JP4844809B2 - Zoom lens and imaging device - Google Patents

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Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、リアフォーカス式のズームレンズにおいて、通常の変倍である第１の変倍の他に簡単な操作によって第１の変倍とは異なる変倍範囲（焦点距離範囲）、特に、超望遠までの変倍範囲を有する第２の変倍を得る技術に関する。   The present invention relates to a novel zoom lens and an imaging apparatus. More specifically, in a rear focus type zoom lens, in addition to the first variable magnification which is a normal variable magnification, a variable magnification range (focal length range) different from the first variable magnification by a simple operation, particularly super telephoto The present invention relates to a technique for obtaining a second variable magnification having a variable magnification range up to.

インナーフォーカスレンズを備えたビデオカメラが知られている。例えば、図１に示すような、インナーフォーカスレンズＬＮＳでは、最も物体側に第１レンズ群１０１が配設され、以下像側へと、第２レンズ群１０２、第３レンズ群１０３、第４レンズ群１０４が順に配設される。第１レンズ群１０１と第３レンズ群１０３は固定レンズであり、第２レンズ群１０２はバリエータ、第４レンズ群１０４はコンペンゼータ及びフォーカスレンズである。第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３との間に、露光制御用のアイリス１０５が設けられる。インナーフォーカスレンズＬＮＳを介された光は、撮像素子の受光面１０７に結像される。   A video camera having an inner focus lens is known. For example, in the inner focus lens LNS as shown in FIG. 1, the first lens group 101 is disposed closest to the object side, and the second lens group 102, the third lens group 103, and the fourth lens are arranged on the image side. Groups 104 are arranged in order. The first lens group 101 and the third lens group 103 are fixed lenses, the second lens group 102 is a variator, and the fourth lens group 104 is a compensator and a focus lens. An iris 105 for exposure control is provided between the second lens group 102 and the third lens group 103. The light that has passed through the inner focus lens LNS forms an image on the light receiving surface 107 of the image sensor.

上記撮像素子１０７は、一般民生用としては、対角長４ｍｍ程度の１／４インチサイズと称するもの、あるいは対角長３ｍｍ程度の１／６インチサイズと称するものが多く用いられている。また、これらの撮像素子の画素数は年々増加傾向にあり８０〜３００万画素のものが一般的である。   As the image pickup element 107, for general consumer use, a so-called 1/4 inch size having a diagonal length of about 4 mm or a 1/6 inch size having a diagonal length of about 3 mm is often used. In addition, the number of pixels of these image pickup devices is increasing year by year, and those having 800 to 3 million pixels are common.

このように、撮像装置のイメージサイズはいわゆる１３５フィルムの銀塩カメラの対角４３ｍｍと比較すると小さいので、同じ画角のレンズではフィルムカメラのレンズに対して大幅な小型化が可能である。同時に、ズーム比も高倍率化させることが一般的には可能であり、１０倍〜３０倍のズーム比も持つものが知られている。   As described above, the image size of the image pickup apparatus is small compared to the diagonal 43 mm of the so-called 135 film silver salt camera, so that a lens having the same angle of view can be significantly reduced in size as compared with the lens of the film camera. At the same time, it is generally possible to increase the zoom ratio, and those having a zoom ratio of 10 to 30 times are known.

また、前述したように、高倍率化が可能であることと共にユーザーのより望遠側で利用したいとの要求に答えることが望まれている。   Further, as described above, it is desired to respond to the user's demand for use on the telephoto side as well as being capable of high magnification.

従来から、ズームレンズの変倍範囲の変位方法は種々提案されている。例えば、ズームレンズの最終レンズ面と像面との間に正又は負の屈折力を有するリアコンバーターレンズ群やエクステンダーレンズ群を挿入して全系の焦点距離範囲を変位させる所謂リアコンバーター方式や、ズームレンズの前方に焦点距離が無限大のアフォーカルコンバーターレンズ群を装着して全系の焦点距離範囲を拡大若しくは縮少させるアフォーカルコンバーター方式等が提案されている。この他、単にズームレンズの変倍率を変えて変倍範囲を拡大する方法がある。例えば、変倍用のレンズ群の移動量を増加させたり変倍用のレンズ群の屈折力を強めたり、又は変倍用のレンズ群の数を増加させたりする方法等がある。   Conventionally, various methods for displacing the zoom lens zoom range have been proposed. For example, a so-called rear converter system that displaces the focal length range of the entire system by inserting a rear converter lens group or an extender lens group having positive or negative refractive power between the final lens surface and the image plane of the zoom lens, There has been proposed an afocal converter system in which an afocal converter lens group having an infinite focal length is mounted in front of a zoom lens to expand or reduce the focal length range of the entire system. In addition, there is a method of simply enlarging the zooming range by changing the zooming magnification of the zoom lens. For example, there is a method of increasing the amount of movement of the zoom lens unit, increasing the refractive power of the zoom lens unit, or increasing the number of zoom lens units.

ズームレンズの変倍範囲を変位させる方法のうち、リアコンバーター方式はテレ比を比較的小さくすることはできるがリアコンバーターレンズ群単独で諸収差を良好に補正しておく必要がある為、どうしてもレンズ構成が複雑化及び大型化してくる。   Among the methods of displacing the zoom range of the zoom lens, the rear converter method can make the tele ratio relatively small, but it is necessary to correct various aberrations with the rear converter lens group alone. The configuration becomes complicated and large.

一方、アフォーカルコンバーター方式はズームレンズ全系の広角化及び望遠化の双方を比較的容易に行うことができるが、レンズ前方にレンズ群を装着する為にレンズ群が大型化してくる傾向がある。   On the other hand, the afocal converter system can relatively easily widen the angle and telephoto of the entire zoom lens system, but the lens group tends to become larger because the lens group is mounted in front of the lens. .

また、上記した何れのコンバーター方式にあっては、何れもズームレンズの本体以外にコンバーター用のレンズ群を常備しておかねばならないず、かつ、コンバーターレンズを常用レンズと本体との間に介挿したり常用レンズの前に装着したりする手間がかかり、携帯性及び速写性に適していない。   In any of the converter systems described above, a converter lens group must be provided in addition to the zoom lens main body, and the converter lens is inserted between the normal lens and the main body. It takes time and effort to attach it in front of a regular lens, and is not suitable for portability and rapid shooting.

特許文献１や特許文献２に示されたズームレンズのようにカメラ内部でコンバータレンズに切り替える、もしくは挿入するような構成とすれば、少なくとも速写性には適してきて、かつ、携帯時の荷数は減らすことができるが、レンズ構成が複雑化且つ大型化してきて、それほどの携帯性の改善にはならない。   If it is configured such that the zoom lens shown in Patent Document 1 or Patent Document 2 is switched to or inserted into a converter lens inside the camera, it will be suitable for at least rapid shooting characteristics, and the number of loads when carrying it. However, the lens structure becomes complicated and large, and the portability is not improved so much.

また、ズームレンズの変倍率を変える方法はレンズ全長が長くなったり、変倍範囲全般にわたり収差発生量が多くなったり、変倍における収差変動を良好に補正するのが困難になったりする等の問題点がある。   In addition, the method of changing the zooming magnification of the zoom lens increases the total lens length, increases the amount of aberration generated over the entire zooming range, makes it difficult to correct aberration fluctuations at zooming, etc. There is a problem.

これらの解決案として、特許文献３に示されたズームレンズのように、第３レンズ群を光軸上で所定量移動させて目的を達成するものがある。このようなものであれば、携帯性及び速写性共に改善することができる。   As these solutions, there is one that achieves the object by moving the third lens group by a predetermined amount on the optical axis as in the zoom lens disclosed in Patent Document 3. If it is such, both portability and quickness can be improved.

特開平６−３２４２６７号公報JP-A-6-324267 特開２００３−３３８９８２号公報JP 2003-338982 A 特開へ６−１０２４５６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-102456

ところで、通常、第３レンズ群はアイリス近傍にあるため、第３レンズ群を移動させる移動機構とアイリス機構とが干渉するおそれがあるため、鏡筒構造が複雑化且つ大型化することが予想される。   By the way, since the third lens group is usually in the vicinity of the iris, there is a possibility that the moving mechanism for moving the third lens group and the iris mechanism may interfere with each other, so that the lens barrel structure is expected to be complicated and enlarged. The

本発明は、上記した問題点に鑑みて、リアフォーカス式のズームレンズにおいて、通常の変倍の他に簡単な操作によって第１の変倍とは異なる変倍範囲（焦点距離範囲）、特に、超望遠までの変倍範囲を有する第２の変倍を得ることを課題とする。   In view of the above-described problems, the present invention provides a zooming lens of a rear focus type that has a zooming range (focal length range) different from the first zooming by a simple operation in addition to the normal zooming. It is an object to obtain a second variable magnification having a variable magnification range up to super telephoto.

本発明ズームレンズは、上記した課題を解決するために、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍レンズで負の屈折力を有する第２レンズ群と、固定レンズで正の屈折力を有する第３レンズ群と、フォーカスを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えると共に、撮像対象物からの光の光量を適正量に絞るアイリスを有し、上記第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を上記第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第１の変倍と、上記第１レンズ群を光軸方向に所定量移動させた後に第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第２の変倍とを有している。   In order to solve the above-described problem, the zoom lens according to the present invention includes a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power, which are arranged in order from the object side. And a third lens group having a positive refractive power as a fixed lens and a fourth lens group having a positive refractive power for focusing, and having an iris for reducing the amount of light from the imaging target to an appropriate amount. And correcting the image plane variation due to the zooming caused by the movement of the second lens group by moving the fourth lens group, and moving the fourth lens group to perform focusing, After moving the first lens group by a predetermined amount in the optical axis direction, the fourth lens group is corrected by moving the fourth lens group to correct the image plane variation due to zooming caused by the movement of the second lens group, and the fourth lens group is moved. And have a second zooming to focus .

従って、本発明ズームレンズにあっては、第１レンズ群を第１の変倍における位置から移動させることによって第１の変倍とは異なる変倍範囲（焦点距離範囲）を有する第２の変倍に変位する。   Therefore, in the zoom lens according to the present invention, the second variable having a variable magnification range (focal length range) different from the first variable magnification is obtained by moving the first lens group from the position in the first variable magnification. Displaced twice.

また、本発明撮像装置は、本発明ズームレンズを備える。   The imaging device of the present invention includes the zoom lens of the present invention.

本発明ズームレンズは、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍レンズで負の屈折力を有する第２レンズ群と、固定レンズで正の屈折力を有する第３レンズ群と、フォーカスを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えると共に、撮像対象物からの光の光量を適正量に絞るアイリスを有し、上記第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を上記第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第１の変倍と、上記第１レンズ群を光軸方向に所定量移動させた後に第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第２の変倍とを有していることを特徴とする。   The zoom lens according to the present invention has a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power by a variable power lens, and a positive refractive power by a fixed lens, which are arranged in order from the object side. And a third lens group having a positive refracting power for focusing, and an iris for reducing the amount of light from the imaging object to an appropriate amount, and moving the second lens group The first lens unit that corrects the image plane variation caused by the zooming by moving the fourth lens unit and moves the fourth lens unit to focus, and the first lens unit in the optical axis direction. Then, after the predetermined amount of movement, the second lens group is corrected by moving the fourth lens group to correct the image plane variation due to the magnification change due to the movement of the second lens group, and at the same time, the second lens group is moved for focusing. It is characterized by having a double.

従って、本発明ズームレンズにあっては、第１レンズ群を第１の変倍における位置から移動させることによって、第１の変倍とは異なる変倍範囲（焦点距離範囲）を有する第２の変倍へと遷移させることができる。従って、後付のコンバーターレンズを持ち歩かなくとも、第１レンズ群を第１の変倍における位置から移動させるだけの簡単な操作によって、コンバーターレンズを装着したの同様の変倍範囲を得ることができ、携帯性及び速写性共に高めることができる。さらに、第２の変倍を有しない通常のズームレンズとして設計されたズームレンズを単に第１レンズ群を移動可能に変更するだけで、コンバーターレンズを装着したと同様あるいはそれ以上の画質を有する第２の変倍を使用することが可能になる。   Accordingly, in the zoom lens of the present invention, the second lens having a variable magnification range (focal length range) different from the first variable magnification is obtained by moving the first lens group from the position in the first variable magnification. Transition to magnification can be made. Therefore, the same zooming range as when the converter lens is mounted can be obtained by a simple operation of moving the first lens unit from the first zooming position without carrying the retrofitted converter lens. In addition, both portability and quickness can be improved. Furthermore, a zoom lens designed as a normal zoom lens having no second variable magnification is simply changed so that the first lens group can be moved, and a second image having an image quality equivalent to or higher than that of the converter lens is mounted. It is possible to use a scaling factor of 2.

