JP3950860B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズに関し、特に、全系の屈折力配置及び変倍移動群の配置、及び第４群の構成を適切に規定することにより、全変倍範囲にわたり、特に防振時も良好なる光学性能を有した、テレビカメラや写真用カメラ、そしてビデオカメラ等に好適なズームレンズに関する。

従来、テレビカメラや写真用カメラ、そしてビデオカメラ等には大口径、高変倍でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要求されている。

このことに加えて、特に放送用のカラーテレビカメラでは操作性、機動性が重視され、その要求に答えて撮像デバイスも２／３インチや１／２インチの小型のＣＣＤ（固体撮像素子）が主流となってきた。このＣＣＤは撮像範囲全体が略均一の解像力を有しているため、これを用いるズームレンズに対しては、画面中心から画面周辺まで解像力が略均一であることが要求されている。例えばコマ収差や非点収差、歪曲収差等の諸収差が良好に補正され、画面全体が高い光学性能を有していることが要望されている。更に大口径、広角、高変倍比でしかも小型軽量であること、そして撮像手段の前方に色分解光学系や各種のフィルターを配置するため、長いバックフォーカスを有していること等が要望されている。

さらに、特に焦点距離の長い撮影系を使用したときに生じる振動や手ぶれによる画像ぶれの抑制が大きな問題となっており、画像ぶれの生じない防振機能の要望が高まっている。

たとえば、特開昭６１−２２３８１９号公報では、もっとも被写体側に屈折型可変頂角プリズムを配置した撮影系において、撮影系の振動に対応させて前記屈折型可変頂角プリズムを配置した撮影系の振動に対応させて前記屈折型可変頂角プリズムの頂角を変化させて画像の安定化を図っている。

また、特開平１−１１６６１９号公報や、特開平２−１２４５１２号公報では、加速度センサー等を利用して撮影系の振動を検知し、このとき得られる信号に応じ、撮影系の一部のレンズ群を光軸と直交させる方向に振動させることにより静止画像を得る方法が行なわれている。

また、特開平８−２９７３８号公報では、物体側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、負の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有するズームレンズであって、前記第４群は正の屈折力の前群と正の屈折力の後群の２つのレンズ群よりなり、前記前群を光軸と垂直方向に移動させて前記ズームレンズが振動したときの撮影画像のブレを補正している。

また、特開平１０−９０６０１号公報では、物体側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、負の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群、正の屈折力の第５群の５つのレンズ群を有するズームレンズであって、前記第４群を光軸と垂直方向に移動させて前記ズームレンズが振動したときの撮影画像のブレを補正している。

また、特開平７−２７９７８号公報には、物体側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、負の屈折力の第３群、正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有するズームレンズであって、前記第４群は正の屈折力の前群と正の屈折力の後群の２つのレンズ群よりなり、第３群または前記前群を光軸と垂直方向に移動させて前記ズームレンズが振動したときの撮影画像のブレを補正している。
特開昭６１−２２３８１９号公報 特開平１−１１６６１９号公報 特開平２−１２４５１２号公報 特開平８−２９７３８号公報 特開平１０−９０６０１号公報 特開平７−２７９７８号公報

一般に防振光学系を撮影系の前方に配置し、前記防振光学系の一部の可動レンズ群を駆動制御して撮影画像のブレをなくし、静止画像を得る方法は装置全体が大型化し、かつ前記可動レンズ群を移動させるための移動機構が複雑化してしまう。

可変頂角プリズムを用いて防振を行う光学系では特に望遠側において防振時に偏心倍率色収差の発生量が多くなってしまう。

一方、撮影系の一部のレンズを光軸に対して垂直な方向に偏心させて防振を行う光学系においては、防振のために特別な光学系は要しないという利点はあるが、移動させるレンズのための空間を必要とし、また防振時における偏心収差の発生量が多くなってしまう。

特に、上述した特開平８−２９７３８号公報の正、負、負、正の４つのレンズ群よりなる４群構成の変倍光学系において第４群の正の前群を光軸に対して垂直な方向に移動させて防振を行うズームレンズにおいては、防振レンズ群が比較的防振効果（偏心量に対する光軸の移動量）が小さい正の群であることから、結果として防振レンズ群の移動量が大きくなって駆動機構が大型化する可能性がある。

また、特に、上述した特開平１０−９０６０１号公報の、正、負、正、負、正の５つのレンズ群よりなる５群構成のズームレンズにおいて第４群を光軸と垂直方向に移動させて防振を行うズームレンズにおいては、前記第４群が変倍中光軸方向に移動する群であるために、駆動制御機構が複雑になってしまう。

本発明は、全変倍は範囲にわたり防振時についても高い光学性能を有し、機構全体が小型軽量なズームレンズ及びそれを用いた撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１群と、変倍時に移動する負の屈折力の第２群と、変倍時に移動する負の屈折力の第３群と、変倍時に固定の正の屈折力の第４群を有するズームレンズであって、
前記第４群は負の屈折力の防振レンズ群を有し、前記防振レンズ群は光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させることで、画像を変位させる作用を備え、
前記第４群は、光軸上に挿脱可能であって全系の焦点距離を変化させるための焦点距離変換光学系を前記防振レンズ群より像面側に有することを特徴としている。

