JP2007219316A

JP2007219316A - ズームレンズとこれを具備する光学装置

Info

Publication number: JP2007219316A
Application number: JP2006041510A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Arai; 大作荒井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30
Also published as: CN101025470B; CN101025470A

Abstract

【課題】固体撮像素子等を用いた小型の光学装置に好適な、超小型で、手ぶれ補正機能を有するズームレンズを提供すること。
【解決手段】光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ素子を備え正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔまで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定され、前記第２レンズ群Ｇ２は像面側に移動し、前記第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動したのち像面Ｉ側に移動し、前記第３レンズ群Ｇ３を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行うズームレンズ。
【選択図】図３

Description

本発明は、ズームレンズとこれを有する光学装置に関する。

従来、光学系内部に光路を折り曲げるための直角プリズムを配置し、３〜７倍程度の変倍比を有し、固体撮像素子等を用いたカメラに適した屈曲式ズームレンズ（以後、本明細書中では単にズームレンズと記す）が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００５―２１５１６５号公報

このようなズームレンズでは、撮影時に発生する微小なカメラのぶれ、たとえば撮影者がシャッターボタンを押す際に発生するカメラのぶれ等により像ぶれが発生し、画質が低下してしまうと言う問題があり、ズームレンズの光学系の一部を、カメラのぶれを検出する検出系により出力された値にしたがって、光軸に対してほぼ直交方向にシフトさせることにより、像面上の像ぶれを補正する手ぶれ補正機能を有するズームレンズが望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いた小型の光学装置に好適な、超小型で、手ぶれ補正機能を有するズームレンズを提供することを目的としている。また、このズームレンズを具備する光学装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第２レンズ群は像面側に移動し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、前記第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行うことを特徴とするズームレンズを提供する。

また、本発明は、前記ズームレンズを具備することを特徴とする光学装置を提供する。

また、本発明は、光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第２レンズ群は像面側に移動し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、前記第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行うことを特徴とするズームレンズの手ぶれ補正方法を提供する。

また、本発明は、光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行い、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第２レンズ群は像面側に移動し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動することを特徴とするズームレンズの変倍方法を提供する。

また、本発明は、光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第２レンズ群は像面側に移動し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、前記第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行い、前記第４レンズ群を光軸方向に移動して、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うことを特徴とするズームレンズのフォーカシング方法を提供する。

本発明によれば、固体撮像素子等を用いた小型の光学装置に好適な、超小型で手ぶれ補正機能を有するズームレンズを提供することができる。また、このズームレンズを具備する光学装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に関し説明する。

図１は、後述する本発明の実施の形態にかかるズームレンズを搭載する光学装置である電子スチルカメラを示し、（ａ）は正面図を、（ｂ）は背面図をそれぞれ示す。図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、後述する本発明の実施の形態にかかるズームレンズの配置の概要を示している。

図１、図２において、本発明にかかる電子スチルカメラ１は、不図示の電源釦を押すと撮影レンズの不図示のシャッタが開放され撮影レンズ２で不図示の被写体からの光が集光され、像面Ｉに配置された撮像素子Ｃに結像される。撮像装置Ｃに結像された被写体像は、電子スチルカメラ１の背後に配置された液晶モニター３に表示される。撮影者は、液晶モニター３を見ながら被写体象の構図を決めた後、レリーズ釦４を押し下げ被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。

撮影レンズ２は、後述する本発明の実施の形態にかかるズームレンズ２で構成されており、電子スチルカメラ１の正面から入射した光は、後述するズームレンズ２内のプリズムＰで略９０度下方（図２の紙面下方）に偏向されるため、電子スチルカメラ１を薄型化することが可能になる。

また、電子スチルカメラ１には、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部５、撮影レンズ２であるズームレンズ２を広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）にズーミングする際のワイド（Ｗ）ーテレ（Ｔ）釦６、および電子スチルカメラ１の種々の条件設定等に使用するファンクション釦７等が配置されている。

このようにして、後述する本発明の実施の形態にかかるズームレンズ２を内蔵する光学装置である電子スチルカメラ１が構成されている。

次に、本発明の実施の形態にかかるズームレンズに関し説明する。

本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する（ズーミングとも言う）際に、第１レンズ群と第３レンズ群は像面に対して固定され、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少するように、第２レンズ群は像面側に移動し、第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行う構成である。