本発明撮像装置は、ズームレンズと、上記ズームレンズによって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、上記ズームレンズは、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍レンズで負の屈折力を有する第２レンズ群と、固定レンズで正の屈折力を有する第３レンズ群と、フォーカスを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えると共に、撮像対象物からの光の光量を適正量に絞るアイリスを有し、上記第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を上記第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第１の変倍と、上記第１レンズ群を光軸方向に所定量移動させた後に第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第２の変倍とを有していることを特徴とする。   The imaging apparatus of the present invention is an imaging apparatus that includes a zoom lens and an imaging element that converts an object image formed by the zoom lens into an electric signal, and the zoom lens is arranged in order from the object side. A first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a negative refractive power by a variable power lens, a third lens group having a positive refractive power by a fixed lens, and a positive refractive power for focusing. A fourth lens group, and an iris for reducing the amount of light from the object to be imaged to an appropriate amount, and the fourth lens group is subject to image plane fluctuations due to zooming caused by movement of the second lens group. The first zooming is performed by moving and correcting the fourth lens group, and the first lens group is moved by a predetermined amount in the optical axis direction, and then the second lens group is moved. 4th image field fluctuation Is corrected by moving the's group, characterized in that it has a second zooming by moving the fourth lens group performs focusing.

従って、本発明撮像装置にあっては、ズームレンズの第１レンズ群を第１の変倍における位置から移動させることによって、第１の変倍とは異なる変倍範囲（焦点距離範囲）を有する第２の変倍へと遷移させることができる。従って、後付のコンバーターレンズを持ち歩かなくとも、第１レンズ群を第１の変倍における位置から移動させるだけの簡単な操作によって、コンバーターレンズを装着したの同様の変倍範囲での撮影をすることができ、携帯性及び速写性共に高めることができる。しかも、コンバーターレンズを装着したと同様あるいはそれ以上の画質を有する第２の変倍を使用することが可能になる。   Therefore, in the imaging apparatus of the present invention, the zoom lens has a zooming range (focal length range) different from the first zooming by moving the first lens group of the zoom lens from the position in the first zooming. Transition to the second magnification can be made. Therefore, even if the converter lens attached later is not carried, shooting is performed in the same zooming range where the converter lens is mounted by a simple operation of moving the first lens unit from the position of the first zooming. It is possible to improve both portability and quickness. In addition, it is possible to use the second variable magnification having the same or higher image quality as that provided with the converter lens.

請求項２及び請求項５に記載した発明にあっては、上記第２の変倍は上記第１の変倍における望遠端の状態から第１レンズ群を物体側に移動させることによって切り替わるので、第１の変倍における望遠端での撮影中に、さらに長焦点距離での撮影を必要とする場合に、テレコンバーターレンズの装着という煩わしい作業を要せずして、目的を達成することができる。しかも、第１の変倍における望遠端にある状態から第１レンズ群を物体側に移動させるだけであるので、中間焦点域におけるコンペンゼートやフォーカシングが必要でなく、制御機構や制御方法を簡略にすることができ、その結果、安価なズームレンズとすることが可能になる。   In the invention described in claim 2 and claim 5, the second zooming is switched by moving the first lens unit to the object side from the telephoto end state in the first zooming. When photographing at a long focal length is required during photographing at the telephoto end in the first variable magnification, the object can be achieved without requiring a troublesome work of mounting a teleconverter lens. In addition, since only the first lens unit is moved to the object side from the telephoto end in the first variable magnification, no compensating or focusing is required in the intermediate focal range, and the control mechanism and control method are simplified. As a result, an inexpensive zoom lens can be obtained.

請求項３に記載した発明にあっては、上記第１レンズ群の移動量は、ftを第１の変倍における望遠端の焦点距離、fttを第２の変倍における望遠端の焦点距離、f1を第１レンズ群の合成焦点距離、f123を第１の変倍における望遠端での第１レンズ群から第３レンズ群までの合成焦点距離、d4を第１の変倍から第２の変倍への切替時における第４レンズ群の変位量として、以下の条件式
（１）0.1 ＜（1-ft 2 ／ｆ123 2 ）／（ft／ｆ1 ）2・d４・ft ／ftt ＜ 0.4
を満足するので、第２の変倍における望遠端での焦点距離を第１の変倍における望遠端での焦点距離の１．２倍以上とすることができ、且つ、第４レンズ群の移動距離を適正な範囲に保つことができる。 According to a third aspect of the present invention, the amount of movement of the first lens group is as follows: ft is the focal length of the telephoto end at the first variable magnification, ftt is the focal length of the telephoto end at the second variable magnification, f1 is the combined focal length of the first lens unit, f123 is the combined focal length from the first lens unit to the third lens unit at the telephoto end at the first variable magnification, and d4 is the first variable to the second variable. As the amount of displacement of the fourth lens group at the time of switching to the magnification, the following conditional expression (1) 0.1 <(1-ft 2 / f123 2 ) / (ft / f1) 2 · d4 · ft / ftt <0.4
Therefore, the focal length at the telephoto end in the second variable magnification can be 1.2 times or more of the focal length at the telephoto end in the first variable magnification, and the fourth lens group is moved. The distance can be kept in an appropriate range.

以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the zoom lens and the imaging apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図２を参照して本発明ズームレンズの概要を説明する。この図２に示されたズームレンズＺＬは、４群構成のインナーフォーカス式ズームレンズであり、中心線（光軸）ｘ−ｘの上側に第１の変倍における望遠端の状態を示し、下側に、第１の変倍の望遠端における第１レンズ群Ｇ１の位置から第１レンズ群Ｇ１を物体側にｄ１移動させた第２の変倍を示す。第２の変倍では、第１レンズ群Ｇ１の物体側へのｄ１の移動に伴う像面位置の変動を補償して、像面ＩＭＧに合焦させるためのフォーカス群である第４レンズ群Ｇ４を像面側にｄ４だけ変位させてある。   The outline of the zoom lens of the present invention will be described with reference to FIG. The zoom lens ZL shown in FIG. 2 is a four-group inner focus type zoom lens, and shows the telephoto end state at the first variable magnification above the center line (optical axis) xx. On the side, a second zoom is shown in which the first lens group G1 is moved d1 from the position of the first lens group G1 to the object side at the telephoto end of the first zoom. In the second variable magnification, the fourth lens group G4 which is a focus group for compensating for the fluctuation of the image plane position accompanying the movement of d1 of the first lens group G1 toward the object side and focusing on the image plane IMG. Is displaced by d4 toward the image plane side.

第１レンズ群Ｇ１がｄ１だけ物体側に変位すると、第１レンズ群Ｇ１の焦点位置Ｐ１ｔがｄ１と同量変位し、Ｐ１ｔｔの位置になる。フォーカス群である第４レンズ群Ｇ４が元の位置のままだと、第２レンズ群Ｇ２から第４レンズ群Ｇ４までの合成の倍率に伴って合焦位置が（1-β12）・β2342・ｄ１だけ物体側となってしまう。また、同様にフォーカスレンズ群Ｇ４をｄ４だけ変位させた場合の合焦位置の移動は（1-β42）・βFL2・ｄ４であるから第１レンズ群Ｇ１をｄ１変位させたときに元の焦点位置ＩＭＧに合焦させるためのフォーカスレンズ群Ｇ４の移動量ｄ４は次式
d4=（1-β12）・β2342／（1-β42）・βFL2 ・d１・ K
=（ft／ｆ1 ）2 ／（1-ft 2 ／ｆ123 2 ）・ d１・ K
となる。 When the first lens group G1 is displaced toward the object side by d1, the focal position P1t of the first lens group G1 is displaced by the same amount as d1, and becomes the position of P1tt. If the fourth lens group G4, which is the focus group, remains in its original position, the in-focus position becomes (1-β1 2 ) · β234 2 according to the combination magnification from the second lens group G2 to the fourth lens group G4. -Only d1 is on the object side. Similarly, when the focus lens group G4 is displaced by d4, the movement of the in-focus position is (1-β4 2 ) · βFL 2 · d4. Therefore, when the first lens group G1 is displaced by d1, the original position is moved. The moving amount d4 of the focus lens group G4 for focusing on the focal position IMG is given by
d4 = (1-β1 2 ) ・ β234 2 / (1-β4 2 ) ・ βFL 2・ d1 ・ K
= (Ft / f1) 2 / (1-ft 2 / f123 2) · d1 · K
It becomes.

なお、Ｋは実際のレンズでの収差バランスであり、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４の変位に伴う倍率の変化から決まる係数である。また、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の合成焦点距離、ｆ234は第１レンズ群のシフト前（第１の変倍）の望遠端における第２、３、４レンズ群Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の合成焦点距離、ｆＦＬは光学フィルタＦＬの合成焦点距離、β1は第１レンズ群Ｇ１の合成倍率、β４は第４レンズ群Ｇ４の合成倍率、β123は第１レンズ群Ｇ１のシフト前（第１の変倍）の望遠端における第１、２、３レンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の合成倍率、β234は第１レンズ群Ｇ１のシフト前（第１の変倍）の望遠端における第２、３、４レンズ群Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の合成倍率、
βFLは光学フィルタＦＬの合成倍率である。 Note that K is an aberration balance in an actual lens, and is a coefficient determined from a change in magnification accompanying displacement of the first lens group G1 and the fourth lens group G4. Also, f4 is the combined focal length of the fourth lens group G4, f234 is the combined focal length of the second, third, and fourth lens groups G2, G3, and G4 at the telephoto end before the first lens group is shifted (first variable magnification). The distance, fFL is the combined focal length of the optical filter FL, β1 is the combined magnification of the first lens group G1, β4 is the combined magnification of the fourth lens group G4, and β123 is before the shift of the first lens group G1 (first variable magnification). ) Is the combined magnification of the first, second, and third lens groups G1, G2, and G3 at the telephoto end, and β234 is the second, third, and fourth lenses at the telephoto end before the first lens group G1 is shifted (first variable magnification). Synthesis magnification of groups G2, G3, G4,
βFL is a composite magnification of the optical filter FL.

第４レンズ群Ｇ４とそれより像面側の光学部材（ここでは光学フィルタＦＬ）との間の物理空間（制御範囲、制御誤差、機械的誤差を考慮した場合も含む）により第１レンズ群Ｇ１の変位可能な最大量は自明である。また、当然のことながら、変位可能な量は第１レンズ群Ｇ１、第４レンズ群Ｇ４の変位による収差バランスから許容できる限界もある。目安としては、同じ画角が得られる電子ズーム等により劣化する画質と同等以上の画質が考えられる。このように、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４を変位させた場合、図２から分かるように、焦点距離が元のｆｔからさらに長い焦点距離ｆｔｔとなり、より望遠のレンズが得られることがわかる。   The first lens group G1 is formed by a physical space (including a case where a control range, a control error, and a mechanical error are taken into consideration) between the fourth lens group G4 and an optical member (here, the optical filter FL) on the image plane side. The maximum amount of displacement is self-evident. As a matter of course, the displaceable amount has an allowable limit from the aberration balance caused by the displacement of the first lens group G1 and the fourth lens group G4. As a standard, an image quality equivalent to or better than an image quality deteriorated by an electronic zoom or the like that can obtain the same angle of view can be considered. In this way, when the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are displaced, as shown in FIG. 2, the focal length becomes longer from the original ft, and a telephoto lens can be obtained. I understand.

上記したズームレンズＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１の物体側への移動をどのタイミングで行うかは、どのような利便性を求めるかによって決まる。第１の変倍において第２レンズ群Ｇ２がいずれの位置にある場合でも、第１レンズ群Ｇ１を物体側に変位させて第２の変倍へ遷移させるとした場合、第１の変倍における変倍領域内の焦点距離を含む変倍領域でのズーミングも可能になり、ズーミングだけを考えれば、広い範囲での画角変化による撮影を行うことができ、便利である。画質より、より広い変倍範囲での撮影を必要とする場合には、始めから、第１レンズ群Ｇ１を第２の変倍における位置へと移動させておいて撮影を行うのが便利である。   In the zoom lens ZL described above, the timing at which the first lens group G1 is moved toward the object side is determined depending on what convenience is desired. Regardless of the position of the second lens group G2 in the first zooming, if the first lens group G1 is displaced toward the object side and transitioned to the second zooming, the first zooming Zooming in the zooming region including the focal length in the zooming region is also possible, and taking only zooming allows shooting with a wide range of field angles, which is convenient. When shooting in a wider zooming range than image quality is necessary, it is convenient to start shooting by moving the first lens group G1 to the second zooming position from the beginning. .

第１レンズ群Ｇ１を第２の変倍における位置へと移動させたときに、第４レンズ群Ｇ４を移動させる（像面位置の変動の補償）だけでは、各種収差を良好に補正した第１の変倍における画質と変わらない画質を得ることは困難である。より大きなズーム倍率を確保するために、望遠側に変位するに従って第１レンズ群が物体側へ繰り出していき、それに伴って、第２レンズ群以降の全レンズ群も移動させてより大きな変倍率と高い画質を確保するズームレンズがあるが、可動レンズ群が多いこと等の要因によって高価にならざるを得ない。   When the first lens group G1 is moved to the second zoom position, the first lens group G4 is corrected only by moving the fourth lens group G4 (compensation for variations in image plane position). It is difficult to obtain an image quality that is the same as the image quality at the zoom ratio. In order to secure a larger zoom magnification, the first lens group is advanced toward the object side as it is displaced toward the telephoto side, and accordingly, all the lens groups subsequent to the second lens group are moved to increase the magnification ratio. There is a zoom lens that ensures high image quality, but it must be expensive due to factors such as the large number of movable lens groups.

