JP2017223778A - 防振機能を備えた変倍結像光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】望遠端の半画角３．２度程度以下で、鏡筒の全長や外径を抑制し、広角端における十分なバックフォーカスを確保し、優れた防振性能を有する変倍結像光学系を提供する。【解決手段】物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力の第５レンズ群Ｇ５から構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力の２ａレンズ群Ｇ２ａと負の屈折力の２ｂレンズ群Ｇ２ｂから構成されて２ｂレンズ群Ｇ２ｂで防振を行い、前記２ａレンズ群Ｇ２ａは物体側から順に、正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分と負の屈折力のＧ２ａ２レンズ成分の２つのレンズ成分のみから構成され、防振機能を備えた変倍結像光学系。【選択図】図１

Description

本発明は、スチルカメラ、ビデオカメラ等に用いられる変倍結像光学系に関し、特に画角が狭く、更に防振機能を備えた変倍結像光学系に関するものである。

デジタルスチルカメラ等に用いられる結像光学系への防振機能の搭載が進んでおり、超望遠レンズを用いた写真撮影でも手振れによる失敗が減少し、超望遠レンズが身近なものとなってきている。望遠端における半画角が３．２度程度以下となる防振機能を備えた変倍結像光学系の例が、特許文献に記載されている。

特開２０１５−１９１００８号公報 特開２０１４−１４５８０１号公報 特開２０１５−１２９７８８号公報

超望遠レンズには、必然的に小型化、軽量化が難しいという課題が付きまとう。

１点目として、超望遠レンズは焦点距離が長いため一般的に光学系全長が長くなりやすい。このため超望遠レンズは光学系全長の焦点距離に対する比、いわゆる望遠比を小さくすることが求められ、その為には光学系後方に負の屈折力の強いエレメントを配置することが有利である。負の屈折力の強いエレメントを配置した場合、光学系のバックフォーカスは短くなりやすい。一方で、超望遠レンズには、マスター光学系の像側に付加することで焦点距離を延長できる光学系、いわゆるリアテレコンバータを使用したいという要望が存在する。リアテレコンバータ自体の収差の改善のためにはリアテレコンバータの屈折力を緩くするのが有利であるが、屈折力を緩くするほどリアテレコンバータの位置は物体側へ移動してマスター光学系に接近することとなる。このため、高性能なリアテレコンバータを装着可能とするためには、十分なバックフォーカスを確保する必要があり、特にバックフォーカスの短い広角側のバックフォーカスの確保が必要である。バックフォーカスの確保のためには光学系後方の負の屈折力は弱い方が有利であり、光学系全長の短縮の両立が難しくなる。

２点目として、超望遠レンズでは同じＦ値を維持すれば入射瞳径が大きくなるために、径方向も大型化しやすい。入射瞳径に伴って絞りや防振群の径が大きくなると、これらを径方向に駆動させるアクチュエータユニット自体も大型化し、鏡筒全体が大型化してしまう。したがってこれらの径の抑制が重要である。

３点目として、防振群については、ブレを補正するに当たって必要な光軸直交方向の変位量が大きくなればアクチュエータユニットの備えるべきストロークも大きくなるので、ユニット全体が大型化してしまう。ブレの補正に必要な仕事量も大きくなるため消費電力が増大するという問題もある。したがって、像の変位量に対して防振群の変位量を小さくしたい。

４点目として、超望遠ズームレンズでは変倍に伴う各群の移動量も大きくなりやすいが、移動のための機構は鏡筒内部に設けられるので、鏡筒の全長を短縮しようとすれば各群移動量は制限される。２つの筒を繰り出す構造とすれば移動量を大きくとることが可能であるが、２つの筒を重ねる構造をとるので鏡筒の径の抑制が難しいほか、移動群の偏芯の抑制にも不利となる。

特許文献１に記載のズームレンズは、広角端における光学系全長の短縮は一定程度達成されているが望遠端における光学系全長の短縮が不十分であり、これに起因して第１レンズ群の広角端から望遠端への変倍に伴う移動量が大きいため、鏡筒の全長の短縮に難がある。また望遠端における防振群での近軸光線高の抑制が不十分で、防振群の軽量化に不満が残る。

特許文献２に記載の変倍光学系は、第１レンズ群の広角端から望遠端への変倍に伴う移動量の抑制がよく達成されているが、広角端における光学系全長の抑制が不十分であって製品化した場合の収納時の鏡筒の全長が大きい。

特許文献３に記載のズームレンズ系は、第１レンズ群の広角端から望遠端への変倍に伴う移動量が変倍比に比して大きくこれ以上の変倍比の拡張が難しい。また広角端における最終レンズ群から像面までの間隔が焦点距離に比して短すぎ、リアテレコンバータの使用が難しい。

前述の課題を解決するため第１の発明は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群と、負の屈折力の第５レンズ群から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔は減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔は変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔は減少するように、少なくとも前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群が像側から物体側へ向かう方向へ移動し、前記第２レンズ群は、負の屈折力の２ａレンズ群と負の屈折力の２ｂレンズ群から構成されて前記２ｂレンズ群を光軸に直交する方向に変位させることで防振を行い、前記２ａレンズ群は物体側から順に、正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分と負の屈折力のＧ２ａ２レンズ成分の２つのレンズ成分のみから構成され、正の屈折力の前記Ｇ２ａ１レンズ成分と負の屈折力の前記Ｇ２ａ２レンズ成分は空気間隔を持って隔てられて配置され、正の屈折力の前記Ｇ２ａ１レンズ成分ならびに負の屈折力の前記Ｇ２ａ２レンズ成分は内部に空気間隔を含まず、以下の条件式を満足することを特徴とする、防振機能を備えた変倍結像光学系とした。
（１） ０．５５＜｜ｆ５・（１−β５ｗ）／ｆｗ｜＜０．７５
（２） ０．５５＜｜β５ｗ−β５ｔ｜＜０．７７
（３） ２．３０＜｜１／ｆ２ｒｗ−１／ｆ２ｒｔ｜／（１／ｆｗ−１／ｆｔ）＜２．８０
ただし、
ｆ５は第５レンズ群の焦点距離、
β５ｗは第５レンズ群の広角端における結像倍率、
β５ｔは第５レンズ群の望遠端における結像倍率、
ｆｗは全系の広角端における焦点距離、
ｆｔは全系の望遠端における焦点距離、
ｆ２ｒｗは第２レンズ群およびそれ以降の合成系の、広角端における合成焦点距離、
ｆ２ｒｔは第２レンズ群およびそれ以降の合成系の、望遠端における合成焦点距離、
である。