このような構成により、固体撮像素子等を用いた小型のビデオカメラや電子スチルカメラ等の光学装置に好適な、超小型で、手ぶれ補正機能を有するズームレンズを提供することが可能になる。

また、最も物体側の第1レンズ群は、広角端状態から望遠端状態へのズーミングおよびフォーカシングに際して常に固定とすることにより、ズームレンズ中一番大きな第１レンズ群を稼動させる必要が無くなり、駆動系を構造的に簡素なものにすることができる。

また、一番大きなレンズ群である第１レンズ群以外によってズーミングすることにより、今まで使用していた駆動系より小さなものを使用することも可能となる。

また、第３レンズ群をズーミング中固定とし、第３レンズ群を光軸に対してほぼ直交方向にシフトさせることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれを補正する構成である。光学系中の最も有効径が小さい第３レンズ群を、光軸に対してほぼ直交方向にシフトさせる構造を採用することにより、第３レンズ群をシフトさせた時の結像性能の劣化を最低限に抑えることが可能となる。また、極めてトルクの小さい駆動系で第３レンズ群をシフトさせることが可能となり、カメラ全体の小型化が可能となる。また、第３レンズ群がシフトした際の像面上における像の移動量が大きい為、像ぶれを補正する際の第３レンズ群のシフト量を小さくすることが可能となる。

また、広角端状態から望遠端状態へのズーミングの際に、第１レンズ群と第３レンズ群は像面に対して固定され、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少するように、第２レンズ群は像面側に移動し、第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動するように構成されている。特に、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は、広角端状態から望遠端状態の間の所定の焦点距離状態までは減少するように第４レンズ群が物体側に移動し、この所定の焦点距離状態から望遠端状態までは増大するよう第４レンズ群が像面側に移動するように構成することにより、望遠端状態でのフォーカシングレンズの移動空間を確保することが可能となる。

また、本実施の形態にかかるズームレンズは、第３レンズ群が、光軸に沿って物体側より順に、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズから構成されていることが望ましい。

この構成により、第３レンズ群単体での基本的な諸収差を良好に補正することが可能となる。また第３レンズ群を光軸に対してほぼ直交方向にシフトさせることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれを補正する場合のコマ収差変動を抑えることが可能となる。一方、第３レンズ群を物体側から順に、正の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つレンズと正の屈折力を持つレンズの接合レンズにより構成すると、像ぶれ補正時のコマ収差等の収差を良好に補正することが難しく、防振機能を高性能に維持することが困難となるので好ましくない。

また、本実施の形態にかかるズームレンズは、第４レンズ群が、光軸に沿って物体側より順に、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズと、正の屈折力を持つレンズから構成されていることが望ましい。

この構成により、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が、広角端状態から望遠端状態の間の所定の焦点距離状態までは減少するように第４レンズ群が物体側に移動し、この所定の焦点距離状態から望遠端状態までは増大するよう第４レンズ群が像面側に移動するようにズーミングさせた際のコマ収差変動を良好に補正することが可能となる。

また、本実施の形態にかかるズームレンズは、第1レンズ群が、光軸に沿って物体側より順に、負の屈折力を持つレンズと、光路折り曲げ手段と、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズから構成されていることが望ましい。

この構成により、第１レンズ群で発生する非点収差やコマ収差を良好に補正することが可能となる。また第３レンズ群で像ぶれを補正する場合のコマ収差変動を抑えることが可能となる。

また、本実施の形態にかかるズームレンズは、第１レンズ群から第４レンズ群の各レンズ群に１枚以上の非球面レンズを有することが望ましい。各レンズ群に非球面レンズを１枚ずつ配置し、各レンズ群にて発生する諸収差を補正することにより、ズーミングやフォーカシングによる諸収差の変動を低減することが可能となる。

また、本実施の形態のかかるズームレンズでは、光路折り曲げ手段は、直角プリズムを用いることが望ましい。直角プリズムは全反射で光路を偏向でき光量ロスを低減することができると共に、光学系をコンパクトな構成にする事ができる。なお、折り曲げ手段には、直角プリズム以外にもミラーや光ファイバー等を用いることも可能である。

また、本実施の形態にかかるズームレンズは、第４レンズ群を光軸に沿って物体側に移動して、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う構成が望ましい。第４レンズ群をフォーカシングレンズ群とすることで、フォーカシング時の移動量を小さくすることが可能となり、ズームレンズ全系の大きさを小さくすることが可能となる。また、フォーカシング時のコマ収差変動を良好に補正することが可能となる。

