JP2005352057A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
振動補償（防振）のための機構を具備し、装置全体の小型化を可能とし、かつ振動補償時に良好な画像を得ることができる防振機能を有したズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得る事。
【解決手段】
最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置した、複数のレンズ群を有するズームレンズであって、絞りと、該絞りの像側に負の屈折力のレンズ群Ａ１と、負の屈折力のレンズ群Ａ２とを有し、該レンズ群Ａ１を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて結像装置を変化させること。
【選択図】 図１

Description

本発明はズームレンズに関し、例えば、写真用カメラや、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮影光学系として好適なものである。
撮影系に偶発的に振動が伝わると撮影画像にブレが生じる。従来、この偶発的な振動による画像のブレを補償する機構（防振機構）を具備したズームレンズが種々と提案されている。例えば光学系（ズームレンズ）を構成するレンズ群の一部を光軸と略垂直な方向に移動させて振動による画像ブレを補償する光学系が知られている（特許文献１〜６）。
一般に撮影系が振動によって傾くと、撮影画像はその傾き角と撮影系の焦点距離に応じた量だけ変位する。このため静止画の撮像装置においては、画質の劣化を防止するために撮影時間を十分に短くしなければならないという問題があり、また動画の撮像装置においては、構図の設定を維持することが困難となるという問題がある。そのためこのような撮影の際には、撮影系が振動によって傾いた際にも撮影画像の変倍、所謂撮影画像のブレが発生しないように補正することが必要となってくる。特許文献１では、主として一眼レフカメラ用の標準ズームレンズに適用するのに好適な実施形態を開示している。特許文献１は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成される４群のズームレンズにおいて第２レンズ群を光軸と略垂直な方向に移動させることによって撮影画像のぶれを補償する構成を開示している。
また、特許文献２〜５では、防振性能と他の性能を両立させるために移動するレンズ群を二つに分け片方のレンズ群を防振用のレンズ群としている形態を開示している。
特許文献６では、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成される５群ズームレンズの、負の屈折力の第４レンズ群を光軸と略垂直な方向に移動させることによって画像のブレを補償する構成を開示している。
特開平８−１３６８６２号公報 特開平７−３２５２７２号公報 特開平９−２３０２３７号公報 特開平１０−３９２１０号公報 特開平１１−２３１２２０号公報 特開平１０−９０６０１号公報
近年、一眼レフカメラにおいては、従来の銀塩フィルム用のカメラにかわり、イメージセンサーとしてＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子を用いたデジタル一眼レフカメラが主流になりつつある。このデジタルカメラには、簡易な構成のものが要望されている。
又、イメージセンサーのサイズが銀塩フィルムとおなじ１３５サイズより小さいＡＰＳサイズと同様のセンサーを使ったデジタル一眼レフカメラが要望されている。イメージセンサーのサイズが小さくなると、１３５サイズと比較して画角が狭くなるので、広角端のズーム位置から中望遠のズーム位置までのズームレンズでは、イメージサイズが１３５サイズのズームレンズをそのまま同じ画角にすると光学系全体が大型化してくる。例えば、ＡＰＳサイズのカメラに用いるズームレンズでは焦点距離が２８〜１３５mmで１３５サイズを対象としたズームレンズと同じ画角を得ようとすると焦点距離は１７．５〜８５ｍｍとなる。焦点距離１７．５〜８５ｍｍのズームレンズを１３５サイズのイメージサイズで設計すると光学系が大型化してくる。
そこで、１３５サイズより小さいイメージサイズ、例えばＡＰＳサイズに対応した専用のズームレンズが求められている。
一方、撮影系の一部のレンズ群を振動させて画像のブレをなくし、静止画像を得る機構には、画像のブレの補正量が大きいことや画像のブレを補正する為に振動させるレンズ群（防振レンズ群）の移動量や回転量が少ないこと、そして装置全体が小型であること等が要望されている。
今、防振レンズ群の光軸と垂直方向の単位移動量Δｈに対する画像のブレの補正量Δｘとの比|Δｘ／Δｈ|を偏心敏感度ＴＳとすると、偏心敏感度ＴＳは
ＴＳ ＝ |Δｘ／Δｈ|
となる。また、焦点距離をｆとし、防振敏感度ＢＳ（度／ｍｍ）を
ＢＳ ＝（１８０／π）×ＴＳ／ｆ
とすると、防振敏感度ＢＳは、防振レンズ群の光軸と垂直方向の単位移動量に対する防振角度を示す。防振レンズ群を制御する精度は防振レンズ群を動かすアクチュエーターの分解能によるところが大きく、防振敏感度ＢＳが高すぎると停止精度に問題が生じる。
また防振敏感度ＢＳが低すぎると、防振レンズ群の防振の為の移動量が大きくなり、消費電力の増大や、光学系の大型化を招いてしまう。
図１８は、防振敏感度ＢＳの画角特性を示す説明図である。
一般には、図１８に示すように防振敏感度ＢＳは光学系の画角に応じて所望の値の範囲
にいれる必要がある。
更に、同じ画角の光学系であれば、イメージサークルの大小に関わらず同じよう範囲の値にするのが好ましい。
１３５サイズより小型のイメージサークルの撮像素子を対象にした防振機能を備えたズームレンズにおいて、１３５サイズと同画角の光学系を設計しようとすると、望遠端における防振レンズ群の偏心敏感度ＢＳが高くなりすぎ、高精度な防振性能が得られなくなるという問題がある。１３５サイズ用の光学系をそのまま１３５サイズより小型、例えばＡＰＳサイズのイメージサークルの光学系に適用しようとすると、防振敏感度は焦点距離の差に反比例して高くなる。つまり、１３５サイズで焦点距離２８〜１３５ｍｍの光学系においてテレ端のズーム位置における防振敏感度Ｂが０．７度/ｍｍだとすると、ＡＰＳサイズでは焦点距離が１７．５〜８５ｍｍとなりテレ端のズーム位置における防振敏感度ＢＳは、０．７×１３５÷８５＝１．１度/ｍｍとなる。画角は同じであるから、ＡＰＳサイズの場合でも同程度の防振敏感度ＢＳにする必要があるが、偏心敏感度ＴＳを低くしようとすると、防振レンズ群のパワー（焦点距離の逆数）を小さくする必要があり、収差の悪化や光学系全長の増大を招くことになる。