以上説明した本発明によれば、所謂４群ズームレンズにおいて、全系の屈折力配置及び変倍移動群の配置を規定し、第４群の構成を規定することにより、全変倍範囲にわたり防振時についても高い光学性能を有し、機構全体が小型軽量な防振ズームレンズを提供することができる。

まず、光学系内の部分系が光軸と直交方向に偏心した場合の偏心収差の発生について、収差論的な立場より、第２３回応用物理学講演会（１９６２年）に松居より示された方法に基づいて説明する。ここで使用する１２個の数式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）、（ｌ）は以下の通りである。

撮影レンズの一部のレンズ群ｐをＥだけ平行偏心させたときの全系の収差量Δ′Ｙは（ａ）式に示すように偏心前の収差量ΔＹと偏心によって発生した偏心収差量ΔＹ（Ｅ）との和になる。

ここで偏心収差ΔＹ（Ｅ）は（ｂ）式に示すように１次の偏心コマ収差（IIＥ）、１次の偏心非点収差（IIIＥ）、１次の偏心像面湾曲（ＰＥ）、１次の偏心歪曲収差（ＶＥ１）、１次の偏心歪曲付加収差（ＶＥ２）、１次の原点移動ΔＥで表される。

また、（ｃ）式から（ｈ）式の（IIＥ）〜（ΔＥ）までの収差は全系の焦点距離を１に規格化したとき近軸光線の偏心レンズ群への軸上マージナル光線の入射角と出射角を各々αｐ、αｐ′とし、瞳中心を通る主光線の入射角をαｐとしたときに偏心レンズ群の収差係数Ｉｐ、IIｐ、IIIｐ、Ｐｐ、Ｖｐ及び、偏心レンズ群より像側のレンズ系の収差係数Iｑ、IIｑ、IIIｑ、Ｐｑ、Ｖｑを用いて表される。

同様に、レンズ群ｐをＥだけ平行偏心させたときの全系の色収差量ΔｃＹａは、（ｉ）式に示すように平行偏心させる前の収差ΔｃＹと、偏心によって発生した収差ΔｃＹ（Ｅ）の和になる。

ここで平行偏心させる前の収差ΔｃＹ、及び偏心収差ΔｃＹ（Ｅ）は、軸上色収差Ｌ、倍率色収差Ｔ、１次の偏心色収差Ｔｅを用いてそれぞれ（ｊ）式、（ｋ）式のように表すことができる。

また、（ｌ）式の１次の偏心色収差係数（ＴＥ）はレンズ群ｐの色収差係数Ｌｐ、Ｔｐと、平行偏心させるレンズ群より像面側に配置されるレンズ群全体の色収差係数をＬｑ、Ｔｑを用いて表すことができる。

このうち、偏心による像移動を表すのが１次の原点移動（ΔＥ）であり、結像性能に影響するのは（ＩＥ）、（IIＥ）、（ＰＥ）、（ＴＥ）である。

偏心収差の発生を小さくするためには、第１に（ｂ）式に示すようにレンズ群ｐの偏心量Ｅを小さくすることが必要である。

偏心収差の発生を小さくするためには第２に、（ｃ）式〜（ｇ）式に示すレンズ群Ｐの偏心収差係数を微小とするために、レンズ群ｐの諸収差係数Ｉｐ、ＩＩｐ、ＩＩＩｐ、Ｐｐ、Ｖｐを小さな値とするか、もしくは諸収差係数を互いにうち消し合うようにバランスよく設定することが必要となってくる。

特に上記の（ｃ）式〜（ｇ）式に示される偏心収差係数が小さな値となるように、平行偏心させるレンズ群ｐへ入射し、このレンズ群ｐより像面側に配置されるレンズ群全体ｐの３次収差係数、及びレンズ群ｐから射出する近軸光線の換算傾角、３次収差係数、及びレンズ群pより像面側に配置されるレンズ群全体ｑの３次収差係数の値をそれぞれ適切に設定することが必要となる。すなわち、レンズ群を光軸と垂直な方向に平行偏心させたときに発生する中心画像の劣化を除去
するため、主として（ｃ）式に示される１次の偏心コマ収差を良好に補正し、また同時に平行偏心させたときに発生する片ボケを良好に補正するため、主として（ｄ）式に示される１次の偏心像面湾曲を良好に補正することが必要となる。もちろんこの他の諸収差もそれぞれ良好に補正することも当然のことながら必要である。

偏心収差の発生を小さくするためには第３に、（ｌ）式に示される偏心色収差係数（ＴＥ）を微小とするために、レンズ群ｐとその像面側に配置されるレンズ群全体ｑの色収差係数をそれぞれ適切に設定する必要がある。