第２の発明は、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群が像面に対して固定されていることを特徴とする、第１の発明に記載の防振機能を備えた変倍結像光学系とした。

第３の発明は、無限遠方から近距離への合焦に際して、前記第４レンズ群のみを像側から物体側へ向かう方向へ光軸に沿って移動することを特徴とする、第１の発明または第２の発明に記載の防振機能を備えた変倍結像光学系とした。

第４の発明は、以下の条件式を満足することを特徴とする、第１の発明から第３の発明のいずれかに記載の防振機能を備えた変倍結像光学系とした。
（４） ０．７０ ＜ ｜ＬＴ２ａ ／ ｆ２ａ｜ ＜ ０．８５
ただし、
ＬＴ２ａは２ａレンズ群の最も物体側の面から２ａレンズ群の像側焦点までの距離、
ｆ２ａは２ａレンズ群の焦点距離、
である。

第５の発明は、以下の条件式を満足することを特徴とする、第１の発明から第４の発明のいずれかに記載の防振機能を備えた変倍結像光学系とした。
（５） −０．０２５ ＜ ｄｐｐ２ａ ／ ｜ｆ２ａ｜ ＜ −０．００５
ただし、ｄｐｐ２ａは２ａレンズ群の物体側主点から像側主点までの距離である。

第６の発明は、前記第３レンズ群は少なくとも３枚の正レンズと２枚の負レンズから構成され、最も物体側に両凸形状の正レンズを有し、最も像側には物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズからなる接合レンズを有することを特徴とする、第１の発明から第５の発明のいずれかに記載の防振機能を備えた変倍結像光学系。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、望遠端の半画角３．２度程度以下で、鏡筒の全長や外径を抑制し、広角端における十分なバックフォーカスを確保し、優れた防振性能を有する変倍結像光学系を提供することを目的とする。

本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例１に係るレンズ構成図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例２に係るレンズ構成図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時に光軸が０.４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例３に係るレンズ構成図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例４に係るレンズ構成図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例５に係るレンズ構成図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の広角端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の中間、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時の横収差図である。 実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の望遠端、無限遠合焦時に光軸が０．４度傾いた状態で防振を行った際の横収差図である。

本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系は、物体側から順に正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群と、負の屈折力の第５レンズ群から構成される。

広角端から望遠端への変倍に際しては、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔は減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔は変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔は減少するように、少なくとも前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群が像側から物体側へ移動する。

第２レンズ群は負の屈折力の２ａレンズ群と負の屈折力の２ｂレンズ群が構成され、２ｂレンズ群を光軸と直交する方向に変位させることで防振を行う。

２ａレンズ群は物体側から順に、正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分と負の屈折力のＧ２ａ２レンズ成分のみから構成される。なお、このＧ２ａ１レンズ成分とＧ２ａ２レンズ成分とは互いに空気間隔を持って隔てられてそれぞれの成分の内部には空気間隔を含まない。すなわち、本発明におけるレンズ成分とは単レンズまたは接合レンズでありこの中に空気間隔を含まないものである。

望遠端での光学系全長を抑えるためには第１レンズ群の屈折力を正、第２レンズ群の屈折力を負として第１レンズ群と第２レンズ群を離して配置し、望遠端において強い望遠型の屈折力配置を形成するのが良い。一方、変倍に伴う第１レンズ群の移動量を削減する、すなわち広角端と望遠端の光学系全長の変化を削減するには、広角端においては逆望遠型の屈折力配置とすると共に望遠端においては望遠型の屈折力配置となるようにすると良い。

そのため広角端においては正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群を接近させてその合成屈折力が負となるように配置し、第１および第２レンズ群の合成系から像側に離れた位置に全体として正の屈折力となる後方レンズ群を配置するのが良い。本発明において後方レンズ群とは、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群である。光学系全長が最も短くなる広角端での光学系全長短縮のためには、前記後方レンズ群を望遠型の屈折力配置とするとよく、詳しくは後方レンズ群を正の屈折力の後方レンズ群１と負の屈折力の後方レンズ群２から構成して、広角端では後方レンズ群１と後方レンズ群２の間隔を離して配置すると良い。また、本発明において後方レンズ群１とは、第３レンズ群と第４レンズ群の合成系であり、後方レンズ群２は第５レンズ群である。

一方、望遠端においては後方レンズ群１と後方レンズ群２を接近させ、更に後方レンズ群全体を第２レンズ群に接近させて、第２レンズ群以降の合成系の屈折力を負とすることで、第１レンズ群との間に望遠型の屈折力配置を構成することにより、望遠端による光学系全長を短縮できる。以上のように構成することで広角端での光学系全長を短縮しつつ第１レンズ群の移動量を削減するのに有利となる。

更に正の屈折力の後方レンズ群１を、光線がほぼアフォーカルで通過する空気間隔を境に２分割して構成し、変倍に伴って当該空気間隔を適切に変化させることで、変倍中の光学系全系の非点収差を適切に制御することが出来る。