負の屈折力の移動レンズ群を負の屈折力の２つのレンズ成分に分ける構成は、先の特開平０７−３２５２７２号公報の第１実施例および第２実施例、特開平０９−２３０２３７号公報の第1実施例および第４実施例、特開平１０-３９２１０号公報の第１実施例、特開平１１−２３１２２０号公報の第１〜第７実施例に開示されている。
特開平０７−３２５２７２号公報の第１実施例および第２実施例では、正の屈折力の第１レンズ群を含む複数のレンズ群により構成され、負の屈折力のレンズ群を負の屈折力の２つのレンズ成分で構成し、一方のレンズ成分で防振を行うズームレンズが開示されているが、この負の屈折力のレンズ群は開口絞りより物体側に配置された第２レンズ群である。また、防振を行うレンズ成分の偏心敏感度ＴＳは第１実施例では−１．６１５、第２実施例では−１７．４３である。
又、特開平０９−２３０２３７号公報の第１実施例および第４実施例にも、正の屈折力の第１レンズ群を含む複数のレンズ群により構成され、負の屈折力のレンズ群を負の屈折力の２つのレンズ成分で構成し、一方のレンズ成分で防振を行うズームレンズが開示されているが、この負の屈折力のレンズ群も開口絞りより物体側に配置されている。また、防振を行うレンズ成分の偏心敏感度ＴＳは第１実施例では−１．６４４、第４実施例では−１．６５０である。
特開平１０−３９２１０号公報の第１実施例においては、負の屈折力のレンズ群を負の屈折力の２つのレンズ成分で構成し、一方のレンズ成分で防振を行うズームレンズが開示されているが、防振を行うレンズ成分の偏心敏感度ＴＳは１．６３１である。
特開平１１−２３１２２０号公報の第１〜第７実施例においては、負の屈折力のレンズ群を負の屈折力の２つのレンズ成分で構成し、一方のレンズ成分で防振を行うズームレンズが開示されているが、防振を行うレンズ成分の偏心敏感度ＴＳはそれぞれ、１．６９２、１．５５３、１．５５１、１．７１６、１．６９１、１．６８７、１．６２３である。
以上のように、これらの従来例には負の屈折力のレンズ群を２つのレンズ成分に分け、一方のレンズ成分で防振を行うズームレンズが開示されているが、いずれも防振レンズ成分の偏心敏感度が１．５以上であり、かなり大きい。このため、各レンズ群を製作するのが大変難しいという問題点があった。
本発明は、振動補償（防振）のための機構を具備し、装置全体の小型化を可能とし、かつ振動補償時に良好な画像を得ることができる防振機能を有したズームレンズの提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、
◎最も物体側に配置された正の屈折力のレンズ群を含む複数のレンズ群を有し、ズーミングに際し各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、開口絞りと、該開口絞りの像側に配置された負の屈折力のレンズ群を有し、該負の屈折力のレンズ群は、負の屈折力の２つのレンズ成分から構成され、一方のレンズ成分を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて結像位置を変化させることを特徴としている。
◎負の屈折力のレンズ群を含む複数のレンズ群を有し、ズーミングに際し各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記負の屈折力のレンズ群は、負の屈折力の２つのレンズ成分から構成され、一方のレンズ成分を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて結像位置を変化させると共に、望遠端において、前記一方のレンズ成分を単位量移動させたときの結像位置の変位量をＴＳとするとき、
０．２５＜ＴＳ＜１．２５
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、振動補償（防振）のための所定の偏心敏感度を具備し装置全体の小型化を可能とし、かつ振動補償時に良好な画像を得ることができる防振機能を有したズームレンズを得ることができる。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図、図２は本発明の実施例１の広角端における収差図であり、Ｙは像高を示す。図２（ａ）は、縦収差、図２(ｂ)は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図２（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図２(ｄ)は振れ角−０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図３は、本発明の実施例１の中間のズーム位置における収差図であり、図３（ａ）は縦収差、図３（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図３（ｃ）は、振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図３(d)は振れ角−０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図４は本発明の実施例１の望遠端（長焦点距離端）における収差図であり、図４（ａ）は、縦収差、図４（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図４（ｃ）は、振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図４（ｄ）は、振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図５は本発明の実施例２のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。