また、本実施の形態にかかるズームレンズの手ぶれ補正方法は、光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、第１レンズ群と第３レンズ群は像面に対して固定され、第２レンズ群は像面側に移動し、第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより行う方法が望ましい。

このように、光学系中の最も有効径が小さい第３レンズ群を、光軸に対してほぼ直交方向にシフトさせる手ぶれ補正方法を採用することにより、第３レンズ群をシフトさせた時の結像性能の劣化を最低限に抑えることが可能となる。また、極めてトルクの小さい駆動系で第３レンズ群をシフトさせることが可能となり、カメラ全体の小型化が可能となる。また、第３レンズ群がシフトした際の像面上における像の移動量が大きい為、像ぶれを補正する際の第３レンズ群のシフト量を小さくすることが可能となる。

また、本実施の形態にかかるズームレンズの変倍方法は、光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行い、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、第１レンズ群と第３レンズ群は像面に対して固定され、第２レンズ群は像面側に移動し、第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動する方法が望ましい。

このような変倍方法を採用することにより、望遠端状態でのフォーカシングレンズの移動空間を確保することが可能となる。また、ズーミングの際の非点収差やコマ収差を良好に補正することができる。

また、本実施の形態にかかるズームレンズのフォーカシング方法は、光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、第１レンズ群と第３レンズ群は像面に対して固定され、第２レンズ群は像面側に移動し、第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行い、第４レンズ群を光軸方向に移動して、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う方法が望ましい。

このように、第４レンズ群を光軸に沿って物体側に移動して、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うフォーカシング方法を採用することにより、フォーカシング時の移動量を小さくすることが可能となり、フォーカシングレンズ群の駆動機構が簡単となり、ズームレンズ全系の大きさを小さくすることが可能となる。また、フォーカシング時のコマ収差変動を良好に補正することが可能となる。

なお、各レンズ群の少なくとも１つのレンズにプラスチックレンズを用いることが可能である。このようにプラスチックレンズを用いることによりより一層の低価格化および軽量化を実現することが可能になる。また、本発明の実施の形態にかかるズームレンズは、カメラ以外の光学測定装置や内視鏡等の光学装置の光学系として用いることが可能である。

（実施例）
以下、本発明の実施の形態にかかるズームレンズの各実施例を添付図面に基づいて説明する。

（第１実施例）
図３は、本発明の第１実施例にかかるズームレンズのレンズ構成図を示す。なお、本第１実施例にかかるズームレンズは、図２に示すように光路を９０度偏向するものであるが、図３ではこれを展開して示している。

図３において、本第１実施例にかかるズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に、光路を９０度折り曲げるための直角プリズムＰを備え正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔまで焦点距離が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定され、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動したのち像面Ｉ側に移動する構成である。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を９０度折り曲げるための直角プリズムＰと、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３から構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３との接合レンズから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合レンズから構成され、第３レンズ群Ｇ３を光軸に対してほぼ直交方向にシフトさせることにより、手ぶれ発生時の像面Ｉ上の像ぶれを補正する構成である。

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズの近傍に配置され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへのズーミングに際して固定されている。

第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の正レンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と両凹形状の負レンズＬ４３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４から構成され、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングは、第４レンズ群Ｇ４を光軸に沿って物体側に移動することで行う。

第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタＬＦと、固体撮像素子を保護するカバーガラスＣＧとを有する。

以下の表１に、本第１実施例にかかるズームレンズの諸元の値を示す。表１において、[全体諸元]中、ｆは焦点距離、Ｂｆはバックフォーカス、ＦＮｏはＦナンバー、ωは半画角（単位：度）をそれぞれ表している。[レンズ諸元]中、面番号は物体側からのレンズ面の番号、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対するアッベ数、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ表わしている。なお、ｒ＝∞は平面を表している。また、直角プリズムＰに相当する面番号３）から６）において、面番号３）は入射面、面番号６）は射出面、面番号４）と５）は反射面に相当する仮想面を表している。［非球面データ］には、次式で非球面を表現した時の円錐定数ｋとｉ次の非球面係数Ｃｉをそれぞれ示している。
X（ｙ）＝ｙ^２／[ｒ×{１＋（１−ｋ×ｙ^２／ｒ^２）^１／２}]
＋Ｃ４×ｙ^４＋Ｃ６×ｙ^６＋Ｃ８×ｙ^８＋Ｃ１０×ｙ^１０
ここで、Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）、ｋは円錐定数、Ｃｉは第ｉ次の非球面係数をそれぞれ示している。[ズーミングデータ]には、広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態の各状態における焦点距離、可変間隔の値をそれぞれ示す。〔フォーカシングデータ〕には、広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態の各状態における撮影距離Ｄ０と、可変間隔の値をそれぞれ示す。

なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。

（表１）
[全体諸元]
ｆ＝6.51〜18.81〜30.72
Ｂｆ＝0.70
ＦＮｏ＝3.67〜4.68〜4.55
ω＝31.67〜11.11〜6.83

[レンズ諸元]
面番号ｒｄ νd ｎd
1) 34.0078 1.0000 23.78 1.846660
2) 11.9200 3.0000 1.000000
3) ∞ 6.0000 46.57 1.804000
4) ∞ 0.0000 46.57 1.804000
5) ∞ 6.0000 46.57 1.804000
6) ∞ 0.2000 1.000000
7) 172.9183 2.1000 58.19 1.622630
8) -21.5758 0.2000 1.000000 非球面
9) 16.2691 2.2000 82.56 1.497820
10) -78.0069 (D1) 1.000000

11) -29.6692 0.8000 42.71 1.820800
12) 9.2335 1.1500 1.000000 非球面
13) -9.3606 0.8000 52.32 1.754998
14) 10.5270 1.8000 23.78 1.846660
15) -21.0946 (D2) 1.000000

16> ∞ 0.2000 1.000000 開口絞りＳ
17) 7.5249 2.2000 58.19 1.622630
18) -33.6584 0.2000 1.000000 非球面
19) 7.1581 2.3000 65.44 1.603001
20) -8.4228 0.8000 40.76 1.882997
21) 5.4883 (D3) 1.000000

22) 7.4598 2.7000 64.06 1.516330
23) -19.5058 0.2000 1.000000 非球面
24) 10.6948 2.8000 82.56 1.497820
25) -7.0556 0.8000 40.76 1.882997
26) 7.1661 0.9000 1.000000
27) 8.2394 1.8000 70.23 1.487490
28) 541.6317 (D4) 1.000000

29) ∞ 1.6500 70.51 1.544370
30) ∞ 0.5000 1.000000
31) ∞ 0.5000 64.14 1.516330
32) ∞ (Bf) 1.000000

[非球面データ]
8面
ｋ＝ +2.9632
ｃ4＝ +1.55230E-05
ｃ6＝ -6.51240E-09
ｃ8＝ +2.18230E-09
ｃ10＝ -3.24580E-11

12面
ｋ＝ -2.1186
ｃ4＝ +4.03570E-04
ｃ6＝ -1.33380E-06
ｃ8＝ 0.00000E+00
ｃ10＝ 0.00000E+00

18面
ｋ＝-12.3215
ｃ4＝ +5.92900E-05
ｃ6＝ -7.12220E-07
ｃ8＝ -8.69530E-08
ｃ10＝ 0.00000E+00

23面
ｋ＝-69.5236
ｃ4＝ -1.02210E-03
ｃ6＝ +7.43260E-05
ｃ8＝ -3.61680E-06
ｃ10＝ +7.49980E-08

[ズーミングデータ]
広角端状態中間焦点距離状態望遠端状態
ｆ 6.51005 18.81000 30.71656
D1 1.19992 8.62300 12.28629
D2 12.28640 4.86332 1.19995
D3 8.98717 3.47774 3.98915
D4 2.98109 8.49052 7.97915

[フォーカシングデータ]
広角端状態中間焦点距離状態望遠端状態
D0 1500.00000 1500.00000 1500.00000
D1 1.19992 8.62300 12.28629
D2 12.28640 4.86332 1.19995
D3 8.95866 3.23098 3.32420
D4 3.00960 8.73728 8.64410

図４は、本第１実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は広角端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図５は、本第１実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図６は、本第１実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は望遠端状態での諸収差図を、（ｂ）は望遠端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図７は、本第１実施例にかかるズームレンズの撮影距離１５００ｍｍにおける諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。

各収差図において、ＦNOはＦナンバー、ＮＡは開口数、Yは像高をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。なお、全ての収差図は、ｄ線（λ=587.6nm）に対して示されている。また、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。