以上の理由から本発明の変倍結像光学系では前記の５つの群より構成した。

正の屈折力の第１レンズ群と同じく正の屈折力の第３レンズ群に挟まれる、負の屈折力の第２レンズ群は屈折力の絶対値が大きくなりやすく、第２レンズ群の光軸直交方向の変位に伴う像の光軸直交方向の変位を大きくしやすい。手振れに伴う像変位量が大きくなりやすい望遠の変倍結像光学系においては、第２レンズ群の全部または一部を光軸直交方向に変位させて防振を行う構成がよく知られている。第２レンズ群の中でも像側に位置する一部分を防振に使用することで、防振群の枚数を減らすと共に光束の径を抑制できるので防振群を軽量化しやすく、防振群の追従性において有利である。このため本発明では、第２レンズ群を物体側から順に２ａレンズ群と２ｂレンズ群に分割し、２ｂレンズ群のみを防振群として用いた。更に防振群の径を小さくするため、２ａレンズ群は物体側から順に正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分と負の屈折力のＧ２ａ２レンズ成分を配置し、２ａレンズ群内に望遠型の屈折力配置を形成した。この二つのレンズ成分は空気間隔を持って隔てられる。２ａレンズ群を単一の接合レンズとせずに空気との界面を増やすことで単面辺りの屈折力を下げて２ａレンズ群内の収差発生を抑え、また収差補正の自由度を高めることができるので、結像性能上有利である。当然、更に成分を増やすことで収差補正の自由度をあげることは可能であるが、全体の構成枚数が増加することは好ましくない。

本発明の変倍結像光学系の満たすべき条件式１は第５レンズ群の焦点距離と広角端における結像倍率に係り、十分なバックフォーカスの確保と広角端における光学系全長の短縮に関して望ましい範囲を規定するものである。
（１） ０．５５＜｜ｆ５・（１−β５ｗ）／ｆｗ｜＜０．７５
ただし、
ｆ５は第５レンズ群の焦点距離、
β５ｗは第５レンズ群の広角端における結像倍率、
ｆｗは全系の広角端における焦点距離、
である。

条件式１の上限を超えると広角端におけるバックフォーカスが長くなり、光学系像側のクリアランスは有利だが広角端における光学系全長の短縮が難しい。

条件式１の下限を下回ると広角端におけるバックフォーカスが短くなりすぎ光学系像側への付加光学系の追加が困難となる。

条件式１の上限を０．７３に、更に０．７１に、また条件式１の下限を０．５７に、更に０．５９にすることで本発明の効果をより確実に達成することができる。

本発明の変倍結像光学系の満たすべき条件式２は第５レンズ群の広角端と望遠端の結像倍率の差に係り、広角端と望遠端の第５レンズ群の位置について望ましい範囲を規定するものである。
（２） ０．５５＜｜β５ｗ−β５ｔ｜＜０．７７
ただし、
β５ｗは第５レンズ群の広角端における結像倍率、
β５ｔは第５レンズ群の望遠端における結像倍率、
である。

条件式２の上限を超えて第５レンズ群の広角端と望遠端の結像倍率の差が大きくなると、広角端における第５レンズ群の位置が像面に近くなりすぎて付加光学系の追加が困難となり、あるいは望遠端における第５レンズ群の位置が像面から遠くなりすぎて光学系全長の短縮が難しくなる。

条件式２の下限を下回って第５レンズ群の広角端と望遠端の結像倍率の差が小さくなると、広角端における第５レンズ群の結像倍率が大きくなりすぎて広角端において第５レンズ群より物体側の各レンズエレメントの製造誤差に対する収差変動が大きくなる、または望遠端における第５レンズ群の結像倍率が小さくなりすぎて第４レンズ群までの合成系の焦点距離が長くなりすぎるので、望遠端での光学系全長の短縮に不利となる。

条件式２の上限を０．７５に、更に０．７３に、また条件式２の下限を０．５８に、更に０．６１にすることで本発明の効果をより確実に達成することができる。

本発明の満たすべき条件式３は第２レンズ群以降の合成屈折力の変倍に伴う変化に係り、光学系全長の短縮について望ましい範囲を示したものである。
（３） ２．３０＜｜１／ｆ２ｒｗ−１／ｆ２ｒｔ｜／（１／ｆｗ−１／ｆｔ）＜２．８０
ただし、
ｆｗは全系の広角端における焦点距離、
ｆｔは全系の望遠端における焦点距離、
ｆ２ｒｗは第２レンズ群およびそれ以降の合成系の、広角端における合成焦点距離、
ｆ２ｒｔは第２レンズ群およびそれ以降の合成系の、望遠端における合成焦点距離、
である。

条件式３の上限を超えて第２レンズ群以降の合成屈折力の変化が大きくなると、変倍に伴う光学系全長の変化が小さくなりすぎて、広角端における鏡筒の全長の抑制が難しくなり、あるいは望遠端における結像性能の向上が難しくなる。

条件式３の下限を下回って第２レンズ群以降の合成屈折力の変化が小さくなると、変倍に伴う光学系全長の変化が大きくなりすぎて、すなわち第１レンズ群の移動量が大きくなりすぎ、第１レンズ群移動のためのカムが長くなって広角端における鏡筒の全長の短縮が困難となる。

条件式３の上限を２．７７に、更に２．７５に、また条件式３の下限を２．３４に、更に２．３８にすることで本発明の効果をより確実に達成することができる。

本発明において更に望ましくは第２レンズ群を像面に対して固定することが望ましい。防振群を含む第２レンズ群には防振の制御のために配線を繋ぐ必要がある。第２レンズ群を固定することで配線をシンプルに構成することができる。

本発明においては、無限遠方から近距離への合焦に際して、第４レンズ群を光軸に沿って像側から物体側へ移動させることが望ましい。

望遠端において高速な合焦を行うためには軽量であり、単位移動量あたりの像面移動量の大きい群を移動させるのが望ましい。重量の点からは、光学系後方に位置する群が望ましい。第２レンズ群は防振群を備えるために軽量化しがたく、第３レンズ群は射出光束がアフォーカルに近くなるため単位移動量あたりの像面移動量が小さすぎる。

このため第４レンズ群または第５レンズ群が望ましいが、第５レンズ群を移動させると近距離への移動に従って第５レンズ群の結像倍率が下がってしまうため、距離に対して全系の結像倍率も低くなり、所望の結像倍率を得るための撮影距離が短くなり必要な第５レンズ群の移動量も大きくなりがちとなる。