ところが、通常の撮影では、それほど大きな変倍率を必要とせず、むしろ高い画質を望むが、非常の場合に通常の望遠端よりさらに高い倍率での撮影が必要になる場合があるというような使い方をするユーザーにとって、コンバーターレンズを装着する煩わしさを解消しながら、最低でもコンバーターレンズを装着した場合とほぼ同等の画質が得られて、より利便性を高めることを考慮すれば、移動させるレンズ群を２群に限定しすることによって、構造が簡単な、従って、それほど高価にならない、ズームレンズとしては、第１の変倍で望遠端に達したところから、第２の変倍へと遷移させるようにすることが実用的である。このように構成すると、第１の変倍での変倍範囲ではより高い画質が得られ、非常の場合に、第１の変倍では得られない倍率へと即座に変位でき、コンバーターレンズの携行とその装脱の煩わしさから解放される。   However, normal shooting does not require a very large zoom ratio, but rather high image quality is desired, but in extreme cases, shooting at a higher magnification than the normal telephoto end may be required. For users who want to move, the lens group to be moved can be reduced by considering the fact that, while eliminating the hassle of wearing a converter lens, it is possible to obtain at least the same image quality as when using a converter lens, By limiting to two groups, the zoom lens has a simple structure, and therefore does not become so expensive. As a zoom lens, the zoom lens is shifted from the point at which the telephoto end is reached by the first zooming to the second zooming. Is practical. With this configuration, a higher image quality can be obtained in the zooming range in the first zooming, and in an emergency, it can be instantly displaced to a magnification that cannot be obtained by the first zooming, and the converter lens can be carried. And you are freed from the hassle of wearing it.

本発明ズームレンズにおいて、ftを第１の変倍における望遠端の焦点距離、fttを第２の変倍における望遠端の焦点距離、f1を第１レンズ群の合成焦点距離、f123を第１の変倍における望遠端での第１レンズ群から第３レンズ群までの合成焦点距離、d4を第１の変倍から第２の変倍への切替時における第４レンズ群の変位量として、第１レンズ群の移動量が以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
（１）0.1 ＜（1-ft 2 ／ｆ123 2 ）／（ft／ｆ1 ）2・d４・ft ／ftt ＜ 0.4
この条件式（１）の上限値を超えると、第４レンズ群Ｇ４の移動量が大きくなり、像面側の光学フィルタとの間の空間がなくなったり、収差バランス上、球面収差と像面湾曲がアンダーとなり像性能が劣化する。また、下限値を下回ると、第２の変倍での超望縁側の倍率（ftt/ft）が１．２以下となり、本発明を適用することの効果が少なくなる。 In the zoom lens of the present invention, ft is the focal length of the telephoto end at the first zooming, ftt is the focal length of the telephoto end at the second zooming, f1 is the combined focal length of the first lens group, and f123 is the first focal length. The combined focal length from the first lens group to the third lens group at the telephoto end in zooming, and d4 as the amount of displacement of the fourth lens group at the time of switching from the first zooming to the second zooming, It is preferable that the movement amount of one lens group satisfies the following conditional expression (1).
(1) 0.1 <(1-ft 2 / f123 2 ) / (ft / f1) 2 · d4 · ft / ftt <0.4
If the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the amount of movement of the fourth lens group G4 increases, and there is no space between the optical filter on the image plane side, and spherical aberration and field curvature are considered due to aberration balance. Becomes under and image performance deteriorates. On the other hand, if the lower limit value is not reached, the magnification (ftt / ft) on the super telescopic side at the second variable magnification becomes 1.2 or less, and the effect of applying the present invention is reduced.

第１レンズ群Ｇ１を移動させる構造としては、図３及び図４に示すものが考えられる。   As a structure for moving the first lens group G1, those shown in FIGS. 3 and 4 are conceivable.

固定鏡筒１０の前端に回転枠２０が回転可能に取り付けられている。第１レンズ群Ｇ１は上記回転枠２０と共に回転するように固定鏡筒１０に支持されたレンズ保持枠３０に保持されている。レンズ保持枠３０の周辺寄りの部分の周方向にほぼ等間隔に離れた３箇所に前方へ突出した連結突起３１、３１、３１（図３ではこの連結突起３１及びこれに関連した部材や部分は１個のみ示してある）が形成されている。そして、上記連結突起３１、３１、３１は回転枠２０のフランジ部２１に形成された取付孔２２、２２、２２に前後方向に摺動可能に挿通され、回転枠２０のフランジ部２１とレンズ保持枠３０との間には圧縮コイルバネ３２、３２、３２が上記連結突起３１、３１、３１に外嵌状に介挿されている。また、レンズ保持枠３０の外周部からは周方向にほぼ等間隔に離間した位置に摺動ピン３３、３３、３３（図３では１個のみ示してある）が突設されており、該摺動ピン３３、３３、３３の先端部は上記固定鏡筒１０の前端部内周面に形成されたカム溝１１、１１、１１に摺動自在に係合されている。上記カム溝１１は、図４に示すように、周方向に延びる第１の部分１１ａ、上記第１の部分１１ａより前方（物体側）の位置で且つ第１の部分１１ａとは周方向に隔たった位置で周方向に延びる第２の部分１１ｂ及び第１の部分１１ａと第２の部分１１ｂとの間を連結している傾斜部分１１ｃとが一連に連結して形成されている。なお、カム溝１１の第１の部分１１ａの傾斜部１１ｃと連結された端部と反対側の端部からは前方に向かって導入部１１ｄが延びており、該導入部１１ｄは固定鏡筒１０の前端１２に開口している。レンズ保持枠３０を固定鏡筒１０の前端部に支持させる場合に、レンズ保持枠３０の摺動ピン３３、３３、３３をカム溝１１、１１、１１の導入部１１ｄ、１１ｄ、１１ｄの前端からカム溝１１、１１、１１に係合させ、その状態で、レンズ保持枠３０を後方へ移動させていき、摺動ピン３３、３３、３３が導入部１１ｄ、１１ｄ、１１ｄの後端に衝突したところで、レンズ保持枠３０を時計回り方向（図４の矢印ＣＷで示す方向）へ僅かに回転させると、摺動ピン３３、３３、３３がカム溝１１、１１、１１の第１の部分１１ａ、１１ａ、１１ａに係合した状態となる。   A rotating frame 20 is rotatably attached to the front end of the fixed barrel 10. The first lens group G1 is held by a lens holding frame 30 supported by the fixed barrel 10 so as to rotate together with the rotary frame 20. The connecting projections 31, 31, 31 projecting forward at three locations that are spaced at substantially equal intervals in the circumferential direction of the portion near the periphery of the lens holding frame 30 (in FIG. 3, this connecting projection 31 and the members and parts related thereto are (Only one is shown). The connecting projections 31, 31, 31 are inserted through mounting holes 22, 22, 22 formed in the flange portion 21 of the rotating frame 20 so as to be slidable in the front-rear direction, and the lens 21 and the lens holding portion of the rotating frame 20 are held. Between the frame 30, compression coil springs 32, 32, 32 are inserted into the connection protrusions 31, 31, 31 in an outer fitting manner. Further, sliding pins 33, 33, 33 (only one is shown in FIG. 3) project from the outer peripheral portion of the lens holding frame 30 at positions spaced at substantially equal intervals in the circumferential direction. The distal ends of the moving pins 33, 33, 33 are slidably engaged with cam grooves 11, 11, 11 formed on the inner peripheral surface of the front end of the fixed barrel 10. As shown in FIG. 4, the cam groove 11 includes a first portion 11a extending in the circumferential direction, a position forward (object side) from the first portion 11a, and spaced apart from the first portion 11a in the circumferential direction. The second portion 11b extending in the circumferential direction at the only position and the inclined portion 11c connecting the first portion 11a and the second portion 11b are connected in series. An introduction portion 11d extends forward from an end portion of the cam groove 11 opposite to the end portion connected to the inclined portion 11c of the first portion 11a, and the introduction portion 11d is fixed to the fixed barrel 10. The front end 12 is open. When the lens holding frame 30 is supported on the front end portion of the fixed barrel 10, the sliding pins 33, 33, 33 of the lens holding frame 30 are moved from the front ends of the introduction portions 11 d, 11 d, 11 d of the cam grooves 11, 11, 11. In this state, the lens holding frame 30 is moved rearward, and the sliding pins 33, 33, 33 collide with the rear ends of the introduction portions 11d, 11d, 11d. By the way, when the lens holding frame 30 is slightly rotated in the clockwise direction (the direction indicated by the arrow CW in FIG. 4), the sliding pins 33, 33, 33 become the first portions 11 a of the cam grooves 11, 11, 11, It will be in the state engaged with 11a and 11a.

図３はレンズ保持枠３０の摺動ピン３３、３３、３３がカム溝１１の第１の部分１１ａ、１１ａ、１１ａと係合している状態であり、この状態でレンズ保持枠３０は移動範囲の後端、すなわち、最も像面側に位置した状態にあり、この状態でレンズ保持枠３０に保持された第１レンズ群Ｇ１は第１の変倍における位置にある。この図３及び図４の実線で示す状態から、回転枠２０を物体側に向いた状態で時計回り方向へ回転させると、回転枠２０と連結突起３１、３１、３１で連結されているレンズ保持枠３０も同じ方向へと回転され、レンズ保持枠３０の摺動ピン３３、３３、３３はカム溝１１、１１、１１の第１の部分１１ａ、１１ａ、１１ａから傾斜部１１ｃ、１１ｃ、１１ｃに入り、やがて、第２の部分１１ｂ、１１ｂ、１１ｂと係合した状態となる（図４の２点鎖線参照）。そして、摺動ピン３３、３３、３３が傾斜部１１ｃ、１１ｃ、１１ｃを進む間に圧縮コイルバネ３２、３２、３２がさらに圧縮されて、摺動ピン３３、３３、３３、従って、レンズ保持枠３０が前方へと変位されて行き、摺動ピン３３、３３、３３が第２の部分１１ｂ、１１ｂ、１１ｂに位置すると、レンズ保持枠３０に保持されている第１レンズ群Ｇ１は第２の変倍における位置に達する。そして、第２の変倍から第１の変倍へと変更するときは、回転枠２０を上記と逆の方向すなわち図４の矢印ＣＷと反対の方向へと回転させれば、摺動ピン３３、３３、３３がカム溝１１、１１、１１を上記とは逆に摺動して行って、第１の変倍における位置に達する。   FIG. 3 shows a state in which the sliding pins 33, 33, 33 of the lens holding frame 30 are engaged with the first portions 11a, 11a, 11a of the cam groove 11, and in this state, the lens holding frame 30 moves within the moving range. In this state, the first lens group G1 held by the lens holding frame 30 is in the first zooming position. When the rotating frame 20 is rotated in the clockwise direction from the state indicated by the solid line in FIGS. 3 and 4 toward the object side, the lens holding unit connected to the rotating frame 20 by the connecting protrusions 31, 31, 31 is retained. The frame 30 is also rotated in the same direction, and the sliding pins 33, 33, 33 of the lens holding frame 30 are moved from the first portions 11a, 11a, 11a of the cam grooves 11, 11, 11 to the inclined portions 11c, 11c, 11c. After entering, it will be in the state engaged with 2nd part 11b, 11b, 11b (refer the dashed-two dotted line of FIG. 4). The compression coil springs 32, 32, 32 are further compressed while the sliding pins 33, 33, 33 advance through the inclined portions 11 c, 11 c, 11 c, and the sliding pins 33, 33, 33, and thus the lens holding frame 30. Is displaced forward and the sliding pins 33, 33, 33 are positioned at the second portions 11b, 11b, 11b, the first lens group G1 held by the lens holding frame 30 is moved to the second change. Reach position in double. Then, when changing from the second magnification to the first magnification, the sliding pin 33 can be obtained by rotating the rotary frame 20 in the direction opposite to the above, that is, in the direction opposite to the arrow CW in FIG. , 33 and 33 slide on the cam grooves 11, 11, and 11 in the opposite direction to reach the position at the first magnification.

さらに、第１レンズ群Ｇ１を移動させる構造としては、図５に示すものも考えられる。   Furthermore, as a structure for moving the first lens group G1, the structure shown in FIG. 5 is also conceivable.