図６は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図、図６（ａ）は縦収差、図６（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図６（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図６（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図７は、実施例２のズームレンズの中間のズーム位置におけるレンズ断面図、図７（ａ）は縦収差、図７（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図７（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図７（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図８は実施例２のズームレンズの望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図、図８（ａ）は縦収差、図８（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図８（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図８（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図９は本発明の実施例３のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。
図１０は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図、図１０（ａ）は縦収差、図１０（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１０（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１０（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図１１は、本発明の実施例３のズームレンズの中間のズーム位置におけるレンズ断面図、図１１（ａ）は縦収差、図１１（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１１（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１１（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図１２は、本発明の実施例３のズームレンズの望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図、図１２（ａ）は縦収差、図１２（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１２（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１２（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図１３は、本発明の実施例４のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。
図１４は、本発明の実施例４のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図、図１４（ａ）は縦収差、図１４（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１４（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１４（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図１５は、本発明の実施例４のズームレンズの中間のズーム位置におけるレンズ断面図、図１５（ａ）は縦収差、図１５（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１５（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１５（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図１６は、本発明の実施例４のズームレンズの望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図、図１６（ａ）は縦収差、図１６（ｂ）は基準状態における軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１６（ｃ）は振れ角０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差、図１６（ｄ）は振れ角‐０．３°の傾きを補正した状態の軸上と像高１１．３４ｍｍにおける横収差である。
図１７は、本発明のズームレンズを備える一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
レンズ断面図において、左方が物体側(前方)で、右方が像側（後方）である。
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図においてＬｉは第ｉレンズ群、ＳＰは開口絞りである。
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面等の感光面に相当する。
収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、Ｓ・Ｃは正弦条件、ΔＭ、ΔＳはメリジオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表わしている。
ΔＳ´、ΔＭ´はｇ線のサジタル像面、メリジオナル像面である。
ｆｎｏはＦナンバー、Ｙは像高である。
矢印は、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。