合焦に際して第４レンズ群を移動させる場合、第４レンズ群への入射光束がほぼアフォーカルであるために第４レンズ群の結像倍率の変動が殆どなく、第５レンズ群の結像倍率も変わらないために所望の結像倍率を得るための撮影距離を第５レンズ群で合焦させる場合よりも長くすることができ、第５レンズ群の移動量を小さくできる。従って、第４レンズ群を合焦に使用することで高速な合焦動作を実現することができる。

条件式４は２ａレンズ群の望遠比に係り、光学系全長の短縮と防振群の小径化に関して望ましい範囲を示すものである。
（４） ０．７０ ＜ ｜ＬＴ２ａ ／ ｆ２ａ｜ ＜ ０．８５
ただし、
ＬＴ２ａは２ａレンズ群の最も物体側の面から２ａレンズ群の像側焦点までの距離、
ｆ２ａは２ａレンズ群の焦点距離、
である。

条件式４の上限を超え、２ａレンズ群の望遠比が大きくなると光学系全長の短縮ならびに２ｂレンズ群の光線径の抑制が不十分であって、防振群の軽量化も不十分である。

条件式４の下限を下回って、２ａレンズ群の望遠比が小さくなると、光学系全長の短縮ならびに光線径の抑制の効果は高くなるが、最も物体側の正の屈折力のレンズ成分の屈折力が強くなりすぎてレンズのティルトに伴う非点収差の変動が大きくなりやすく、製造誤差による性能低下が大きくなってしまう。

条件式４の上限を０．８３に、更に０．８１に、また条件式４の下限を０．７４に、更に０．７８にすることで本発明の効果をより確実に達成することができる。

条件式５は２ａレンズ群の２つの主点の間隔に係り、光学系全長の短縮および防振群の軽量化に関して望ましい範囲を示すものである。
（５） −０．０２５ ＜ ｄｐｐ２ａ ／ ｜ｆ２ａ｜ ＜ −０．００５
ただし、
ｆ２ａは２ａレンズ群の焦点距離、
ｄｐｐ２ａは２ａレンズ群の物体側主点から像側主点までの距離、
である。

２ａレンズ群の物体側主点が像側主点に対して像側に位置することによって、光学系全長を短くすることが出来る。また、より短い区間で軸上光線径を低く出来るので、光学系全長を短縮しながら２ｂレンズ群の光線径を抑制することができる。

条件式５の上限を上回ると物体側主点は像側主点に対して物体側寄りすぎる位置となってしまい、光学系全長短縮ならびに光線径の抑制が不十分である。

条件式５の下限を下回ると光学系全長の短縮ならびに光線径の抑制の効果は高くなるが、最も物体側の正の屈折力のレンズ成分の屈折力が強くなりすぎてレンズのティルトに伴う非点収差の変動が大きくなりやすく、製造誤差による性能低下が大きくなってしまう。

条件式５の下限を−０．０２１に、更に−０．０１７に、また条件式５の上限を−０．００５５に、更に−０．００６０にすることで本発明の効果をより確実に達成することができる。

本発明においては、第３レンズ群は少なくとも３枚の正レンズと２枚の負レンズから構成され、最も物体側に両凸形状の正レンズと、最も像側には物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズからなる接合レンズを有することが望ましい。

第３レンズ群は第２レンズ群の作用により発散された光束が入射し、第４レンズ群に向けアフォーカルに近い光束を射出する。第３レンズ群全体として球面収差の発生を抑えるためには、正レンズを複数に分割して１枚あたりの負の球面収差発生を少なくすると共に、負レンズを導入して正の球面収差を発生させて、正レンズの発生させる球面収差を打ち消すように配置すると良い。負レンズも複数で構成することにより、特に高次の球面収差の発生を抑えられるので、第３レンズ群全体での残存球面収差が小さくなるほか、第３レンズ群を構成するレンズエレメントの偏芯に伴う軸上コマ収差の発生が抑えられる。しかしいたずらに枚数を増加させると小型化が困難となると共に製造コストも上昇する。

本発明では、第３レンズ群の正レンズを３枚として負の球面収差の発生を抑え、負レンズ２枚として高次の球面収差を抑制しながら正の球面収差を発生させ、全体として第３レンズ群の球面収差を良好に補正する構成とした。また発散光束から略平行光束に変換するためには、第３レンズ群の物体側にはなるべく大きな正の屈折力の屈折面を配置することが望ましく、第３レンズ群の最も物体側に大きな正の屈折力となる両凸形状の正レンズを配置することが最も望ましい。逆に、強い負の屈折力の屈折面は像側に配置することが望ましい。全体として正の屈折力の第３レンズ群中では、強い負の屈折面を持つ、またはそれに隣接するレンズエレメントは偏芯に伴う軸上コマ収差の発生が顕著となりやすい。そこで本発明では最も像側に、物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズからなる接合レンズを配することで、第３レンズ群の像側に強い負の屈折面を配置すると共にその前後での組立精度を向上させた。

次に、本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系に係る各実施例のレンズ構成と具体的な数値データについて説明する。尚、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像側の順番で記載する。

［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面又は開口絞りの番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数を示す。またＢＦはバックフォーカスを表す。

面番号を付した（開口絞り）には、平面または開口絞りに対する曲率半径∞（無限大）を記入している。

［各種データ］には、焦点距離等の値を示している。

［可変間隔データ］には、各撮影距離状態における可変間隔及びＢＦ（バックフォーカス）の値を示している。

［レンズ群データ］には、各レンズ群を構成する最も物体側の面番号及び群全体の合成焦点距離を示している。

なお、以下の全ての諸元の値において、記載している焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、レンズ面間隔ｄ、その他の長さの単位は特記のない限りミリメートル（ｍｍ）を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおい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、各実施例に対応する収差図において、ｄ、ｇ、Ｃはそれぞれｄ線、ｇ線、Ｃ線を表しており、ΔＳ、ΔＭはそれぞれサジタル像面、メリジオナル像面を表している。

さらに図１、１１、２１、３１、４１に示すレンズ構成図において、Ｓは開口絞り、Ｉは像面、中心を通る一点鎖線は光軸である。

図１は、本発明の実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系のレンズ構成図である。

物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｇ５が配置されて構成される。

第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズと、両凸レンズＬ３から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に、負の屈折力の２ａレンズ群Ｇ２ａと負の屈折力の２ｂレンズ群Ｇ２ｂより構成される。