固定鏡筒４０の前端部、すなわち、物体側の端部に周方向にほぼ等間隔に間隔を置いて２本のガイド軸４１、４１（図４では１つのみ示してある）と一本のリードスクリュー４２が光軸方向に延びるように配置されている。そして、固定鏡筒４０に支持されたモータ５０によって上記リードスクリュー４２が回転されるように構成されている。   Two guide shafts 41 and 41 (only one is shown in FIG. 4) and one front end portion of the fixed barrel 40, that is, an end portion on the object side, are spaced at substantially equal intervals in the circumferential direction. The lead screw 42 is disposed so as to extend in the optical axis direction. The lead screw 42 is rotated by a motor 50 supported by the fixed barrel 40.

そして、第１レンズ群Ｇ１を保持したレンズ保持枠６０が、リードスクリュー４２と螺合され、且つ、２本のガイド軸４１、４１に摺動自在に支持されている。   The lens holding frame 60 holding the first lens group G1 is screwed with the lead screw 42 and is slidably supported by the two guide shafts 41 and 41.

従って、上記モータ５０が回転すると、リードスクリュー４２が回転され、該リードスクリュー４２と螺合しているレンズ保持枠６０がリードスクリュー４２によって送られて前方へ又は後方へ移動する。   Therefore, when the motor 50 is rotated, the lead screw 42 is rotated, and the lens holding frame 60 screwed with the lead screw 42 is sent by the lead screw 42 and moves forward or backward.

図６に本発明撮像装置をビデオカメラに適用した実施の形態を示す。   FIG. 6 shows an embodiment in which the imaging apparatus of the present invention is applied to a video camera.

撮像装置１００はズームレンズ１１０を備える。該ズームレンズ１１０は図２に示したズームレンズＺＬ同様の構成を有するものであり、第１の変倍と第２変倍を切替できるように構成されている。撮像素子１１０がその受光面を上記ズームレンズ１１０の結像面に位置するように配置され、ズームレンズ１１０によって結像された画像を電気的な画像データとして出力する。この撮像素子１２０としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。   The imaging apparatus 100 includes a zoom lens 110. The zoom lens 110 has a configuration similar to that of the zoom lens ZL shown in FIG. 2, and is configured to be able to switch between the first zooming and the second zooming. The image sensor 110 is arranged such that its light receiving surface is positioned on the image forming surface of the zoom lens 110, and an image formed by the zoom lens 110 is output as electrical image data. As the imaging device 120, a device using a photoelectric conversion device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) is applicable.

撮像素子１２０から出力された画像データは、信号処理回路１３０を介してフレームメモリ１３１に一時的に記憶される。   Image data output from the image sensor 120 is temporarily stored in the frame memory 131 via the signal processing circuit 130.

そして、カメラ信号処理後の画像データから画像再生部１３２に供給するためのアナログ画像信号を形成し、これを画像再生部１３２に供給することにより、被写体の画像を画像再生部１３２を通じてＬＣＤ等から成る画面表示部１３３に表示するようになっている。   Then, an analog image signal to be supplied to the image reproduction unit 132 is formed from the image data after the camera signal processing, and the analog image signal is supplied to the image reproduction unit 132, whereby the subject image is transmitted from the LCD or the like through the image reproduction unit 132. Is displayed on the screen display unit 133.

また、信号処理回路１３０は、カメラ信号処理が行われた画像データを、予め決められた圧縮方式でデータ圧縮し、これをシステムコントロール回路１４０からの制御に応じて画像記録部１３４に記録する。ここで、画像記録部１３４は、ハードディスク或いはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ／Ｒ等の着脱可能なディスク型記録媒体に記録するディスクドライブ、カセットに収納された磁気テープに記録するテープドライブ、個体メモリを収納して成るメモリカードが着脱自在に装着されるカードスロット等種々の形態を取り得る。或いは、形態の異なる複数の記録手段、例えば、ディスクドライブとカードスロットを備えても良い。   Further, the signal processing circuit 130 compresses the image data on which the camera signal processing has been performed by a predetermined compression method, and records this in the image recording unit 134 in accordance with control from the system control circuit 140. Here, the image recording unit 134 records on a hard disk, a disk drive for recording on a removable disk type recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) -RAM, DVD-RW / R, or a magnetic tape housed in a cassette. It can take various forms such as a tape drive and a card slot in which a memory card containing a solid memory is detachably mounted. Alternatively, a plurality of recording means having different forms, for example, a disk drive and a card slot may be provided.

システムコントロール回路１４０はこの撮像装置１００の全体の制御を行うもので、例えば、詳細の図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrical Erasable and Programmable ROM）がシステムバスを通じて接続されたマイクロコンピュータの構成とされたものである。そして、このシステムコントロール回路１４０には、レリーズスイッチ１４１、ズーミング及びその方向を指示するズームスイッチ１４２、各種の撮影モードを選択するモードスイッチ１４３の操作信号が入力されるようになっている。   The system control circuit 140 controls the entire imaging apparatus 100. For example, although not shown in detail, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an EEPROM (Electrical Erasable and Programmable ROM) is configured as a microcomputer connected through a system bus. The system control circuit 140 receives operation signals from a release switch 141, a zoom switch 142 for instructing zooming and its direction, and a mode switch 143 for selecting various shooting modes.

また、システムコントロール回路１４０にはズーム動作に関する各種情報が記憶されたズーム情報メモリ１４４が接続されている。   The system control circuit 140 is connected to a zoom information memory 144 in which various information related to the zoom operation is stored.

そして、レリーズスイッチ１４１が操作された時には、撮像素子１２０に結像している画像が静止画として取り込まれ、静止画データとして、例えば、カードスロットに装着されたメモリカードに記録される。   When the release switch 141 is operated, an image formed on the image sensor 120 is captured as a still image, and recorded as still image data, for example, in a memory card mounted in a card slot.

上記ズームレンズ１１０の第２レンズ群Ｇ２は、例えば、ステッピングモータを駆動源とするズーム駆動部１５１によって、第４レンズ群Ｇ４は、例えば、ステッピングモータを駆動源とするフォーカス駆動部１５２によって、それぞれ移動される。そして、第２レンズ群Ｇ２の位置はズーム位置検出部１６１によって、また、第４レンズ群Ｇ４の位置はフォーカス位置検出部１６２によって、それぞれ検出され、それぞれの検出値は、焦点距離情報としてシステムコントロール回路１４０に帰還される。なお、上記各検出部１６１、１６２には、例えば、上記駆動部１５１、１５２の駆動源にステッピングモータを使用した場合には、初期位置からの送りステップ数を計数するカウンターが、ＤＣモータが駆動源の場合は、エンコーダが、リニアモータを駆動源とした場合には、ＭＲセンサーが、それぞれ使用される。そして、システムコントロール回路１４０は、ズーム位置検出部１６１及びフォーカス位置検出部１６２からの信号によって第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４の位置を参照しながら、ズーム駆動部１５１及びフォーカス駆動部１５２を制御して第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。   The second lens group G2 of the zoom lens 110 is, for example, by a zoom drive unit 151 using a stepping motor as a drive source, and the fourth lens group G4 is, for example, by a focus drive unit 152 using a stepping motor as a drive source. Moved. The position of the second lens group G2 is detected by the zoom position detection unit 161, and the position of the fourth lens group G4 is detected by the focus position detection unit 162. Each detection value is system controlled as focal length information. Returned to circuit 140. For example, when a stepping motor is used as the drive source of the drive units 151 and 152, a counter that counts the number of feed steps from the initial position is driven by the DC motor in each of the detection units 161 and 162. In the case of a source, an MR sensor is used when the encoder uses a linear motor as a drive source. Then, the system control circuit 140 refers to the positions of the second lens group G2 and the fourth lens group G4 based on the signals from the zoom position detection unit 161 and the focus position detection unit 162, and the zoom drive unit 151 and the focus drive unit 152. To move the second lens group G2 and the fourth lens group G4 to predetermined positions.

また、被写体から撮像素子１２０へ到達する光量を調節するアイリスＳの開口径はアイリス駆動部１５３によって変更され、また、アイリスＳの開口径はアイリス位置検出部１６３によって検出されて、該検出信号がシステムコントロール回路１４０によって参照される。そして、システムコントロール回路１４０はアイリス位置検出部１６３の検出信号によってアイリスの開口径を参照しながらアイリス駆動部１５３を制御してアイリスＳの開口径を変更する。   The aperture diameter of the iris S that adjusts the amount of light reaching the image sensor 120 from the subject is changed by the iris drive unit 153, and the aperture diameter of the iris S is detected by the iris position detection unit 163, and the detection signal is Referenced by the system control circuit 140. Then, the system control circuit 140 controls the iris driving unit 153 to change the opening diameter of the iris S while referring to the opening diameter of the iris by the detection signal of the iris position detecting unit 163.

そして、この撮像装置１００にあっては、第１レンズ群Ｇ１を移動させて第１の変倍と第２の変倍との間で変倍範囲の変更を行うための変倍駆動部１５４を備える。この変倍駆動部１５４は、例えば、図５に示した第１レンズ群移動機構によって構成される。そして、現在の変倍モードが第１の変倍であるか第２の変倍であるかは変倍位置検出部１６４によって検出される。変倍位置検出部１６４は例えば、レンズ保持枠６０によって操作されるリミットスイッチ、レンズ保持枠６０に支持されたマグネットと固定鏡筒４０に支持されたホール素子とによって構成される近接スイッチ等種々の形態を取りうる。例えば、第１の変倍の望遠端にある状態から、例えば、モードスイッチ１４３によって第２の変倍へと変更する指令が入力されると、システムコントロール回路１４０から変倍駆動部１５４へと指令が出されて、第１レンズ群Ｇ１が第２の変倍における位置へと移動して、そのことが変倍位置検出部１６４によって検出されると、システムコントロール回路１４０はズームメモリ情報メモリ１４４を参照して第４レンズ群Ｇ４の位置を所定の位置とすべく（例えば、図２の距離ｄ４を移動させるべく）フォーカス位置検出部１６２を参照しながらフォーカス駆動部１５２に信号を送る。これによって、ズームレンズ１１０は第２の変倍状態となる。このような第１の変倍と第２の変倍との間の変更は、例えば、モードスイッチ１４３の操作による指令を受領したシステムコントロール回路１４０によって為される。   In the imaging apparatus 100, the zooming drive unit 154 for moving the first lens group G1 to change the zooming range between the first zooming and the second zooming is provided. Prepare. For example, the zoom driving unit 154 includes the first lens group moving mechanism shown in FIG. Then, the magnification position detecting unit 164 detects whether the current magnification mode is the first magnification or the second magnification. The zoom position detection unit 164 includes various switches such as a limit switch operated by the lens holding frame 60, a proximity switch configured by a magnet supported by the lens holding frame 60 and a Hall element supported by the fixed barrel 40, and the like. Can take form. For example, when a command for changing to the second magnification is input from the state at the telephoto end of the first magnification by the mode switch 143, for example, the command is sent from the system control circuit 140 to the magnification driving unit 154. When the first lens group G1 is moved to the second zoom position and this is detected by the zoom position detector 164, the system control circuit 140 stores the zoom memory information memory 144 in the zoom memory information memory 144. Referring to the focus position detector 162, a signal is sent to the focus driver 152 so that the position of the fourth lens group G4 is a predetermined position (for example, to move the distance d4 in FIG. 2). As a result, the zoom lens 110 enters the second variable power state. Such a change between the first magnification and the second magnification is performed by the system control circuit 140 that has received a command by operating the mode switch 143, for example.

上記した第１の変倍と第２の変倍との間で変倍範囲の変更を行う方法にはいくつかあるが、それらを図７乃至図１２によって説明する。   There are several methods for changing the magnification range between the first magnification and the second magnification described above, and these will be described with reference to FIGS.

図７に示す方法は、第１レンズ群Ｇ１の位置の切替を手動で、例えば、図３、図４に示す機構によって行い、第２の変倍ではズーム操作を行わない方法である。   The method shown in FIG. 7 is a method in which the position of the first lens group G1 is switched manually, for example, by the mechanism shown in FIGS. 3 and 4, and the zoom operation is not performed in the second zooming.

先ず、通常のズーム域（第１の変倍）で、ズーム操作が為されたか否かの判断（ステップＡＳ１）の結果、ズーム操作が為された（ＹＥＳ）場合には次のステップＡＳ２へと進み、ズーム操作が為されていなければ（ＮＯ）、ステップＡＳ１へと戻る。   First, as a result of determining whether or not the zoom operation has been performed in the normal zoom range (first variable magnification) (step AS1), if the zoom operation has been performed (YES), the process proceeds to the next step AS2. If the zoom operation is not performed (NO), the process returns to step AS1.

ステップＡＳ２ではズーム位置の検出が行われて、次のステップＡＳ３へ進む。   In step AS2, the zoom position is detected, and the process proceeds to the next step AS3.

ステップＡＳ３では、第１レンズ群Ｇ１の位置の切替が行われたか否かの判断がなされ、否（ＮＯ）であればステップＡＳ１へ戻り（すなわち、通常のズーム撮影が行われる）、切替が行われた場合（ＹＥＳ）は次のステップＡＳ４へ進む。   In step AS3, it is determined whether or not the position of the first lens group G1 has been switched. If NO (NO), the process returns to step AS1 (that is, normal zoom shooting is performed), and switching is performed. If yes (YES), the process proceeds to the next step AS4.