図１、図５、図９の実施例１、２、３は、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置した、所謂ポジティブリードタイプのズームレンズであり、図１３の実施例４は、最も物体側に負の屈折力のレンズ群を配置した、所謂ネガティブリードタイプのズームレンズである。
実施例１、２、４のズームレンズは、開口絞りＳＰと、開口絞りＳＰの像側に配置された負の屈折力の２つのレンズ成分、レンズ群Ａ１と、レンズ群Ａ２とを有し、レンズ群Ａ１を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて結像位置を変化させ、手ブレ等に起因した画像のブレの補正（防振）を行っている。
図１、図５、図１３の実施例１、２、４においてレンズ群Ａ１とレンズ群Ａ２を含むレンズ群は、ズーミングに際して移動している。
図９の実施例３において、レンズ群Ａ１とレンズ群Ａ２を含むレンズ群は、開口絞りＳＰより物体側に位置しており、ズーミングに際して固定である。
そしてレンズ群Ａ１を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて結像位置を変化させている。
以上のように、各実施例では、隣接して負の屈折力のレンズ群Ａ１と、負の屈折力のレンズ群Ａ２が配置される全体として複数のレンズ群を有している。
そしてレンズ群Ａ１を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて結像位置を変化させている。
そして、各実施例では、望遠端のズーム位置においてレンズ群Ａ１を光軸と垂直方向に単位量移動させたときの結像位置の光軸と垂直方向の変位量をＴＳとするとき、
０．２５＜ＴＳ＜１．２５・・・・・・（１）
なる条件を満足している。
各実施例では、条件式（１）を満足するように、偏心敏感度を設定することによって、防振を効果的に行うことができ、かつレンズ全体の製作を容易にしている。
各実施例において、更に好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．４５＜ＴＳ＜１．２・・・・・・（１ａ）
各実施例は、負の屈折力のレンズ群（レンズ成分）を防振レンズ群としている。これにより正の屈折力のレンズ群を防振レンズ群とした場合に比べて、レンズ外径が小さくなり、防振ユニットの小型化を図っている。
図１、図５、図１３の実施例１、２、４では、ズーミングに際して移動する負の屈折力の移動レンズ群を防振用のレンズ群Ａ１とレンズ群Ａ２に分けることによって、十分な変倍効果を得つつ、防振レンズ群Ａ１の偏心敏感度を所望の値にすることを可能としている。
図１において、Ｌ１は正の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力を有する第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力を有する第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力を有する第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力を有する第５レンズ群、Ｌ６は正の屈折力を有する第６レンズ群である。
ＳＰは開口絞りで、本実施例では開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体となって移動している。
第５レンズ群Ｌ５は、２枚のレンズにより構成され負の屈折力を有する第５１レンズ群Ｌ５１と１枚のレンズにより構成され負の屈折力を有する第５２レンズ群Ｌ５２により構成されていて、開口絞りＳＰに近い第５１レンズ群Ｌ５１を防振レンズ群とし、光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させて画像を変位するよう構成している。
第２レンズ群Ｌ２の物体側から数えて１番目のレンズ表面(Ｒ６面)には、所謂レプリカ法による非球面が形成されている。
第６レンズ群Ｌ６の物体側から数えて１番目のレンズはガラスモールドからなり、像側の面（Ｒ２８面）が非球面形状である。
本実施例のズームレンズのイメージサークル（有効径）はφ２７．３mmであり、ＡＰＳサイズ相当である。
第５１レンズ群Ｌ５１の光軸と垂直方向の成分への単位移動量Δｈに対する画像のブレの補正量Δｘとの比|Δｘ／Δｈ|を偏心敏感度ＴＳとしたとき、望遠端（テレ端）における該５１群Ｌ５１の偏心敏感度ＴＳは表１に示すとおり、
ＴＳ＝１．０１
である。
図５において、Ｌ１は正の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力を有する第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力を有する第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力を有する第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力を有する第５レンズ群である。
ＳＰは開口絞りで、本実施例では開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体となって移動している。
第４レンズ群Ｌ４は、２枚のレンズにより構成され負の屈折力を有する第４１レンズ群Ｌ４１と１枚のレンズにより構成され負の屈折力を有する第４２レンズ群Ｌ４２により構成されていて、開口絞りＳＰに近い第４１レンズ群Ｌ４１を防振レンズ群とし、光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させて画像を変倍するよう構成している。
第２レンズ群Ｌ２の物体側から数えて１番目のレンズ表面(Ｒ６面)には、レプリカ法による非球面が形成されている。
第５レンズ群Ｌ５の物体側から数えて１番目のレンズはガラスモールドからなり、像側の面（Ｒ２８面）が非球面形状である。
本実施例のズームレンズのイメージサークル（有動径）はφ２７．３mmであり、ＡＰＳサイズ相当である。
