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は、前記物体側媒質の変更時に変化させ、
前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は、変倍時と前記物体側媒質の変更時に変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学系。
前記物体側媒質の低屈折率媒質から高屈折率媒質への変更に際し、
前記第２レンズ群を光軸に沿って像面方向に移動させ、
前記第３レンズ群を光軸に沿って物体方向に移動させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系。
前記物体側媒質の変更に際し、
変更前の媒質中での撮影状態と、変更後の媒質中での撮影状態のうち少なくとも一方で、無限遠撮影状態における変倍時に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔を一定と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光学系。
前記物体側媒質の低屈折率媒質から高屈折率媒質への変更に際し、
前記低屈折率媒質中での撮影状態における前記第２レンズ群の変倍時の移動軌跡（曲線）は、光軸方向に平行移動させると、前記高屈折率媒質中での撮影状態における前記第２レンズ群の移動軌跡に一致することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学系。
前記物体側媒質の屈折率にかかわらず、前記第３レンズ群を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合焦を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学系。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１０に記載の光学系。
１．０００＜ｆ２／ｆ３＜６．０００
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離。
前記前側レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ成分は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学系。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学系。
０．２００＜Ｒ１／Ｒ２＜２．０００
但し、
Ｒ１：前記前側レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ成分の物体側面の曲率半径、
Ｒ２：前記前側レンズ群の最も物体側に配置されたレンズ成分の像側面の曲率半径。
前記物体側媒質の屈折率にかかわらず、前記後側レンズ群内のレンズ群のうち、少なくとも１つを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合焦を行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学系。
第１の屈折率を有する第１の媒質中での第１の撮影状態と、前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する第２の媒質中での第２の撮影状態とにおいて、切り替え可能な光学系であって、
物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定された第１レンズ群と、負の屈折力を有する中間群と、像側群とからなり、
前記中間群は、物体側から順に並んだ、第２レンズ群と、第３レンズ群とからなり、
前記像側群は、第４レンズ群を有し、
前記中間群において最も像側に配置されたレンズ成分は、前記第１の撮影状態と前記第２の撮影状態のうち少なくとも一方での合焦時に合焦レンズ群として光軸に沿って移動させる前記第３レンズ群を構成する最も像側のレンズ成分であり、
前記第１の撮影状態から前記第２の撮影状態への切り替えに際し、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、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔を変化させることを特徴とする光学系。
第１の屈折率を有する第１の媒質中での第１の撮影状態と、前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する第２の媒質中での第２の撮影状態とにおいて、切り替え可能な光学系であって、
物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定された第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とを有し、
前記第１の撮影状態から前記第２の撮影状態への切り替えに際し、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、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔を変化させ、
前記第１レンズ群より像側に配置されたレンズ群のうちいずれかのレンズ群は、前記第１の撮影状態と前記第２の撮影状態の両方での合焦時に光軸に沿って移動させる合焦レンズ群であり、
前記合焦レンズ群は、負の屈折力を有することを特徴とする光学系。
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光学系を備えることを特徴とする撮像装置。
屈折率の異なる複数の物体側媒質に対して撮影が可能な光学系の製造方法であって、
物体側から順に並んだ、光軸方向の位置が固定された前側レンズ群と、後側レンズ群とからなり、
前記前側レンズ群は、光軸方向の位置が固定された第１レンズ群からなり、
前記後側レンズ群は、物体側から順に並んだ、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とを有し、
前記物体側媒質の変更に際し、前記後側レンズ群内の少なくとも２つのレンズ群を光軸に沿って移動させ、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、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔を変化させるように、
レンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とする光学系の製造方法。