ステップＡＳ４では、ズーム位置が望遠端であるか否かの判断が行われ、否（ＮＯ）であれば警告表示が行われ（ＡＳ５）てステップＡＳ１に戻り、望遠端であれば（ＹＥＳ）、次のステップＡＳ６へと進む。ステップＡＳ５で警告表示が出されるのは、第１の変倍の望遠端状態からのみ第２の変倍への変位を行うことができるようにするためである。   In step AS4, it is determined whether or not the zoom position is at the telephoto end. If not (NO), a warning is displayed (AS5), the process returns to step AS1, and if it is in the telephoto end (YES), Proceed to next step AS6. The reason why the warning is displayed in step AS5 is to allow the displacement to the second magnification only from the telephoto end state of the first magnification.

ステップＡＳ６では、第２の変倍状態へと移行する。すなわち、第２の変倍における望遠端の焦点距離となるように、第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。つまり、図２の例では、第４レンズ群Ｇ４を第１の変倍における望遠端の位置からｄ１だけ像面側に移動させる。そして、次のステップＡＳ７へと進む。   In step AS6, the process proceeds to the second variable power state. That is, the fourth lens group G4 is moved to a predetermined position so as to be the focal length at the telephoto end in the second zooming. That is, in the example of FIG. 2, the fourth lens group G4 is moved to the image plane side by d1 from the telephoto end position in the first zooming. Then, the process proceeds to the next step AS7.

ステップＡＳ７では、広角側へのズーム操作が為されたか否かの判断がされ、否（ＮＯ）であればステップＡＳ７へ戻り、広角側へのズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＡＳ８へと進む。   In step AS7, it is determined whether or not the zoom operation to the wide angle side has been performed. If NO (NO), the process returns to step AS7, and if the zoom operation to the wide angle side has been performed (YES), Proceed to step AS8.

ステップＡＳ８では、第１レンズ群Ｇ１の切替操作が為されたか否かの判断が為され、否（ＮＯ）であれば警告表示が為され（ステップＡＳ９）ステップＡＳ７へ戻り、第１レンズ群Ｇ１の切替操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＡＳ１０へと進む。   In step AS8, it is determined whether or not the switching operation of the first lens group G1 has been performed. If NO (NO), a warning is displayed (step AS9) and the process returns to step AS7 to return to the first lens group G1. When the switching operation is performed (YES), the process proceeds to the next step AS10.

ステップＡＳ１０では、第１の変倍状態へと移行する。すなわち、第１の変倍における望遠端の焦点距離となるように、第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。つまり、図２の例では、第４レンズ群Ｇ４を第２の変倍における望遠端の位置からｄ１だけ物体側に移動させる。そして、ステップＡＳ１に戻る。   In step AS10, the process proceeds to the first variable power state. That is, the fourth lens group G4 is moved to a predetermined position so as to be the focal length at the telephoto end in the first zooming. That is, in the example of FIG. 2, the fourth lens group G4 is moved to the object side by d1 from the telephoto end position in the second variable power. Then, the process returns to step AS1.

以上の図７に示した方法では、通常撮影（第１の変倍での撮影）の望遠端で、緊急的にさらに長い焦点距離で撮影したい必要が生じた場合に、テレコンバーターレンズを装着すること無しに、手動で第１レンズ群Ｇ１を第２の変倍の位置へと移動させるだけで、テレコンバーターレンズを装着したのと同様の焦点距離、例えば、第１の変倍の望遠端での焦点距離より１．５倍前後あるいはそれ以上の倍率の焦点距離での撮影を可能にするものである。しかも、テレコンバーターレンズの購入やそれの携行及び装脱という煩わしさから解放される。   In the method shown in FIG. 7, the teleconverter lens is attached when it is necessary to shoot at a longer focal length urgently at the telephoto end of normal shooting (shooting at the first variable magnification). Without moving the first lens group G1 to the second variable magnification position manually, the focal length is the same as when the teleconverter lens is mounted, for example, the focal point at the telephoto end of the first variable magnification. This enables photographing at a focal length with a magnification of about 1.5 times or more than the distance. Moreover, it is freed from the hassle of purchasing a teleconverter lens, carrying it, and removing it.

図８に示す方法は、第１レンズ群Ｇ１の位置の切替を自動で、例えば、図５に示す機構によって行い、第２の変倍ではズーム操作を行わない方法である。   The method shown in FIG. 8 is a method in which the position of the first lens group G1 is automatically switched by the mechanism shown in FIG. 5, for example, and the zoom operation is not performed in the second zooming.

先ず、通常撮影状態、すなわち、第１の変倍のズーム域での撮影をしているときに、ズーム操作が為されたか否かの判断が為され（ステップＢＳ１）、否（ＮＯ）であればステップＢＳ１へと戻り、ズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＢＳ２へと進む。   First, it is determined whether or not the zoom operation has been performed in the normal shooting state, that is, when shooting in the zoom range of the first variable magnification (step BS1), whether or not (NO). If the zoom operation is performed (YES), the process proceeds to the next step BS2.

ステップＢＳ２では、ズーム位置の検出が行われて、ステップＢＳ３へ進む。   In step BS2, the zoom position is detected, and the process proceeds to step BS3.

ステップＢＳ３では、ズーム位置が第１の変倍の望遠端であるか否かの判断が為され、否（ＮＯ）であればステップＢＳ１へ戻り（すなわち、通常のズーム撮影が行われる）、第１の変倍の望遠端であった場合（ＹＥＳ）は次のステップＢＳ４へ進む。   In step BS3, it is determined whether or not the zoom position is the telephoto end of the first variable magnification. If NO (NO), the process returns to step BS1 (that is, normal zoom shooting is performed). If it is the telephoto end with a variable magnification of 1 (YES), the process proceeds to the next step BS4.

ステップＢＳ４では、さらなる望遠側へのズーム操作であるか否かの判断が為され、否（ＮＯ）であればステップＢＳ１へ戻り（すなわち、通常のズーム撮影が行われる）、さらなる望遠側へのズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＢＳ５へ進む。   In step BS4, it is determined whether or not the zoom operation is to the further telephoto side. If NO (NO), the process returns to step BS1 (that is, normal zoom shooting is performed), and further to the telephoto side. If the zoom operation has been performed (YES), the process proceeds to the next step BS5.

ステップＢＳ５では、第２の変倍状態へと移行する。すなわち、第２の変倍における望遠端の焦点距離となるように、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。つまり、図２の例では、第１レンズ群Ｇ１を第１の変倍における位置からｄ１だけ物体側へ移動させ、且つ、第４レンズ群Ｇ４を第１の変倍における望遠端の位置からｄ４だけ像面側に移動させる。そして、次のステップＡＳ６へと進む。   In step BS5, the process proceeds to the second variable power state. That is, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to be the focal length at the telephoto end in the second zooming. That is, in the example of FIG. 2, the first lens group G1 is moved to the object side by d1 from the position at the first zooming, and the fourth lens group G4 is d4 from the position at the telephoto end at the first zooming. Move only to the image plane side. Then, the process proceeds to the next step AS6.

ステップＢＳ６では、広角側へのズーム操作が為されたか否かの判断が為され、否（ＮＯ）であれば、ステップＢＳ６へと戻り、広角側へのズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は、次のステップＢＳ７へ進む。   In step BS6, it is determined whether or not a zoom operation to the wide angle side has been performed. If NO (NO), the process returns to step BS6 and a zoom operation to the wide angle side has been performed (YES). Advances to the next step BS7.

ステップＢＳ７では、第１の変倍状態へと移行する。すなわち、第１の変倍における望遠端の焦点距離となるように、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。つまり、図２の例では、第４レンズ群Ｇ４を第２の変倍における望遠端の位置からｄ１だけ物体側に移動させる。そして、ステップＡＳ１に戻る。   In step BS7, the process proceeds to the first variable power state. That is, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to be the focal length at the telephoto end in the first zooming. That is, in the example of FIG. 2, the fourth lens group G4 is moved to the object side by d1 from the telephoto end position in the second variable power. Then, the process returns to step AS1.

以上の図８に示した方法では、通常撮影（第１の変倍での撮影）の望遠端で、緊急的にさらに長い焦点距離で撮影したい必要が生じた場合に、テレコンバーターレンズを装着すること無しに、望遠側へのさらなるズーム操作を続けるだけで、テレコンバーターレンズを装着したのと同様の焦点距離、例えば、第１の変倍の望遠端での焦点距離より１．５倍前後あるいはそれ以上の倍率の焦点距離での撮影を可能にするものである。しかも、テレコンバーターレンズの購入やそれの携行及び装脱という煩わしさから解放される。また、通常のズーム域での撮影に戻した場合は、第２の変倍において広角側へのズーム操作を行えば、自動的に第１の変倍へと切り替わる。   In the method shown in FIG. 8 described above, a teleconverter lens is attached when it is necessary to shoot at a longer focal length urgently at the telephoto end of normal shooting (shooting at the first variable magnification). Without any further zooming to the telephoto side, the focal length is the same as the teleconverter lens, for example, about 1.5 times or more than the focal length at the telephoto end of the first variable magnification. It is possible to shoot at a focal length of a magnification of. Moreover, it is freed from the hassle of purchasing a teleconverter lens, carrying it, and removing it. Further, when returning to shooting in the normal zoom range, if the zoom operation to the wide angle side is performed in the second zooming, the zooming is automatically switched to the first zooming.

図９に示す方法は、第１レンズ群Ｇ１の位置の切替を手動、例えば、図３、図４で示す機構によって行い、第２の変倍においてさらにズーム操作が可能な方法である。   The method shown in FIG. 9 is a method in which the position of the first lens group G1 is switched manually, for example, by the mechanism shown in FIGS. 3 and 4, and a zoom operation can be further performed in the second zooming.

まず、ズーム操作が為されたか否かの判断が為され（ステップＣＳ１）、否（ＮＯ）の場合はステップＣＳ１に戻り、ズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＣＳ２に進む。   First, it is determined whether or not a zoom operation has been performed (step CS1). If NO (NO), the process returns to step CS1, and if a zoom operation has been performed (YES), the process proceeds to the next step CS2.

ステップＣＳ２では、ズーム位置の検出が行われ、次のステップＣＳ３に進む。   In step CS2, the zoom position is detected, and the process proceeds to the next step CS3.

ステップＣＳ３では、第１レンズ群Ｇ１の位置の切替が行われたか否かの判断が行われ、否（ＮＯ）であれば、ステップＣＳ１に戻り、第１レンズ群Ｇ１の位置が切り替えられた場合（ＹＥＳ）には次のステップＣＳ４に進む。   In step CS3, it is determined whether or not the position of the first lens group G1 has been switched. If NO (NO), the process returns to step CS1 and the position of the first lens group G1 is switched. In (YES), it progresses to following step CS4.

ステップＣＳ４では、ズーム位置が第１の変倍の望遠端であるか否かの判断が行われ、否（ＮＯ）であれば警告表示が行われ（ステップＣＳ５）、ステップＣＳ１に戻る。ここ警告表示が為されるのは、第２の変倍への切替は、第１の変倍の望遠端において為されるようにするためである。ズーム位置が第１の変倍の望遠端である場合（ＹＥＳ）は、次のステップＣＳ６へ進む。   In step CS4, it is determined whether or not the zoom position is the first zooming telephoto end. If NO (NO), a warning is displayed (step CS5), and the process returns to step CS1. The reason why the warning is displayed is that switching to the second magnification is performed at the telephoto end of the first magnification. If the zoom position is at the first variable magnification telephoto end (YES), the process proceeds to the next step CS6.

ステップＣＳ６では、第２の変倍への移行が行われる。すなわち、第１の変倍の望遠端と同じ焦点距離となるように、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。つまり、ここからは超望遠ともいうべき変倍域でのズーム撮影が可能となる。そして、次のステップＣＳ７へ進む。   In step CS6, the shift to the second magnification is performed. That is, the second lens group G2 and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to have the same focal length as that of the first zooming telephoto end. That is, from this point, zoom photographing in a zooming range that can be called super telephoto is possible. Then, the process proceeds to the next step CS7.

ステップＣＳ７では、ズーム操作が為されたか否かの判断が為され、否（ＮＯ）のであれば、ステップＣＳ７に戻り、ズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＣＳ８へ進む。   In step CS7, it is determined whether or not a zoom operation has been performed. If NO (NO), the process returns to step CS7. If a zoom operation has been performed (YES), the process proceeds to the next step CS8.

ステップＣＳ８では、ズーム位置が検出されて次のステップＣＳ９へ進む。   In step CS8, the zoom position is detected, and the process proceeds to the next step CS9.