第５１レンズ群Ｌ５１の光軸と垂直方向の成分への単位移動量Δｈに対する画像のブレの補正量Δｘとの比|Δｘ／Δｈ|を偏心敏感度ＴＳとしたとき、望遠端（テレ端）における該４１群Ｌ４１の偏心敏感度ＴＳは表１に示すとおり、
ＴＳ＝１．０１
である。
図９において、Ｌ１は正の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力を有する第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力を有する第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力を有する第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力を有する第４レンズ群で、Ｌ６は負の屈折力を有する第６レンズ群、Ｌ７は正の屈折力の第７レンズ群である。
ＳＰは開口絞りで、本実施例では開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体となって移動している。
第２レンズ群Ｌ２は、１枚のレンズにより構成され負の屈折力を有する第２１レンズ群Ｌ２１と３枚のレンズにより構成され負の屈折力を有する第２２レンズ群Ｌ２２により構成されていて、開口絞りＳＰに近い第２２レンズ群Ｌ２２を防振レンズ群とし、光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させて画像を変倍するよう構成している。
第３レンズ群Ｌ３の像側のレンズと、第５レンズ群Ｌ５の物体側のレンズは、ガラスモールドから成り、各々の像側の面（Ｒ１６、Ｒ２２）は非球面形状である。
第１レンズ群Ｌ１の物体側から数えて２番目と３番目のレンズの間（Ｒ４面）には回折格子が形成されている。
本実施例のズームレンズのイメージサークル（有動径）はφ２７．３mmであり、ＡＰＳサイズ相当である。
第２２レンズ群Ｌ２２の光軸と垂直方向の成分への単位移動量Δｈに対する画像のブレの補正量Δｘとの比|Δｘ／Δｈ|を偏心敏感度ＴＳとしたとき、望遠端（テレ端）における該第２２レンズ群Ｌ２２の偏心敏感度ＴＳは表１に示すとおり、
ＴＳ＝１．１９４
である。
図１３において、Ｌ１は負の屈折力を有する第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力を有する第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力を有する第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力を有する第４レンズ群である。
ＳＰは開口絞りで、本実施例では開口絞りＳＰはズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体となって移動している。
第１レンズ群Ｌ１は、負の屈折力の第１１レンズ群Ｌ１１と負の屈折力の第１２レンズ群Ｌ１２より成り、第１２レンズ群Ｌ１２を移動させてフォーカスを行っている。
第３レンズ群Ｌ３は、１枚のレンズにより構成され負の屈折力を有する第３１レンズ群Ｌ３１と２枚のレンズにより構成され負の屈折力を有する第３２レンズ群Ｌ３２により構成されていて、開口絞りＳＰに近い第３１レンズ群Ｌ３１を防振レンズ群とし、光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させて画像を変倍するよう構成している。
第１２レンズ群Ｌ１２の物体側から数えて１番目のレンズ面には回折格子が形成されている。
本実施例のズームレンズのイメージサークル（有動径）はφ２７．３ｍｍであり、ＡＰＳサイズ相当である。
第３１レンズ群Ｌ３１の光軸と垂直方向の成分への単位移動量Δｈに対する画像のブレの補正量Δｘとの比|Δｘ／Δｈ|を偏心敏感度ＴＳとしたとき、望遠端(テレ端)における該第３１レンズ群の偏１心敏感度はＴＳは表１に示すとおり、
ＴＳ＝０．４８７
である。
実施例３、４では、レンズ系中に単層の又は積層した回折光学素子（回折格子）を設けて色収差を補正している。
又、非球面効果を利用して諸収差を補正している。回折光学素子を用いて色収差を補正することは、
例えば特開平１１−５２２３８号公報
特開平１１−５２２４４号公報
特開平１１−３０５１２６号公報
特開平９−１２７３２２号公報
等で開示されているのと同様の方法で行っている。
各実施例では、手ブレ等に伴う画像のブレを補正するため、光軸垂直方向の成分を持つように移動して画像を変位させるレンズ群（防振レンズ群）を前述の如く構成することによって、高い防振敏感度を確保し、かつ防振時に発生する偏芯倍率色収差の補正を良好に行っている。
又、非球面を配置することで、防振時に発生する偏芯コマ収差の補正を容易にしている。このとき前記非球面は、研削非球面、ガラスモールド非球面、球面レンズの表面に樹脂で形成した非球面、プラスティックモールド非球面のいずれを使用しても良い。
次に、本発明のズームレンズを用いた一眼レフカメラシステムの実施形態を、図１７を用いて説明する。図１７において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明によるズームレンズを搭載した交換レンズ、１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子などの記録手段、１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。
このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ交換レンズ等の光学機器に適用することにより、高い光学性能を有した光学機器が実現できる。
尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Single lens Reflex）カメラにも同様に適用することができる。
以下に、実施例１〜４に各々対応する数値実施例１〜４を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示し、Ｒｉは各面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ面＋１面との間の部材肉厚又は空気間隔、Ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてＸとするとき、