２ａレンズ群Ｇ２ａは物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４から成る正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分Ｇ２ａ１と、両凸レンズＬ５および両凹レンズＬ６から成る負の屈折力の接合レンズであるＧ２ａ２レンズ成分Ｇ２ａ２より構成され、変倍、合焦ならびに防振に際して移動しない。

２ｂレンズ群Ｇ２ｂは物体側から順に、両凹レンズＬ７と、両凹レンズＬ８および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９からなる接合レンズより構成され、防振時に光軸に直交する方向に変位し、変倍ならびに合焦に際しては移動しない。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１０と、両凸レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４からなる接合レンズより構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

また第３レンズ群Ｇ３の像側には開口絞りＳを備える。

第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５、両凸レンズＬ１６と両凹レンズＬ１７から成る接合レンズと、両凸レンズＬ１８から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動し、無限遠方から近距離への合焦に際して像側から物体側へ移動する。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１９、両凹レンズＬ２０と両凸レンズＬ２１から成る接合レンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

続いて、以下に実施例１に係る防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例１
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd
1 316.5000 2.0000 1.83481 42.72
2 89.7500 8.2000 1.49700 81.61
3 -415.0000 0.1500
4 88.0000 7.5300 1.49700 81.61
5 -1000.0000 d5
6 111.8000 2.9700 1.69895 30.05
7 750.0000 13.4100
8 340.0000 2.3500 1.54814 45.82
9 -119.0000 0.9000 1.83481 42.72
10 78.9000 6.1500
11 -340.0000 1.0000 1.72916 54.67
12 92.7000 2.3500
13 -51.9000 1.0000 1.72916 54.67
14 51.9000 2.5500 1.85478 24.80
15 410.0000 d15
16 118.0000 3.6500 1.59349 67.00
17 -57.4000 0.1500
18 60.9000 2.8500 1.59349 67.00
19 -505.5000 0.8600
20 -81.0000 1.0000 2.00100 29.13
21 -640.0000 0.1500
22 28.2900 4.1500 1.69895 30.05
23 50.3000 1.0000 2.00100 29.13
24 28.5000 4.1000
25(絞り) ∞ d25
26 -1000.0000 2.1500 1.71736 29.50
27 -73.0500 0.1500
28 65.0000 4.2500 1.65844 50.85
29 -44.3000 1.0000 1.95375 32.32
30 187.5000 0.2500
31 57.7000 2.8500 1.55032 75.50
32 -292.5000 d32
33 77.9500 1.0000 1.95375 32.32
34 27.5600 6.9000
35 -77.9500 1.0000 1.49700 81.61
36 29.9300 5.3500 1.73800 32.26
37 -292.5000 BF
像面 ∞

［各種データ］
ズーム比 3.76
広角 中間 望遠
焦点距離 103.16 200.12 387.95
Fナンバー 5.15 5.92 6.50
全画角2ω 23.36 12.01 6.21
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 221.6588 259.3522 281.5591

［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
d5 4.0000 41.6937 63.9000
d15 27.7000 21.1822 3.5000
d25 30.2000 17.4597 23.5100
d32 13.7500 6.5712 1.9773
BF 52.6388 79.0754 95.3018

［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
G1 1 160.36
G2 6 -36.02
G3 16 64.44
G4 26 53.20
G5 33 -58.91
G2a 6 -201.96
G2b 11 -41.44

図１１は、本発明の実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系のレンズ構成図である。

物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｇ５が配置されて構成される。

第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズと、両凸レンズＬ３から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に、負の屈折力の２ａレンズ群Ｇ２ａと負の屈折力の２ｂレンズ群Ｇ２ｂより構成される。

２ａレンズ群Ｇ２ａは物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４から成る正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分Ｇ２ａ１と、両凸レンズＬ５および両凹レンズＬ６から成る負の屈折力の接合レンズであるＧ２ａ２レンズ成分Ｇ２ａ２より構成され、変倍、合焦ならびに防振に際して移動しない。

２ｂレンズ群Ｇ２ｂは物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凹レンズＬ８および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９からなる接合レンズより構成され、防振時に光軸に直交する方向に変位し、変倍ならびに合焦に際しては移動しない。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１０と、両凸レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４からなる接合レンズより構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

また第３レンズ群Ｇ３の像側には開口絞りＳを備える。

第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５、両凸レンズＬ１６と両凹レンズＬ１７から成る接合レンズと、両凸レンズＬ１８から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動し、無限遠方から近距離への合焦に際して像側から物体側へ移動する。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１９、両凹レンズＬ２０と両凸レンズＬ２１から成る接合レンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

続いて、以下に実施例２に係る防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例２
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd
1 383.9445 2.0000 1.83481 42.72
2 97.9473 8.0282 1.49700 81.61
3 -349.0740 0.1500
4 91.2892 7.0902 1.49700 81.61
5 -2143.1412 d5
6 82.9030 3.5493 1.67270 32.17
7 608.7718 12.1544
8 300.4145 2.2747 1.51823 58.96
9 -161.1029 0.9000 1.83481 42.72
10 66.9701 6.0217
11 1141.3206 0.7000 1.77250 49.62
12 68.9592 2.4562
13 -47.4075 1.0000 1.72916 54.67
14 59.2395 2.6757 1.85478 24.80
15 2784.5642 d15
16 172.5506 3.3649 1.59349 67.00
17 -54.2522 0.1500
18 67.1337 3.2813 1.59349 67.00
19 -186.5874 0.6594
20 -72.7942 0.9000 2.00100 29.13
21 -616.9846 0.1500
22 29.6945 4.0183 1.72825 28.32
23 56.4342 0.9228 2.00100 29.13
24 30.8416 4.9219
25(絞り) ∞ d25
26 -1095.0260 2.4539 1.72825 28.32
27 -70.1808 0.1500
28 62.0016 4.3480 1.65844 50.85
29 -42.9138 0.9000 1.95375 32.32
30 131.1259 0.1500
31 63.2480 2.8987 1.59282 68.62
32 -174.0716 d32
33 82.4231 0.9000 1.95375 32.32
34 28.7075 8.1459
35 -67.6151 1.0000 1.49700 81.61
36 32.6751 5.2217 1.73800 32.26
37 -194.8957 BF
像面 ∞