各収差図から、本第１実施例にかかるズームレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

（第２実施例）
図８は、本発明の第２実施例にかかるズームレンズのレンズ構成図を示す。なお、本第２実施例にかかるズームレンズは図２に示すように光路を９０度偏向するものであるが、図８ではこれを展開して示している。

図８において、本第２実施例にかかるズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に、光路を９０度折り曲げるための直角プリズムＰを備え正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔまで焦点距離が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定され、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動したのち像面Ｉ側に移動する構成である。

以下の表２に、本第２実施例にかかるズームレンズの諸元の値を示す。
（表２）
[全体諸元]
ｆ＝6.51〜17.75〜30.72
Ｂｆ＝0.70
ＦＮｏ＝3.60〜4.53〜4.47
ω＝31.67〜11.76〜6.83

[レンズ諸元]
面番号ｒｄ νd ｎd
1) 31.1465 1.0000 23.78 1.846660
2) 11.5504 3.0000 1.000000
3) ∞ 6.0000 46.57 1.804000
4) ∞ 0.0000 46.57 1.804000
5) ∞ 6.0000 46.57 1.804000
6) ∞ 0.2000 1.000000
7) 264.1434 2.1000 58.19 1.622630
8) -20.7136 0.2000 1.000000 非球面
9) 16.0315 2.2000 82.56 1.497820
10) -85.2611 (D1) 1.000000

11) -25.3286 0.8000 42.71 1.820800
12) 9.4152 1.1000 1.000000 非球面
13) -9.9778 0.8000 52.32 1.754998
14) 10.3391 1.8000 23.78 1.846660
15) -22.0842 (D2) 1.000000

16> ∞ 0.2000 1.000000 開口絞りＳ
17) 7.5735 2.2000 58.19 1.622630
18) -33.3358 0.2000 1.000000 非球面
19) 7.1359 2.3000 65.44 1.603001
20) -8.5676 0.8000 40.76 1.882997
21) 5.4802 (D3) 1.000000

22) 7.4365 2.7000 64.06 1.516330
23) -19.2699 0.2000 1.000000 非球面
24) 11.1202 2.8000 82.56 1.497820
25) -6.9958 0.8000 40.76 1.882997
26) 7.4978 0.9000 1.000000
27) 8.6160 1.8000 70.23 1.487490
28) 466.7448 (D4) 1.000000
29) ∞ 1.6500 70.51 1.544370
30) ∞ 0.5000 1.000000
31) ∞ 0.5000 64.14 1.516330
32) ∞ (Bf) 1.000000

[非球面データ]
8面
ｋ＝ +3.5552
ｃ4＝ +2.46240E-05
ｃ6＝ +1.15750E-07
ｃ8＝ +9.22190E-10
ｃ10＝ -5.36320E-12

12面
ｋ＝ -1.9594
ｃ4＝ +3.27520E-04
ｃ6＝ 0.00000E+00
ｃ8＝ 0.00000E+00
ｃ10＝ 0.00000E+00

18面
ｋ＝-12.3650
ｃ4＝ +6.27710E-05
ｃ6＝ -1.84810E-06
ｃ8＝ -1.93740E-08
ｃ10＝ 0.00000E+00

23面
ｋ＝-69.5093
ｃ4＝ -1.04130E-03
ｃ6＝ +7.50630E-05
ｃ8＝ -3.53900E-06
ｃ10＝ +7.10820E-08

[ズーミングデータ]
広角端状態中間焦点距離状態望遠端状態
ｆ 6.51005 17.75126 30.71656
D1 1.20070 8.28330 12.28707
D2 12.28671 5.20438 1.20026
D3 8.98726 3.72651 3.98924
D4 2.99322 8.25388 7.99128

[フォーカシングデータ]
広角端状態中間焦点距離状態望遠端状態
D0 1500.00000 1500.00000 1500.00000
D1 1.20070 8.28330 12.28707
D2 12.28671 5.20438 1.20026
D3 8.95875 3.50854 3.32429
D4 3.02173 8.47185 8.65623

図９は、本第２実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は広角端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図１０は、本第２実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図１１は、本第２実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は望遠端状態での諸収差図を、（ｂ）は望遠端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図１２は、本第２実施例にかかるズームレンズの撮影距離１５００ｍｍにおける諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。