で表わされる。但し、Ｒは近軸曲率半径、ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは非球面係数であり、数値実施例中で記載がない定数や係数は０である。
又、［ｅ−Ｘ］は［×１０−Ｘ］を意味している。ｆは焦点距離、ｆｎｏはＦナンバー、ωは半画角を表わす。
また、＊＊印の付されているレンズ面は回折面を表しており、回折面の位相形状ψは、次のような多項式で与えている。
ψ（ｈ，ｍ）＝｛２π／（ｍ・λ０）｝(Ｃ1・ｈ２＋Ｃ２・ｈ４＋Ｃ3・ｈ６＋…)
ここで、ｈ：光軸に対して垂直方向の高さ
ｍ：回折光の回折次数
λ0 ：設計波長
Ci：位相係数（ｉ＝１，２，３，…）
である。
又、各実施例における各レンズ群の焦点距離を表−１に示す。

（数値実施例１）
（数値実施例２）
（数値実施例３）
（数値実施例４）
実施例１のレンズ断面図 実施例１に対応する数値実施例の広角端における収差図 実施例１に対応する数値実施例の中間のズーム位置における収差図 実施例１に対応する数値実施例の望遠端における収差図 実施例２のレンズ断面図 実施例２に対応する数値実施例の広角端における収差図 実施例２に対応する数値実施例の中間のズーム位置における収差図 実施例２に対応する数値実施例の望遠端における収差図 実施例３のレンズ断面図 実施例３に対応する数値実施例の望遠端における収差図 実施例３に対応する数値実施例の中間のズーム位置における収差図 実施例３に対応する数値実施例の望遠端における収差図 実施例４のレンズ断面図 実施例４に対応する数値実施例の広角端における収差図 実施例４に対応する数値実施例の中間のズーム位置における収差図 実施例４に対応する数値実施例の望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図 防振敏感度と画角特性との関連を示す説明図
符号の説明
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ５ 第５レンズ群
Ｌ６ 第６レンズ群
Ｌ７ 第７レンズ群
ＳＰ 開口絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリジオナル像面
Ｙ 像高

Claims (11)

  1. 最も物体側に配置された正の屈折力のレンズ群を含む複数のレンズ群を有し、ズーミングに際し各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、開口絞りと、該開口絞りの像側に配置された負の屈折力のレンズ群を有し、該負の屈折力のレンズ群は、負の屈折力の２つのレンズ成分から構成され、一方のレンズ成分を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて結像位置を変化させることを特徴とするズームレンズ。
  2. 望遠端において、前記一方のレンズ成分を単位量移動させたときの結像位置の変位量をＴＳとするとき、
    ０．２５＜ＴＳ＜１．２５
    なる条件を満足することを特徴とする請求項２のズームレンズ。
  3. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群より成り、該第５レンズ群が前記負の屈折力の２つのレンズ成分から構成されることを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
  4. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より成り、該第４レンズ群が前記負の屈折力の２つのレンズ成分から構成されることを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
  5. 負の屈折力のレンズ群を含む複数のレンズ群を有し、ズーミングに際し各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記負の屈折力のレンズ群は、負の屈折力の２つのレンズ成分から構成され、一方のレンズ成分を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて結像位置を変化させると共に、望遠端において、前記一方のレンズ成分を単位量移動させたときの結像位置の変位量をＴＳとするとき、
    ０．２５＜ＴＳ＜１．２５
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  6. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群より成り、該第５レンズ群が前記負の屈折力の２つのレンズ成分から構成されることを特徴とする請求項５のズームレンズ。
  7. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より成り、該第４レンズ群が前記負の屈折力の２つのレンズ成分から構成されることを特徴とする請求項５のズームレンズ。
  8. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、負の屈折力の第６レンズ群、正の屈折力の第７レンズ群より成り、該第２レンズ群が前記負の屈折力の２つのレンズ成分から構成されることを特徴とする請求項５のズームレンズ。
  9. 物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より成り、該第３レンズ群が前記負の屈折力の２つのレンズ成分から構成されることを特徴とする請求項５のズームレンズ。
  10. 固体撮像素子上に像を形成することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項のズームレンズ。
  11. 請求項１から１０のいずれか１項のズーミングと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子を有していることを特徴とする撮像装置。
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