［各種データ］
ズーム比 3.77
広角 中間 望遠
焦点距離 102.76 199.70 387.76
Fナンバー 5.15 5.95 6.50
全画角2ω 23.47 12.07 6.22
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 221.8401 261.8286 287.2495

［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
d5 4.0000 43.9884 69.4089
d15 27.9519 20.2920 3.5000
d25 30.0659 18.2396 22.4197
d32 13.8400 7.4533 2.0000
BF 52.4451 78.3181 96.3837

［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
G1 1 170.69
G2 6 -37.81
G3 16 66.72
G4 26 52.95
G5 33 -60.42
G2a 6 -241.21
G2b 11 -40.95

図２１は、本発明の実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系のレンズ構成図である。

物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｇ５が配置されて構成される。

第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズと、両凸レンズＬ３から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に、負の屈折力の２ａレンズ群Ｇ２ａと負の屈折力の２ｂレンズ群Ｇ２ｂより構成される。

２ａレンズ群Ｇ２ａは物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４から成る正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分Ｇ２ａ１と、両凸レンズＬ５および両凹レンズＬ６から成る負の屈折力の接合レンズであるＧ２ａ２レンズ成分Ｇ２ａ２より構成され、変倍、合焦ならびに防振に際して移動しない。

２ｂレンズ群Ｇ２ｂは物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凹レンズＬ８および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９からなる接合レンズより構成され、防振時に光軸に直交する方向に変位し、変倍ならびに合焦に際しては移動しない。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１０と、両凸レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４からなる接合レンズより構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

また第３レンズ群Ｇ３の像側には開口絞りＳを備える。

第４レンズ群Ｇ４は、両凸レンズＬ１５、両凸レンズＬ１６と両凹レンズＬ１７から成る接合レンズと、両凸レンズＬ１８から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動し、無限遠方から近距離への合焦に際して像側から物体側へ移動する。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１９、両凹レンズＬ２０と両凸レンズＬ２１から成る接合レンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

続いて、以下に実施例３に係る防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例３
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd
1 281.0524 2.0000 1.83481 42.72
2 87.1359 8.1687 1.49700 81.61
3 -433.4744 0.1500
4 83.3325 7.4649 1.49700 81.61
5 -2606.8195 d5
6 97.3930 3.3116 1.67270 32.17
7 802.6686 12.9789
8 465.0674 2.3545 1.51823 58.96
9 -116.1751 0.9000 1.83481 42.72
10 75.3021 5.7411
11 313.6299 0.7000 1.77250 49.62
12 59.8735 2.5913
13 -45.4793 1.0000 1.72916 54.67
14 53.0072 2.5405 1.85478 24.80
15 2482.8269 d15
16 212.9547 3.2170 1.59349 67.00
17 -53.3544 0.1500
18 71.5013 3.1944 1.59349 67.00
19 -169.6485 0.6512
20 -69.7076 0.9000 2.00100 29.13
21 -318.9235 0.1500
22 30.1579 3.5810 1.72825 28.32
23 63.1501 0.9000 2.00100 29.13
24 32.0108 4.8418
25(絞り) ∞ d25
26 1000.0000 4.2282 1.72825 28.32
27 -77.3938 0.1500
28 59.2888 4.4092 1.65844 50.85
29 -42.4562 0.9000 1.95375 32.32
30 105.2665 0.1500
31 66.4124 3.0046 1.59282 68.62
32 -122.2411 d32
33 59.5783 0.9000 1.95375 32.32
34 26.4861 9.1882
35 -62.4646 1.0000 1.49700 81.61
36 31.1153 5.1852 1.73800 32.26
37 -407.7210 BF
像面 ∞

［各種データ］
ズーム比 3.75
広角 中間 望遠
焦点距離 103.32 199.78 387.76
Fナンバー 5.11 5.95 6.49
全画角2ω 23.28 12.07 6.22
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 221.5222 255.5096 277.4861

［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
d5 6.1300 40.1200 62.0930
d15 26.8955 20.1311 3.5000
d25 29.1185 17.1336 22.3764
d32 14.8704 7.8662 2.0000
BF 47.9064 73.6596 90.9144

［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
G1 1 155.93
G2 6 -35.20
G3 16 66.68
G4 26 52.89
G5 33 -56.93
G2a 6 -189.99
G2b 11 -40.36

図３１は、本発明の実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系のレンズ構成図である。

物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｇ５が配置されて構成される。

第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズと、両凸レンズＬ３より構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に、負の屈折力の２ａレンズ群Ｇ２ａと負の屈折力の２ｂレンズ群Ｇ２ｂより構成される。

２ａレンズ群Ｇ２ａは物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４から成る正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分Ｇ２ａ１と、両凹レンズＬ５から成る負の屈折力のＧ２ａ２レンズ成分Ｇ２ａ２より構成され、変倍、合焦ならびに防振に際して移動しない。

２ｂレンズ群Ｇ２ｂは物体側から順に、両凹レンズＬ６と、両凹レンズＬ７および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８からなる接合レンズより構成され、防振時に光軸に直交する方向に変位し、変倍ならびに合焦に際しては移動しない。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３からなる接合レンズより構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

また第３レンズ群Ｇ３の像側には開口絞りＳを備える。

第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた両凸レンズＬ１４、両凸レンズＬ１５と両凹レンズＬ１６から成る接合レンズと、両凸レンズＬ１７から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動し、無限遠方から近距離への合焦に際して像側から物体側へ移動する。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１８、両凹レンズＬ１９と両凸レンズＬ２０から成る接合レンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