ステップＣＳ９では、焦点距離が第１の変倍の望遠端での焦点距離と同じか否かが判断され、否（ＮＯ）であれば、ステップＣＳ７に戻り、焦点距離が第１の変倍の望遠端での焦点距離と同じである場合（ＹＥＳ）は、次のステップＣＳ１０へ進む。   In step CS9, it is determined whether or not the focal length is the same as the focal length at the telephoto end of the first variable magnification. If NO (NO), the process returns to step CS7, where the focal length is equal to the first variable magnification. When it is the same as the focal length at the telephoto end (YES), the process proceeds to the next step CS10.

ステップＣＳ１０では、広角側へのズーム操作であるか否かが判断され、否（ＮＯ）であればステップＣＳ７に戻り、広角側へのズーム操作である場合（ＹＥＳ）は次のステップＣＳ１１へ進む。   In step CS10, it is determined whether or not the zoom operation is to the wide angle side. If NO (NO), the process returns to step CS7. If the zoom operation is to the wide angle side (YES), the process proceeds to the next step CS11. .

ステップＣＳ１１では、第１レンズ群Ｇ１の第１の変倍における位置への切替が為されたか否かが判断され、否（ＮＯ）であれば警告表示をして（ステップＣＳ１２）からステップＣＳ７へ戻り、第１レンズ群Ｇ１の第１の変倍における位置への切替が為された場合（ＹＥＳ）にはステップＣＳ１３へ進む。   In step CS11, it is determined whether or not the first lens group G1 has been switched to the first zooming position. If not (NO), a warning is displayed (step CS12) to step CS7. Returning to step CS13 when the first lens group G1 is switched to the first zoom position (YES).

ステップＣＳ１３では、第１の変倍への移行が行われる。すなわち、第１の変倍の望遠端と同じ焦点距離となるように、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。そして、ステップＣＳ１へ戻る。   In step CS13, the shift to the first scaling is performed. That is, the second lens group G2 and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to have the same focal length as that of the first zooming telephoto end. Then, the process returns to step CS1.

この図９に示した方法によると、第２の変倍においても焦点距離の変更ができる。すなわち、第１の変倍の広角端から第２の変倍の望遠端までの任意の焦点距離による撮影が可能になる。   According to the method shown in FIG. 9, the focal length can be changed even in the second zooming. That is, it is possible to take an image with an arbitrary focal length from the wide angle end of the first variable magnification to the telephoto end of the second variable magnification.

図１０に示した方法は、第１レンズ群Ｇ１の位置の切替を自動で、例えば、図５に示す機構によって行い、第２の変倍においてさらにズーム操作が可能な方法である。   The method shown in FIG. 10 is a method in which the position of the first lens group G1 is automatically switched by, for example, the mechanism shown in FIG.

先ず、ズーム操作が為されたか否かの判断が為され（ステップＤＳ１）、否（ＮＯ）の場合はステップＤＳ１に戻り、ズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＤＳ２に進む。   First, it is determined whether or not a zoom operation has been performed (step DS1). If NO (NO), the process returns to step DS1, and if a zoom operation has been performed (YES), the process proceeds to the next step DS2.

ステップＤＳ２では、ズーム位置の検出が行われ、次のステップＤＳ３に進む。   In step DS2, the zoom position is detected, and the process proceeds to the next step DS3.

ステップＤＳ３では、ズーム位置が第１の変倍の望遠端であるか否かの判断が行われ、否（ＮＯ）であればステップＤＳ１に戻り、ズーム位置が第１の変倍の望遠端である場合（ＹＥＳ）は、次のステップＤＳ４へ進む。   In step DS3, it is determined whether or not the zoom position is at the first zooming telephoto end. If NO (NO), the process returns to step DS1, and the zoom position is at the first zooming telephoto end. If there is (YES), the process proceeds to the next step DS4.

ステップＤＳ４では、望遠端側へのズーム操作であるか否かが判断され、否（ＮＯ）であればステップＤＳ１へ戻り、望遠端側へのズーム操作である場合（ＹＥＳ）には次のステップＤＳ５へ進む。   In step DS4, it is determined whether or not the zoom operation is to the telephoto end side. If NO (NO), the process returns to step DS1, and if the zoom operation is to the telephoto end side (YES), the next step is performed. Proceed to DS5.

ステップＤＳ５では、第２の変倍への移行が行われる。すなわち、第１の変倍の望遠端と同じ焦点距離となるように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。つまり、ここからは超望遠ともいうべき変倍域でのズーム撮影が可能となる。そして、次のステップＤＳ６へ進む。   In step DS5, a shift to the second magnification is performed. That is, the first lens group G1, the second lens group G2, and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to have the same focal length as that of the first zooming telephoto end. That is, from this point, zoom photographing in a zooming range that can be called super telephoto is possible. Then, the process proceeds to next Step DS6.

ステップＤＳ６では、ズーム操作が為されたか否かの判断が為され、否（ＮＯ）の場合はステップＤＳ６に戻り、ズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＤＳ７に進む。   In step DS6, it is determined whether or not a zoom operation has been performed. If NO (NO), the process returns to step DS6. If a zoom operation has been performed (YES), the process proceeds to the next step DS7.

ステップＤＳ７では、ズーム位置の検出が行われ、次のステップＤＳ８に進む。   In step DS7, the zoom position is detected, and the process proceeds to the next step DS8.

ステップＤＳ８では、焦点距離が第１の変倍の望遠端での焦点距離と同じか否かが判断され、否（ＮＯ）であれば、ステップＤＳ６に戻り、焦点距離が第１の変倍の望遠端での焦点距離と同じである場合（ＹＥＳ）は、次のステップＤＳ９へ進む。   In Step DS8, it is determined whether or not the focal length is the same as the focal length at the telephoto end of the first variable magnification. If NO (NO), the process returns to Step DS6 and the focal length is equal to the first variable magnification. When it is the same as the focal length at the telephoto end (YES), the process proceeds to the next step DS9.

ステップＤＳ９では、広角側へのズーム操作であるか否かが判断され、否（ＮＯ）であればステップＤＳ６に戻り、広角側へのズーム操作である場合（ＹＥＳ）は次のステップＤＳ１０へ進む。   In step DS9, it is determined whether or not the zoom operation is to the wide angle side. If NO (NO), the process returns to step DS6. If the zoom operation is to the wide angle side (YES), the process proceeds to the next step DS10. .

ステップＤＳ１０では、第１の変倍への移行が行われる。すなわち、第１の変倍の望遠端と同じ焦点距離となるように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。そして、ステップＤＳ１へ戻る。   In step DS10, the shift to the first zooming is performed. That is, the first lens group G1, the second lens group G2, and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to have the same focal length as that of the first zooming telephoto end. Then, the process returns to step DS1.

この図１０に示した方法によると、第２の変倍においても焦点距離の変更ができる。すなわち、第１の変倍の広角端から第２の変倍の望遠端までの任意の焦点距離による撮影が可能になる。しかも、単にズーム操作を行うだけで第１の変倍と第２の変倍との間の切替を行うことができる。   According to the method shown in FIG. 10, the focal length can be changed even in the second zooming. That is, it is possible to take an image with an arbitrary focal length from the wide angle end of the first variable magnification to the telephoto end of the second variable magnification. In addition, switching between the first magnification and the second magnification can be performed by simply performing a zoom operation.

図１１に示した方法は、第１レンズ群の位置を切り替えると直ちに変倍域が変更され、第２の変倍ではズーム操作は行うことができないものである。   In the method shown in FIG. 11, when the position of the first lens group is switched, the zooming area is changed immediately, and zooming cannot be performed with the second zooming.

先ず、第１レンズ群Ｇ１の位置が第１の変倍における位置から第２の変倍における位置へと切り替えられたか否かの判断が為される（ステップＥＳ１）。そして、否（ＮＯ）であればステップＥＳ１に戻り、第２の変倍の位置へと第１レンズ群Ｇ１が切り替えられた場合（ＹＥＳ）には次のステップＥＳ２へ進む。   First, it is determined whether or not the position of the first lens group G1 has been switched from the position at the first magnification to the position at the second magnification (step ES1). If NO (NO), the process returns to step ES1, and if the first lens group G1 is switched to the second zoom position (YES), the process proceeds to the next step ES2.

ステップＥＳ２では、第２の変倍への移行が行われる。すなわち、第２の変倍の望遠端と同じ焦点距離となるように、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。そして、次のステップＥＳ３へ進む。   In step ES2, a shift to the second zooming is performed. That is, the second lens group G2 and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to have the same focal length as that of the second zooming telephoto end. Then, the process proceeds to next Step ES3.

ステップＥＳ３では、第１レンズ群Ｇ１の位置が第２の変倍における位置から第１の変倍における位置へと切り替えられたか否かの判断が為される。そして、否（ＮＯ）であればステップＥＳ３に戻り、第１の変倍の位置へと第１レンズ群Ｇ１が切り替えられた場合（ＹＥＳ）には次のステップＥＳ４へ進む。   In step ES3, it is determined whether or not the position of the first lens group G1 has been switched from the position at the second magnification to the position at the first magnification. If NO (NO), the process returns to step ES3, and if the first lens group G1 is switched to the first zoom position (YES), the process proceeds to the next step ES4.

ステップＥＳ４では、第１の変倍への移行が行われる。すなわち、第１の変倍の望遠端と同じ焦点距離となるように、第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。そして、ステップＥＳ１へ戻る。   In step ES4, the shift to the first zooming is performed. That is, the fourth lens group G4 is moved to a predetermined position so as to have the same focal length as that of the first zooming telephoto end. Then, the process returns to step ES1.

この図１１に示した方法では、第１の変倍におけるいずれの焦点距離にある場合でも、第１レンズ群Ｇ１の位置を第２の変倍における位置へと切り替えれば、直ちに第２の変倍の望遠端へと切り替えられる。そして、第２の変倍ではズーム操作は行えず、第２の変倍において第１レンズ群Ｇ１を第１の変倍における位置へと切り替えると、第１の変倍の望遠端へと切り替わる。   In the method shown in FIG. 11, when the position of the first lens group G1 is switched to the position in the second zooming, regardless of the focal length at the first zooming, the second zooming is immediately performed. Can be switched to the telephoto end. The zoom operation cannot be performed in the second zooming, and when the first lens group G1 is switched to the position in the first zooming in the second zooming, the zooming is switched to the telephoto end of the first zooming.

図１２に示した方法は、第１レンズ群の位置を切り替えると直ちに変倍域が変更され、第２の変倍でもズーム操作を行うことができるようにしたものである。   In the method shown in FIG. 12, the zooming area is changed immediately when the position of the first lens group is switched, and the zoom operation can be performed even with the second zooming.

先ず、第１レンズ群Ｇ１の位置が第１の変倍における位置から第２の変倍における位置へと切り替えられたか否かの判断が為される（ステップＦＳ１）。そして、否（ＮＯ）であればステップＦＳ１に戻り、第２の変倍の位置へと第１レンズ群Ｇ１が切り替えられた場合（ＹＥＳ）には次のステップＦＳ２へ進む。   First, it is determined whether or not the position of the first lens group G1 has been switched from the position at the first zooming to the position at the second zooming (step FS1). If NO (NO), the process returns to step FS1, and if the first lens group G1 is switched to the second zoom position (YES), the process proceeds to the next step FS2.

ステップＦＳ２では、第２の変倍への移行が行われる。すなわち、第１の変倍の望遠端と同じ焦点距離となるように、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。つまり、ここからは超望遠ともいうべき変倍域でのズーム撮影が可能となる。そして、次のステップＦＳ３へ進む。   In step FS2, the shift to the second magnification is performed. That is, the second lens group G2 and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to have the same focal length as that of the first zooming telephoto end. That is, from this point, zoom photographing in a zooming range that can be called super telephoto is possible. Then, the process proceeds to the next step FS3.

ステップＦＳ３では、ズーム操作が為されたか否かの判断が為され、否（ＮＯ）の場合はステップＦＳ３に戻り、ズーム操作が為された場合（ＹＥＳ）は次のステップＦＳ４に進む。   In step FS3, it is determined whether or not a zoom operation has been performed. If NO (NO), the process returns to step FS3. If a zoom operation has been performed (YES), the process proceeds to the next step FS4.

ステップＦＳ４では、ズーム位置の検出が行われ、次のステップＦＳ５に進む。   In step FS4, the zoom position is detected, and the process proceeds to next step FS5.

ステップＦＳ５では、第１レンズ群Ｇ１の位置が第２の変倍における位置から第１の変倍における位置へと切り替えられたか否かの判断が為される。そして、否（ＮＯ）であればステップＦＳ３に戻り、第１の変倍の位置へと第１レンズ群Ｇ１が切り替えられた場合（ＹＥＳ）には次のステップＦＳ６へ進む。   In step FS5, it is determined whether or not the position of the first lens group G1 has been switched from the position at the second magnification to the position at the first magnification. If NO (NO), the process returns to step FS3, and if the first lens group G1 is switched to the first zoom position (YES), the process proceeds to the next step FS6.