各収差図から、本第２実施例にかかるズームレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

（第３実施例）
図１３は、本発明の第３実施例にかかるズームレンズのレンズ構成図を示す。なお、本第３実施例にかかるズームレンズは図２に示すように光路を９０度偏向するものであるが、図１３ではこれを展開して示している。

図１３において、本第３実施例にかかるズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に、光路を９０度折り曲げるための直角プリズムＰを備え正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成され、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔまで焦点距離が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定され、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動したのち像面Ｉ側に移動する構成である。

以下の表３に、本第３実施例にかかるズームレンズの諸元の値を示す。
（表３）
[全体諸元]
ｆ＝6.51〜17.75〜30.716
Ｂｆ＝0.70
ＦＮｏ＝3.61〜4.55〜4.49
ω＝31.67〜11.76〜6.83

[レンズ諸元]
面番号ｒｄ νd ｎd
1) 27.0714 1.0000 23.78 1.846660
2) 10.8124 3.1000 1.000000
3) ∞ 6.0000 46.57 1.804000
4) ∞ 0.0000 46.57 1.804000
5) ∞ 6.0000 46.57 1.804000
6) ∞ 0.2000 1.000000
7) 88.3161 2.1000 58.19 1.622630
8) -20.7757 0.2000 1.000000 非球面
9) 17.3587 2.2000 82.56 1.497820
10) -121.5800 (D1) 1.000000

11) -21.8799 0.8000 42.71 1.820800
12) 9.5495 1.1000 1.000000 非球面
13) -10.0479 0.8000 52.32 1.754998
14) 11.2226 1.8000 23.78 1.846660
15) -20.5128 (D2) 1.000000

16> ∞ 0.2000 1.000000 開口絞りＳ
17) 7.4197 2.2000 58.19 1.622630
18) -32.4532 0.2000 1.000000 非球面
19) 7.3179 2.3000 65.44 1.603001
20) -8.1840 0.8000 40.76 1.882997
21) 5.5046 (D3) 1.000000

22) 7.3400 2.7000 64.06 1.516330
23) -19.6770 0.2000 1.000000 非球面
24) 11.5934 2.8000 82.56 1.497820
25) -7.3626 0.8000 40.76 1.882997
26) 7.6006 0.9000 1.000000
27) 8.9259 1.8000 70.23 1.487490
28) 362.0690 (D4) 1.000000

29) ∞ 1.6500 70.51 1.544370
30) ∞ 0.5000 1.000000
31) ∞ 0.5000 64.14 1.516330
32) ∞ (Bf) 1.000000

[非球面データ]
8面
ｋ＝ +3.6749
ｃ4＝ +2.02720E-05
ｃ6＝ +1.39580E-07
ｃ8＝ +1.76940E-11
ｃ10＝ +8.15890E-12

12面
ｋ＝ -1.9761
ｃ4＝ +2.69980E-04
ｃ6＝ 0.00000E+00
ｃ8＝ 0.00000E+00
ｃ10＝ 0.00000E+00

18面
ｋ＝-15.8053
ｃ4＝ +6.81820E-05
ｃ6＝ -2.95960E-06
ｃ8＝ +2.07110E-08
ｃ10＝ 0.00000E+00

23面
ｋ＝-61.0236
ｃ4＝ -8.23580E-04
ｃ6＝ +5.93180E-05
ｃ8＝ -2.54540E-06
ｃ10＝ +4.50460E-08

[ズーミングデータ]
広角端状態中間焦点距離状態望遠端状態
ｆ 6.51005 17.75126 30.71656
D1 1.19950 8.28210 12.28587
D2 12.28609 5.20376 1.19964
D3 8.98739 3.72664 3.98937
D4 2.97987 8.24053 7.97793

[フォーカシングデータ]
広角端状態中間焦点距離状態望遠端状態
D0 1500.00000 1500.00000 1500.00000
D1 1.19950 8.28210 12.28587
D2 12.28609 5.20376 1.19964
D3 8.95888 3.50867 3.32442
D4 3.00838 8.45850 8.64288

図１４は、本第３実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は広角端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図１５は、本第３実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図１６は、本第３実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は望遠端状態での諸収差図を、（ｂ）は望遠端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。図１７は、本第３実施例にかかるズームレンズの撮影距離１５００ｍｍにおける諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。

各収差図から、本第３実施例にかかるズームレンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

なお、全ての実施例において、正の屈折力を持つレンズの少なくとも１面を回折面としてもよい。また、正の屈折力を持つレンズの少なくとも１つを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。