続いて、以下に実施例４に係る防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例４
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd
1 332.7233 2.0000 1.83481 42.72
2 91.8105 7.9233 1.49700 81.61
3 -360.9941 0.1500
4 86.5762 7.1524 1.49700 81.61
5 -1940.8944 d5
6 84.2636 3.6317 1.59270 35.45
7 763.6713 14.2586
8 -612.0116 0.9000 1.80420 46.50
9 70.9704 6.0785
10 -1113.7475 0.7000 1.77250 49.62
11 80.6093 2.2135
12 -51.5145 0.7000 1.72916 54.67
13 53.9510 2.4166 1.85478 24.80
14 486.9825 d14
15 158.7700 3.2049 1.61800 63.39
16 -57.7538 0.1500
17 69.0471 3.2035 1.59349 67.00
18 -210.1234 0.7629
19 -74.5961 0.9000 2.00100 29.13
20 -631.0356 0.1500
21 30.8414 3.5561 1.72825 28.32
22 53.6451 1.2185 2.00100 29.13
23 31.8798 4.8654
24(絞り) ∞ d24
25 -15324.0430 2.4606 1.69895 30.05
26 -71.1566 0.1500
27 67.7252 4.1384 1.65844 50.85
28 -42.5498 0.9000 1.95375 32.32
29 198.7562 0.1500
30 61.3238 2.6997 1.49700 81.61
31 -155.8477 d31
32 98.3849 0.9000 1.95375 32.32
33 30.1756 9.4270
34 -60.7049 1.0000 1.49700 81.61
35 36.4281 4.8554 1.73800 32.26
36 -128.9825 BF
像面 ∞

［各種データ］
ズーム比 3.77
広角 中間 望遠
焦点距離 102.79 199.90 387.66
Fナンバー 5.17 5.92 6.46
全画角2ω 23.48 12.06 6.23
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 221.5668 258.6607 281.4130

［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
d5 4.0000 41.0935 63.8453
d14 28.7043 20.9328 3.5000
d24 29.1219 17.7654 22.4268
d31 13.8505 7.4096 2.000
BF 53.0731 78.6424 96.8239

［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
G1 1 160.50
G2 6 -36.28
G3 15 66.61
G4 25 52.86
G5 32 -61.91
G2a 6 -199.48
G2b 10 -41.29

図４１は、本発明の実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系のレンズ構成図である。

物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｇ５が配置されて構成される。

第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズと、両凸レンズＬ３から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に、負の屈折力の２ａレンズ群Ｇ２ａと負の屈折力の２ｂレンズ群Ｇ２ｂより構成される。

２ａレンズ群Ｇ２ａは物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４から成る正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分Ｇ２ａ１と、両凸レンズＬ５および両凹レンズＬ６から成る負の屈折力の接合レンズであるＧ２ａ２レンズ成分Ｇ２ａ２より構成され、変倍、合焦ならびに防振に際して移動しない。

２ｂレンズ群Ｇ２ｂは物体側から順に、両凹レンズＬ７と、両凹レンズＬ８および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９からなる接合レンズより構成され、防振時に光軸に直交する方向に変位し、変倍ならびに合焦に際しては移動しない。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ１０と、両凸レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４からなる接合レンズより構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

また第３レンズ群Ｇ３の像側には開口絞りＳを備える。

第４レンズ群Ｇ４は、両凸レンズＬ１５、両凸レンズＬ１６と両凹レンズＬ１７から成る接合レンズと、両凸レンズＬ１８から構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動し、無限遠方から近距離への合焦に際して像側から物体側へ移動する。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１９、両凹レンズＬ２０と両凸レンズＬ２１から成る接合レンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際して像側から物体側へ移動する。

続いて、以下に実施例５に係る防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例５
単位：mm
［面データ］
面番号 r d nd vd
1 348.8696 2.0000 1.83481 42.72
2 92.4127 8.0501 1.49700 81.61
3 -363.1535 0.1500
4 87.2024 7.4763 1.49700 81.61
5 -1290.1463 d5
6 99.0766 3.1416 1.68893 31.16
7 565.8859 12.9994
8 373.0898 2.1938 1.54072 47.20
9 -127.0932 0.9000 1.83481 42.72
10 76.6214 6.1241
11 -446.4016 1.0000 1.72916 54.67
12 84.3369 2.4470
13 -50.9474 1.0000 1.72916 54.67
14 54.7070 2.5161 1.85478 24.80
15 591.2889 d15
16 102.9496 3.7629 1.59349 67.00
17 -57.5197 0.1500
18 65.4412 2.9153 1.59349 67.00
19 -285.9449 0.7713
20 -78.7811 1.0000 2.00100 29.13
21 -1484.9917 0.1500
22 29.6660 4.2870 1.72825 28.32
23 52.9885 1.0000 2.00100 29.13
24 29.5569 4.0123
25(絞り) ∞ d25
26 1438.0555 2.2214 1.71736 29.50
27 -77.7034 0.1500
28 61.8950 4.2185 1.65844 50.85
29 -46.4211 1.0000 1.95375 32.32
30 137.8382 0.4763
31 61.3208 2.7575 1.55032 75.50
32 -272.1997 d32
33 82.2525 1.0000 1.95375 32.32
34 28.5927 6.9048
35 -82.3743 1.0000 1.49700 81.61
36 30.7335 5.2740 1.73800 32.26
37 -280.9224
像面 ∞

［各種データ］
ズーム比 3.79
広角 中間 望遠
焦点距離 102.25 199.58 387.56
Fナンバー 5.16 5.94 6.50
全画角2ω 23.62 12.07 6.21
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 221.6679 259.1126 281.5128

［可変間隔データ］
広角 中間 望遠
d5 4.0000 41.4500 63.8456
d15 29.4448 22.0257 3.5000
d25 28.8749 15.8906 24.4349
d32 13.7096 6.4658 2.000
BF 52.5889 80.2353 94.6826

［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
G1 1 160.78
G2 6 -36.40
G3 16 64.91
G4 26 55.40
G5 33 -61.96
G2a 6 -207.60
G2b 11 -41.44