ステップＦＳ６では、第１の変倍への移行が行われる。すなわち、第１の変倍の望遠端と同じ焦点距離となるように、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４を所定の位置へと移動させる。そして、ステップＦＳ１へ戻る。   In step FS6, the shift to the first zooming is performed. That is, the second lens group G2 and the fourth lens group G4 are moved to predetermined positions so as to have the same focal length as that of the first zooming telephoto end. Then, the process returns to step FS1.

この図１２に示した方法では、第１の変倍におけるいずれの焦点距離にある場合でも、第１レンズ群Ｇ１の位置を第２の変倍における位置へと切り替えれば、直ちに第２の変倍へと切り替えられる。そして、第２の変倍の変倍域の範囲内においてズーム操作を行うことができる。そして、第２の変倍において第１レンズ群Ｇ１を第１の変倍における位置へと切り替えると、第１の変倍の望遠端へと切り替わる。   In the method shown in FIG. 12, when the position of the first lens group G1 is switched to the position in the second zooming, regardless of the focal length at the first zooming, the second zooming is immediately performed. Can be switched to. Then, the zoom operation can be performed within the range of the second variable magnification range. Then, when the first lens group G1 is switched to the first zoom position in the second zooming, the first zooming is switched to the telephoto end.

以下に、本発明ズームレンズを具体化した実施例について図及び表を参照して説明する。   Embodiments of the zoom lens according to the present invention will be described below with reference to the drawings and tables.

先ず、各実施例に共通の事項について説明する。   First, items common to the embodiments will be described.

なお、以下の説明において、「ｒi」は物体側からｉ番目のレンズ面の曲率半径、「ｄi」は物体側からｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の面間隔、「ｎi」は物体側からｉ番目の面のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、「νi」は物体側からｉ番目の面におけるｄ線に対するアッベ数、「ｆ」はレンズ全系の焦点距離、「Ｆｎｏ」は開放Ｆ値、「ω」は半画角を示すものとする。   In the following description, “ri” is the radius of curvature of the i-th lens surface from the object side, “di” is the surface spacing on the optical axis between the i-th surface and the i + 1-th surface from the object side, “Ni” is the refractive index for the d-line (wavelength 587.6 nm) on the i-th surface from the object side, “ν i” is the Abbe number for the d-line on the i-th surface from the object side, and “f” is the entire lens system It is assumed that the focal length, “Fno” is an open F value, and “ω” is a half angle of view.

また、各実施例のレンズには、レンズ面が非球面によって構成されるものも含まれる。そして、非球面形状は、以下の数１式にて定義されるものとする。   In addition, the lenses of the embodiments include those in which the lens surface is an aspherical surface. The aspheric shape is defined by the following equation (1).

Figure 0004844809
Figure 0004844809

ここで、「Ｚ」は非球面頂点における接平面と球面との光軸からの高さ「Ｈ」（＝√（Ｘ2＋Ｙ2））の時における光軸方向の距離、「Ｃ」は非球面頂点の曲率（１／ｒ）、「Ｋ」は円錐定数、「Ａ2i」は第２ｉ次の非球面係数、をそれぞれ示すものとする。 Here, “Z” is the distance in the optical axis direction when the height from the optical axis between the tangential plane and the spherical surface at the apex of the aspheric surface is “H” (= √ (X 2 + Y 2 )), and “C” is non- It is assumed that the curvature of the spherical vertex (1 / r), “K” represents the conic constant, and “A2i” represents the second i-th aspherical coefficient.

各実施例におけるズームレンズ１、２、３は、図１３、図２２、図３１に示すように、物体側から順に配列された、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群から成り、第４レンズ群Ｇ４と像面ＩＭＧとの間に配置された光学フィルタＦＬを有する、所謂リアフォーカスタイプのズームレンズである。   As shown in FIGS. 13, 22, and 31, the zoom lenses 1, 2, and 3 in each embodiment are arranged in order from the object side, the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group. This is a so-called rear focus type zoom lens that includes four lens groups, G3 and a fourth lens group G4, and has an optical filter FL disposed between the fourth lens group G4 and the image plane IMG.

そして、図１３、図２２、図３１に示すように、第１レンズ群Ｇ１は、全体として正の屈折力を有するようにされ、第２レンズ群Ｇ２は、全体として負の屈折力を有するようにされ、その位置が可動にされているものである。第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有し、その位置は固定されているものである。そして、第４レンズ群Ｇ４は、全体として正の屈折力を有し、その位置は可動にされているものである。   As shown in FIGS. 13, 22, and 31, the first lens group G1 has a positive refractive power as a whole, and the second lens group G2 has a negative refractive power as a whole. The position is made movable. The third lens group G3 has a positive refractive power and its position is fixed. The fourth lens group G4 has a positive refractive power as a whole, and its position is movable.

そしてズームレンズ１、２、３におけるズーミングは、図１３乃至図１５、図２２乃至図２４、図３１乃至図３３に示すように、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３との間で、第２レンズ群Ｇ２が光軸方向に第１レンズ群Ｇ１寄りに又は第３レンズ群Ｇ３寄りに移動することによってなされる。また、上記ズーミングに伴う像面の位置の変動を補正するため及び合焦を行うために第４レンズ群Ｇ４が、第３レンズ群Ｇ３と光学フィルタＦＬとの間で、光軸方向に第３レンズ群Ｇ３寄りに又は光学フィルタＦＬ寄りに移動する。   Zooming in the zoom lenses 1, 2, and 3 is performed between the first lens group G1 and the third lens group G3 as shown in FIGS. 13 to 15, FIGS. 22 to 24, and FIGS. This is done by moving the second lens group G2 closer to the first lens group G1 or closer to the third lens group G3 in the optical axis direction. In addition, the fourth lens group G4 is arranged between the third lens group G3 and the optical filter FL in the optical axis direction in order to correct the change in the position of the image plane due to the zooming and to perform focusing. It moves closer to the lens group G3 or closer to the optical filter FL.

第１レンズ群Ｇ１を変位させる方法は、機械的な手段または、電気的な手段を併用して変位させる。   As a method of displacing the first lens group G1, mechanical means or electrical means are used in combination.

第２の変倍においては、上記各レンズ群の構成のまま第１レンズ群Ｇ１が上記条件式（１）の範囲で物体側へ変位する。   In the second zooming, the first lens group G1 is displaced toward the object side within the range of the conditional expression (1) with the configuration of each lens group.

次に、本発明ズームレンズの各実施例固有の事項について説明する。   Next, items unique to each embodiment of the zoom lens of the present invention will be described.

図１３乃至図２１は本発明ズームレンズの第１の実施例１を示すものである。   13 to 21 show the first embodiment 1 of the zoom lens according to the present invention.

表１にズームレンズ１の各値を示す。   Table 1 shows each value of the zoom lens 1.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

上記表１において、ｄ５、ｄ１０、ｄ１５及びｄ１７の値はズーミング及びフォーカシングに伴って変化する。従って、第１の変倍において広角端から望遠端にズーミングがなされて焦点距離ｆ（倍率）が１．００、３．１６及び１０．００へと変化した時のｄ５、ｄ１０、ｄ１５及びｄ１７の値を表２に示す。   In Table 1 above, the values of d5, d10, d15 and d17 vary with zooming and focusing. Therefore, in the first zooming, d5, d10, d15 and d17 when zooming is performed from the wide angle end to the telephoto end and the focal length f (magnification) is changed to 1.00, 3.16 and 10.00. Values are shown in Table 2.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

第２の変倍では、ｄ５、ｄ１０、ｄ１５及びｄ１７の値は以下の表３に示すようになる。   In the second scaling, the values of d5, d10, d15 and d17 are as shown in Table 3 below.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

また、ｒ１１、ｒ１２、ｒ１６及びｒ１７は非球面によって構成されている。そこで、表４にｒ１１、ｒ１２、ｒ１６及びｒ１７の第４次、第６次、第８次及び第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を示す。なお、表４及び以下の非球面係数を示す表において「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０−ｉ」を表しており、例えば、「0.26029E-05」は「0.26029×10−5」を表している。 Moreover, r11, r12, r16, and r17 are comprised by the aspherical surface. Therefore, Table 4 shows the fourth, sixth, eighth and tenth aspherical coefficients A4, A6, A8 and A10 of r11, r12, r16 and r17. In Table 4 and the following tables showing aspheric coefficients, “E-i” represents an exponential expression with a base of 10, that is, “10- i ”. For example, “0.26029E-05” represents “ 0.26029 × 10 −5 ”.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

表５に第１の変倍でのズームレンズ１のｆ、Ｆｎｏ、の各値を示す。同様に表６に第２の変倍での各値を示す   Table 5 shows values of f and Fno of the zoom lens 1 at the first variable magnification. Similarly, Table 6 shows each value at the second magnification.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

Figure 0004844809
Figure 0004844809

さらに第１の変倍から第２の変倍へと切り替えたときの条件式（１）対応値は表７に示すとおりである。   Further, the values corresponding to the conditional expression (1) when switching from the first magnification to the second magnification are as shown in Table 7.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

図１６乃至図１８にそれぞれ、ズームレンズ１の広角端、標準及び望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差の各収差図を示す。それぞれ波長ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における値を示し、また、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における値を示すものである（以下に示す図１９乃至図２１、図２５乃至図３０、図３４乃至図３９においても同様とする。）。   FIGS. 16 to 18 show respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end, the standard end, and the telephoto end of the zoom lens 1. Each shows a value at the wavelength d line (wavelength 587.6 nm), and in the astigmatism diagram, the solid line shows the value on the sagittal image plane, and the broken line shows the value on the meridional image plane (FIGS. 19 to 21 shown below). The same applies to FIGS. 25 to 30 and FIGS. 34 to 39.)

同様に図１９乃至２１に第２の変倍における各収差図を示す。   Similarly, FIGS. 19 to 21 show aberration diagrams in the second variable magnification.

図２２乃至図３０は本発明ズームレンズの第２の実施例２を示すものである。   22 to 30 show a second embodiment 2 of the zoom lens according to the present invention.

表８にズームレンズ２の各値を示す。   Table 8 shows each value of the zoom lens 2.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

上記表８において、ｄ５、ｄ１０、ｄ１５及びｄ１７の値はズーミング及びフォーカシングに伴って変化する。そこで、第１の変倍において、広角端から望遠端にズーミングがなされて焦点距離ｆ（倍率）が１．００、３．４６及び１２．００へと変化した時のｄ５、ｄ１０、ｄ１５及びｄ１７の値を表９に示す。   In Table 8 above, the values of d5, d10, d15 and d17 vary with zooming and focusing. Therefore, in the first zooming, d5, d10, d15, and d17 when zooming is performed from the wide-angle end to the telephoto end and the focal length f (magnification) is changed to 1.00, 3.46, and 12.00. Table 9 shows the values.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

第２の変倍では、ｄ５、ｄ１０、ｄ１５及びｄ１７の値は以下の表１０のようになる。   In the second scaling, the values of d5, d10, d15, and d17 are as shown in Table 10 below.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

ｒ１２、ｒ１６は非球面によって構成されている。従って、表１１にｒ１２、ｒ１６の第４次、第６次、第８次及び第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を示す。   r12 and r16 are constituted by aspheric surfaces. Therefore, Table 11 shows the fourth, sixth, eighth and tenth aspherical coefficients A4, A6, A8 and A10 of r12 and r16.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

表１２に第１の変倍でのズームレンズ２のｆ、Ｆｎｏ、の各値を示す。同様に表１３に第２の変倍での各値を示す。   Table 12 shows each value of f and Fno of the zoom lens 2 at the first variable magnification. Similarly, Table 13 shows each value at the second magnification.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

Figure 0004844809
Figure 0004844809

さらに第１の変倍から第２の変倍へと切り替えたときの条件式（１）対応値は表１４に示すとおりである。   Furthermore, the values corresponding to the conditional expression (1) when switching from the first magnification to the second magnification are as shown in Table 14.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

図２５乃至図２７にそれぞれ、ズームレンズ２の広角端、標準及び望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差の各収差図を示す。   FIG. 25 to FIG. 27 show respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end, the standard end, and the telephoto end of the zoom lens 2.

同様に図２８乃至図３０は第２の変倍における各収差図を示す。   Similarly, FIGS. 28 to 30 show aberration diagrams in the second variable magnification.

図３１乃至図３９は本発明ズームレンズの第３の実施例３を示すものである。   31 to 39 show a third embodiment 3 of the zoom lens according to the present invention.