また、全ての実施例において、フォーカスレンズ群はオートフォーカスにも適用出来、オートフォーカス用の(超音波モーター等の)モーター駆動にも適している。

また、全ての実施例における非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。

また、全ての実施例における各レンズ面には、広い波長城で高い透過率を有する反射防止膜が施されていても良い。反射防止膜を施すことによって、フレアやゴーストを軽減し高いコントラストの高い光学性能を達成できる。

また、本発明の実施例として、４群構成のレンズ系を示したが、該４群を含む５群およびそれ以上の群構成のレンズ系も本発明の効果を内在した同等のレンズ系であることは言うまでもない。また、各レンズ群内の構成においても、実施例の構成に付加レンズを加えただけのレンズ群も本発明の効果を内在した同等のレンズ群であることは言うまでもない。

本発明によれば、ズーム比が４．５倍程度以上、超小型、高性能、およびカメラのぶれ等による像面上の像ぶれ補正機能を有し、固体撮像素子等を用い、ズームレンズを配置する場所が限られている小型のビデオカメラや電子スチルカメラ等の光学装置に好適なズームレンズを提供することができる。また、このズームレンズを具備する光学装置を提供することができる。

なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。

本発明の実施の形態にかかるズームレンズを搭載する光学装置である電子スチルカメラを示し、（ａ）は正面図を、（ｂ）は背面図をそれぞれ示す。図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、本発明の実施の形態にかかるズームレンズの配置の概要を示している。本発明の第１実施例にかかるズームレンズのレンズ構成図を示す。本第１実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は広角端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第１実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第１実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は望遠端状態での諸収差図を、（ｂ）は望遠端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第１実施例にかかるズームレンズの撮影距離１５００ｍｍにおける諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。本発明の第２実施例にかかるズームレンズのレンズ構成図を示す。本第２実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は広角端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第２実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第２実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は望遠端状態での諸収差図を、（ｂ）は望遠端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第２実施例にかかるズームレンズの撮影距離１５００ｍｍにおける諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。本発明の第３実施例にかかるズームレンズのレンズ構成図を示す。本第３実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は広角端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第３実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第３実施例にかかるズームレンズの無限遠撮影距離における諸収差図を示し、（ａ）は望遠端状態での諸収差図を、（ｂ）は望遠端状態におけるレンズシフト状態でのコマ収差図をそれぞれ示す。本第３実施例にかかるズームレンズの撮影距離１５００ｍｍにおける諸収差図を示し、（ａ）は広角端状態での諸収差図を、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差図を、（ｃ）は望遠端状態での諸収差図をそれぞれ示す。

符号の説明

１電子スチルカメラ（光学装置）
２撮影レンズ（ズームレンズ）
３液晶モニター
４レリーズ釦
５補助光発光部
６ワイドーテレ釦
７ファンクション釦
Ｃ撮像素子
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
Ｐ直角プリズム
Ｓ開口絞り
ＬＦローパスフィルタ
ＣＧカバーガラス
Ｉ像面

Claims

光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、
広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第２レンズ群は像面側に移動し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、
前記第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行うことを特徴とするズームレンズ。
前記第３レンズ群が、光軸に沿って物体側より順に、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群が、光軸に沿って物体側より順に、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズと、正の屈折力を持つレンズから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
前記第1レンズ群が、光軸に沿って物体側より順に、負の屈折力を持つレンズと、前記光路折り曲げ手段と、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズから構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群から前記第４レンズ群の各レンズ群に１枚以上の非球面レンズを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記光路折り曲げ手段は、直角プリズムからなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群を光軸方向に移動して、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
請求項１から７のいずれか１項に記載のズームレンズを具備することを特徴とする光学装置。
光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、
広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第２レンズ群は像面側に移動し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、
前記第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行うことを特徴とするズームレンズの手ぶれ補正方法。
光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、
前記第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行い、
広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第２レンズ群は像面側に移動し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動することを特徴とするズームレンズの変倍方法。
光軸に沿って物体側より順に、光路を略９０度折り曲げるための光路折り曲げ手段を備え正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、
広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第２レンズ群は像面側に移動し、前記第４レンズ群は一旦物体側に移動したのち像面側に移動し、
前記第３レンズ群を光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行い、
前記第４レンズ群を光軸方向に移動して、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うことを特徴とするズームレンズのフォーカシング方法。