［条件式対応値］
実施例1 実施例2 実施例3
条件式1 ｜f5・(1-β5w)/fw｜ 0.64 0.66 0.60
条件式2 ｜β5w-β5t｜ 0.72 0.73 0.76
条件式3 ｜1/f2rw-1/f2rt｜/(1/fw-1/ft) 2.55 2.41 2.68
条件式4 ｜LT2a/f2a｜ 0.81 0.80 0.79
条件式5 dpp2a/｜f2a｜ -0.007 -0.014 -0.010

実施例4 実施例5
条件式1 ｜f5・(1-β5w)/fw｜ 0.69 0.65
条件式2 ｜β5w-β5t｜ 0.71 0.68
条件式3 ｜1/f2rw-1/f2rt｜/(1/fw-1/ft) 2.51 2.54
条件式4 ｜LT2a/f2a｜ 0.80 0.81
条件式5 dpp2a/｜f2a｜ -0.015 -0.008

本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系においては、更に以下の構成を伴うのが望ましい。

第４レンズ群は１枚の負レンズを含み、この負レンズの前後に少なくとも１枚ずつの正レンズを備えることが望ましい。負レンズを第４レンズ群内に備えることで、第４レンズ群内で球面収差や軸上色収差などを補正することができ、近距離への合焦に伴うこれら諸収差の変動を抑制することができる。

負レンズに対して正レンズを片側に配置する、例えば負レンズの物体側に正レンズを配置した場合、軸上マージナル光線高は正レンズの収斂作用によって下げられてから負レンズに入射するため、負レンズと正レンズの光線通過高さに差が生じる。このため、製造誤差によって正レンズと負レンズの間に偏芯が発生した際に球面収差の補正に光軸に対して非対称な誤差が生じることで偏芯コマ収差を生じやすい。

一方、正レンズを２枚に分割して配置することで、正レンズの１枚当たりの屈折力を下げることができ、球面収差発生そのものを抑えることで補正に必要な負レンズの屈折力も抑えることができる。２枚の正レンズを負レンズの前後に配置することによって第４レンズ群内での軸上マージナル光線高の変化を抑制できるため、偏芯発生時の球面収差の補正の光軸に対する非対称も生じづらくなる。

第４レンズ群は広角端において像面よりに位置し、特に周辺画角の上側マージナル光線が第４レンズ群の上側に入射して大きく屈折する。このため、物体側の正レンズを更に２分割して、物体側から順に正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの構成とすることがより望ましい。第４群内の負レンズと、隣接する正レンズのいずれかを接合レンズとすることで第４レンズ群内での偏芯を抑制することができるので、更に好ましい。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ２ａ ２ａレンズ群
Ｇ２ｂ ２ｂレンズ群
Ｇ２ａ１ Ｇ２ａ１レンズ成分
Ｇ２ａ２ Ｇ２ａ２レンズ成分
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面

Claims (6)

1. 物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群と、負の屈折力の第５レンズ群から構成され、
   広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔は減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔は変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔は減少するように、少なくとも前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群が像側から物体側へ向かう方向へ移動し、
   前記第２レンズ群は、負の屈折力の２ａレンズ群と負の屈折力の２ｂレンズ群から構成されて前記２ｂレンズ群を光軸に直交する方向に変位させることで防振を行い、
   前記２ａレンズ群は物体側から順に、正の屈折力のＧ２ａ１レンズ成分と負の屈折力のＧ２ａ２レンズ成分の２つのレンズ成分のみから構成され、
   正の屈折力の前記Ｇ２ａ１レンズ成分と負の屈折力の前記Ｇ２ａ２レンズ成分は空気間隔を持って隔てられて配置され、
   正の屈折力の前記Ｇ２ａ１レンズ成分ならびに負の屈折力の前記Ｇ２ａ２レンズ成分は内部に空気間隔を含まず、
   以下の条件式を満足することを特徴とする、防振機能を備えた変倍結像光学系。
   （１） ０．５５＜｜ｆ５・（１−β５ｗ）／ｆｗ｜＜０．７５
   （２） ０．５５＜｜β５ｗ−β５ｔ｜＜０．７７
   （３） ２．３０＜｜１／ｆ２ｒｗ−１／ｆ２ｒｔ｜／（１／ｆｗ−１／ｆｔ）＜２．８０
   ただし、
   ｆ５は第５レンズ群の焦点距離、
   β５ｗは第５レンズ群の広角端における結像倍率、
   β５ｔは第５レンズ群の望遠端における結像倍率、
   ｆｗは全系の広角端における焦点距離、
   ｆｔは全系の望遠端における焦点距離、
   ｆ２ｒｗは第２レンズ群およびそれ以降の合成系の、広角端における合成焦点距離、
   ｆ２ｒｔは第２レンズ群およびそれ以降の合成系の、望遠端における合成焦点距離、
   である。
2. 広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群が像面に対して固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の防振機能を備えた変倍結像光学系。
3. 無限遠方から近距離への合焦に際して、前記第４レンズ群のみを像側から物体側へ向かう方向へ光軸に沿って移動することを特徴とする、請求項１または２に記載の防振機能を備えた変倍結像光学系。
4. 以下の条件式を満足することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の防振機能を備えた変倍結像光学系。
   （４） ０．７０ ＜ ｜ＬＴ２ａ ／ ｆ２ａ｜ ＜ ０．８５
   ただし、
   ＬＴ２ａは２ａレンズ群の最も物体側の面から２ａレンズ群の像側焦点までの距離、
   ｆ２ａは２ａレンズ群の焦点距離、
   である。
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の防振機能を備えた変倍結像光学系。
   （５） −０．０２５ ＜ ｄｐｐ２ａ ／ ｜ｆ２ａ｜ ＜ −０．００５
   ただし、ｄｐｐ２ａは２ａレンズ群の物体側主点から像側主点までの距離である。
6. 前記第３レンズ群は少なくとも３枚の正レンズと２枚の負レンズから構成され、最も物体側に両凸形状の正レンズを有し、最も像側には物体側から順に１枚の正レンズと１枚の負レンズからなる接合レンズを有することを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の防振機能を備えた変倍結像光学系。

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