表１５にズームレンズ３の各値を示す。   Table 15 shows each value of the zoom lens 3.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

上記表１５において、ｄ５、ｄ１０、ｄ１２及びｄ１６の値はズーミング及びフォーカシングに伴って変化する。そこで、第１の変倍において広角端から望遠端にズーミングがなされて焦点距離ｆ（倍率）が１．００、４．４７及び２０．００へと変化した時のｄ５、ｄ１０、ｄ１２及びｄ１６の値を表１６に示す。   In Table 15 above, the values of d5, d10, d12, and d16 change with zooming and focusing. Therefore, when zooming is performed from the wide-angle end to the telephoto end in the first zooming and the focal length f (magnification) is changed to 1.00, 4.47, and 20.00, d5, d10, d12, and d16 Values are shown in Table 16.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

第２の変倍では、ｄ５、ｄ１０、ｄ１２及びｄ１６の値は以下の表１７に示すようになる。   In the second variable magnification, values of d5, d10, d12, and d16 are as shown in Table 17 below.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

また、ｒ１１、ｒ１３は非球面によって構成されている。そこで、表１８にｒ１１、r１３の第４次、第６次、第８次及び第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を示す。   R11 and r13 are aspherical surfaces. Table 18 shows the fourth, sixth, eighth and tenth aspherical coefficients A4, A6, A8 and A10 of r11 and r13.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

表１９に第１の変倍でのズームレンズ３のｆ、Ｆｎｏの各値を示す。同様に表２０に第２の変倍での各値を示す。   Table 19 shows values of f and Fno of the zoom lens 3 at the first variable magnification. Similarly, Table 20 shows each value at the second magnification.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

Figure 0004844809
Figure 0004844809

さらに第１の変倍から第２の変倍へと切り替えたときの条件式（１）対応値は表２１に示すとおりである。   Furthermore, the values corresponding to the conditional expression (1) when switching from the first magnification to the second magnification are as shown in Table 21.

Figure 0004844809
Figure 0004844809

図３４乃至図３６にそれぞれ、ズームレンズ３の広角端、標準及び望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差の各収差図を示す。   FIGS. 34 to 36 show respective aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide angle end, the standard end, and the telephoto end of the zoom lens 3.

同様に図３７乃至図３９に第２の変倍における各収差図を示す。   Similarly, FIGS. 37 to 39 show aberration diagrams in the second variable magnification.

上記した本発明ズームレンズ及び撮像装置によれば、第１の変倍と第１レンズ群を光軸上を所定の位置へと移動させてから変倍を行う第２の変倍の２つの変倍動作を適切に選択することにより、望遠端のズーム位置において、望遠端の焦点距離よりも更に長い焦点距離の超望遠とでもいうべき焦点距離での撮影が可能となる。   According to the zoom lens and the image pickup apparatus of the present invention described above, the first variable magnification and the second variable magnification that changes the magnification after the first lens group is moved to a predetermined position on the optical axis. By appropriately selecting the doubling operation, it is possible to perform photographing at a focal length that should be a super telephoto having a longer focal length than the focal length at the telephoto end at the zoom position at the telephoto end.

さらに、第２の変倍で超望遠での撮影が可能となることから、第１の変倍から第２の変倍へ切り替わるズーム位置を限定することにより、カメラシステムが簡単なものとなる。   Furthermore, since it is possible to perform super-telephoto shooting with the second zooming, the camera system can be simplified by limiting the zoom position at which the first zooming is switched to the second zooming.

また、第２の変倍で第１レンズ群と第４レンズ群の変位する量を限定することにより、電子ズーム等を用いた超望遠撮影よりも像性能が良く、コンバーターレンズ等を用いて超望遠撮影行うよりもレンズ構成を簡素化及び小型化できる。   Further, by limiting the amount of displacement of the first lens group and the fourth lens group by the second zooming, the image performance is better than super telephoto shooting using an electronic zoom or the like, and super high using a converter lens or the like. The lens configuration can be simplified and reduced in size compared to telephoto shooting.

本発明によれば、レンズ設計が第１の変倍に最適とされていても、わずかに第１レンズ群をシフトするだけで、さらに焦点距離の長い超望遠での撮影が可能となる。   According to the present invention, even when the lens design is optimal for the first zooming, it is possible to perform shooting at a super telephoto having a longer focal length by slightly shifting the first lens group.

なお、上記した各実施の形態及び実施例において示された各部の具体的形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。   It should be noted that the specific shapes and numerical values of the respective parts shown in the respective embodiments and examples described above are merely examples of the implementation performed in carrying out the present invention, and the present invention is thereby limited. This technical scope should not be interpreted in a limited way.

４群インナーフォーカス式ズームレンズの概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of a 4 group inner focus type zoom lens. 本発明ズームレンズの概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of this invention zoom lens. 図４と共に第１レンズ群を移動させる機構の一例を示すもので、本図は鏡筒前端部の縦断面図である。FIG. 4 shows an example of a mechanism for moving the first lens group together with FIG. 固定鏡筒のカム溝形成部を平面に展開して示す図である。It is a figure which expands and shows the cam groove formation part of a fixed barrel in a plane. 第１レンズ群を移動させる機構の別の例を示す鏡筒前端部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the lens barrel front end portion showing another example of a mechanism for moving the first lens group. 本発明撮像装置の実施の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of implementation of this invention imaging device. 本発明における第１の変倍と第２の変倍の制御方法の第１の例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the 1st example of the control method of the 1st magnification and the 2nd magnification in this invention. 本発明における第１の変倍と第２の変倍の制御方法の第２の例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the 2nd example of the control method of the 1st magnification and the 2nd magnification in this invention. 本発明における第１の変倍と第２の変倍の制御方法の第３の例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the 3rd example of the control method of the 1st magnification and the 2nd magnification in this invention. 本発明における第１の変倍と第２の変倍の制御方法の第４の例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the 4th example of the control method of the 1st magnification and the 2nd magnification in this invention. 本発明における第１の変倍と第２の変倍の制御方法の第５の例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the 5th example of the control method of the 1st magnification and the 2nd magnification in this invention. 本発明における第１の変倍と第２の変倍の制御方法の第６の例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the 6th example of the control method of the 1st magnification and the 2nd magnification in this invention. 図１４乃至図２１と共に本発明ズームレンズの第１の実施例を示すものであり、本図は広角端におけるレンズ構成を示す図である。FIG. 14 to FIG. 21 show a first embodiment of a zoom lens according to the present invention, which is a diagram showing a lens configuration at the wide angle end. 標準時におけるレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure in standard time. 望遠端におけるレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure in a telephoto end. 図１７乃至図２１と共に各収差を示す図であり、本図は第１の変倍での広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating each aberration together with FIGS. 17 to 21, and this diagram is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide angle end at the first zooming. 第１の変倍での標準時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the standard time in the 1st variable magnification. 第１の変倍での望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the telephoto end in the 1st variable magnification. 第２の変倍での広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the astigmatism, and the distortion aberration in the wide angle end in the 2nd magnification. 第２の変倍での標準時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the standard time in the 2nd magnification. 第２の変倍での望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the astigmatism, and the distortion aberration in the telephoto end in the 2nd magnification. 図２３乃至図３０と共に本発明ズームレンズの第２の実施例を示すものであり、本図は広角端におけるレンズ構成を示す図である。FIG. 23 to FIG. 30 show a second embodiment of the zoom lens according to the present invention, and this figure shows a lens configuration at the wide angle end. 標準時におけるレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure in standard time. 望遠端におけるレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure in a telephoto end. 図２６乃至図３０と共に各収差を示す図であり、本図は第１の変倍での広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。FIG. 26 is a diagram illustrating each aberration together with FIG. 26 to FIG. 30, and this diagram is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide angle end at the first variable magnification. 第１の変倍での標準時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the standard time in the 1st variable magnification. 第１の変倍での望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the telephoto end in the 1st variable magnification. 第２の変倍での広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the astigmatism, and the distortion aberration in the wide angle end in the 2nd magnification. 第２の変倍での標準時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the standard time in the 2nd magnification. 第２の変倍での望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the astigmatism, and the distortion aberration in the telephoto end in the 2nd magnification. 図３２乃至図３９と共に本発明ズームレンズの第３の実施例を示すものであり、本図は広角端におけるレンズ構成を示す図である。FIG. 32 to FIG. 39 show a third embodiment of the zoom lens according to the present invention, and this figure shows a lens configuration at the wide angle end. 標準時におけるレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure in standard time. 望遠端におけるレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure in a telephoto end. 図３５乃至図３９と共に各収差を示す図であり、本図は第１の変倍での広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows each aberration with FIG. 35 thru | or 39, and this figure is a figure which shows the spherical aberration, the astigmatism, and the distortion aberration in the wide angle end in the 1st magnification. 第１の変倍での標準時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the standard time in the 1st variable magnification. 第１の変倍での望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the telephoto end in the 1st variable magnification. 第２の変倍での広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the astigmatism, and the distortion aberration in the wide angle end in the 2nd magnification. 第２の変倍での標準時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the standard time in the 2nd magnification. 第２の変倍での望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the astigmatism, and the distortion aberration in the telephoto end in the 2nd magnification.

符号の説明Explanation of symbols

ＺＬ…ズームレンズ、１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、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…アイリス、１００…撮像装置、１１０…ズームレンズ、１２０…撮像素子   ZL ... zoom lens, 1 ... zoom lens, 2 ... zoom lens, 3 ... zoom lens, G1 ... first lens group, G2 ... second lens group, G3 ... third lens group, G4 ... fourth lens group, S ... Iris, 100 ... imaging device, 110 ... zoom lens, 120 ... imaging device

Claims (5)

物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍レンズで負の屈折力を有する第２レンズ群と、固定レンズで正の屈折力を有する第３レンズ群と、フォーカスを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えると共に、撮像対象物からの光の光量を適正量に絞るアイリスを有し、
上記第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を上記第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第１の変倍と、上記第１レンズ群を光軸方向に所定量移動させた後に第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第２の変倍とを有している
ことを特徴とするズームレンズ。 A first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power as a variable power lens, and a third lens group having a positive refractive power as a fixed lens, arranged in order from the object side; A fourth lens group having a positive refractive power for focusing, and an iris for reducing the amount of light from the imaging object to an appropriate amount,
A first zooming for performing focusing by moving the fourth lens group and correcting the image plane variation due to the zooming due to the movement of the second lens group, and moving the fourth lens group; After moving one lens group by a predetermined amount in the optical axis direction, the image plane variation due to zooming due to movement of the second lens group is corrected by moving the fourth lens group, and the fourth lens group is moved. A zoom lens comprising: a second variable power for focusing. 上記第２の変倍は上記第１の変倍における望遠端の状態から第１レンズ群を物体側に移動させることによって切り替わる
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the second zooming is switched by moving the first lens unit toward the object side from a telephoto end state in the first zooming. 上記第１レンズ群の移動量は以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
（１）0.1 ＜（1-ft 2 ／ｆ123 2 ）／（ft／ｆ1 ）2・d４・ft ／ftt ＜ 0.4
但し、
ft：第１の変倍における望遠端の焦点距離
ftt：第２の変倍における望遠端の焦点距離
f1：第１レンズ群の合成焦点距離
f123：第１の変倍における望遠端での第１レンズ群から第３レンズ群までの合成焦点距離
d4：第１の変倍から第２の変倍への切替時における第４レンズ群の変位量
とする。 The zoom lens according to claim 1 or 2, wherein the moving amount of the first lens group satisfies the following conditional expression (1).
(1) 0.1 <(1-ft 2 / f123 2 ) / (ft / f1) 2 · d4 · ft / ftt <0.4
However,
ft: Focal length at the telephoto end at the first variable magnification
ftt: Focal length at the telephoto end in the second variable magnification
f1: Composite focal length of the first lens group
f123: Composite focal length from the first lens unit to the third lens unit at the telephoto end in the first variable magnification
d4: The amount of displacement of the fourth lens group at the time of switching from the first variable magnification to the second variable magnification. ズームレンズと、上記ズームレンズによって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
上記ズームレンズは、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍レンズで負の屈折力を有する第２レンズ群と、固定レンズで正の屈折力を有する第３レンズ群と、フォーカスを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とを備えると共に、撮像対象物からの光の光量を適正量に絞るアイリスを有し、
上記第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を上記第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第１の変倍と、上記第１レンズ群を光軸方向に所定量移動させた後に第２レンズ群の移動による変倍に伴う像面変動を第４レンズ群を移動させて補正すると共に、該第４レンズ群を移動させてフォーカスを行う第２の変倍とを有している
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising a zoom lens and an image sensor that converts a subject image formed by the zoom lens into an electrical signal,
The zoom lens has a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power by a variable power lens, and a positive lens having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side. A third lens group and a fourth lens group having positive refractive power for focusing, and an iris for reducing the amount of light from the imaging object to an appropriate amount,
A first zooming for performing focusing by moving the fourth lens group and correcting the image plane variation due to the zooming due to the movement of the second lens group, and moving the fourth lens group; After moving one lens group by a predetermined amount in the optical axis direction, the image plane variation due to zooming due to movement of the second lens group is corrected by moving the fourth lens group, and the fourth lens group is moved. An image pickup apparatus comprising: a second zooming unit that performs focusing. 上記第２の変倍は上記第１の変倍における望遠端の状態から第１レンズ群を物体側に移動させることによって切り替わる
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 4, wherein the second zooming is switched by moving the first lens unit toward the object side from a telephoto end state in the first zooming.
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