本発明においては、ズーム全域で防振時も高い光学性能とし、防振装置全体の小型化を図っている。

図１は、本実施形態の防振ズームレンズの概念図である。ここでＦは第１群としての正の屈折力のフォーカス群（前玉レンズ群）である。Ｖは第２群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ単調に移動させることにより、広角端（ワイド）から望遠端（テレ）への変倍を行っている。Ｃは負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を往復軌道の移動をしている。バリエータＶとコンペンセータＣとで変倍系を構成している。ＳＰは開口絞り、Ｒは第４群としての全体として正の屈折力の固定のリレー群である。変倍に際しＦ〜Ｃまでが形成する像点Ｉ′は変化しないので、Ｒだけの結像関係を考えると、その配置および近軸追跡値は変倍に関わらず不変である。したがって、変倍移動群より像側の、変倍に際し固定の群に防振レン
ズ群（第ＩＳ群）を配置することにより、変倍に伴う各偏心収差係数の変動を防
止できる。

ところで、像面上で所定の画ブレ補正量ΔＹを得るために必要な防振レンズ群の偏心量Ｅ４ｓは、（ｂ）式から、Ｒ＝０、ω＝０、αｋ′＝１として以下の式で表される。
Ｅ４ｓ＝−ΔＹ／｛２（ΔＥ）｝ （ｍ）
一次の原点移動（ΔＥ）は（ｈ）式で表されることから、必要な画ブレ補正量ΔＹを得るための偏心量Ｅ４ｓは防振レンズ群に対する軸上マージナル光線の入射換算傾角αと出射換算傾角α′で規定される。

そこで本実施形態では、以下の（１）式を満足させている。
−０．４５＞（α′−α） （１）
（１）式を満足しないと、偏心量Ｅ４ｓの増大によって防振レンズ群の移動量が急激に増加することに加え、偏心を考慮した防振レンズ群の有効径が増大することから、必要な駆動力が急激に増大して機構全体が大型化する。また、偏心量Ｅ４ｓの増大に伴って偏心収差の発生が大きくなるので防振時の光学性能上も良くない。

さらに、（１）式を満足するためには、第４群中に軸上光束を強く屈折させるレンズ構成が必要となってくる。このレンズ構成を軸上光束が強く屈折されるズームレンズの出口近傍に設定すると、駆動装置等の関係からテレビカメラとの光学的或いはメカニカルなインターフェース上の問題点が発生してしまうので好ましくない。また、第４群中にこのようなレンズ構成を新設すると屈折力の確保或いは収差補正のために必要な構成枚数が増大し、ズームレンズ全体が大型化してしまう。

そこで、第１群、第２群、第３群の屈折力配置を適切に設定することで、まず、変倍部をコンパクトにし、尚且つこの変倍部からの発散光線を正の屈折力の第４群の物体側の複数のレンズエレメントを利用することで収斂光線に転じさせる。

この結果、第４群全体の有効径の増大を抑制し、リレーレンズ部、牽いては後に詳しく述べる焦点距離変換光学系のコンパクト化を図ることができる。

この第４群の収斂作用の空間に適切な屈折力の負レンズを配置することで上記のような問題点を回避しつつ比較的容易に軸上光束を強く屈折させるレンズ構成を達成することが可能となる。

（ｃ）〜（ｇ）式の関係から、防振レンズ群による偏心収差を補正するためには、防振レンズ群の各収差係数分担値を適切に制御する必要がある。したがって防振レンズ群を少なくとも１枚ずつの正レンズと負レンズで構成するのが好ましい。それにより、防振レンズ群の各収差係数分担値の制御が容易となり、偏心収差の補正が容易になって、防振時に偏心コマ、偏心像面湾曲等の偏心諸収差が発生しにくくなる。

また、（ｌ）式の関係から、防振レンズ群による偏心色収差を補正するためには、防振レンズ群の各色収差係数分担値を適切に制御する必要がある。したがって防振レンズ群を構成する正レンズのアッベ数のνｐと、負レンズのアッベ数のνｎの関係を以下の（２）式を満足させるようにしている。
１０＜（νｎ−νｐ） （２）
条件式（２）を満足しないと、防振レンズ群の各色収差係数の制御が困難になり、偏心色収差の補正が困難になって、防振時に色の非対称が発生しやすくなる。

（ｌ）式の関係から、防振レンズ群による偏心色収差を補正するためには、防振レンズ群像面側の群の各色収差係数分担値を適切に制御する必要がある。したがって防振レンズ群の像面側に配置される第４群のその他のレンズエレメントの各色収差係数の制御が困難になり、防振レンズ群の偏心色収差の抑制が困難になって、防振時に色の非対称が発生しやすくなる。

そのため、例えば防振レンズ群の像面側に配置される第４群のその他のえレンズエレメントを構成する正レンズのアッベ数の平均値（νｐ（４Ｒ））と、負レンズのアッベ数の平均値（νｎ（４Ｒ））とは、以下の（３）式のような関係を満足することが望ましい。
νｐ（４Ｒ）−νｎ（４Ｒ）＞１０ （３）
すなわち、正レンズのアッベ数の平均値の方が負レンズのアッベ数の平均値よりも大きくかつその差が１０を越えるような色消しが望ましい。

また、（ｃ）式〜（ｇ）式の関係から、防振レンズ群による偏心収差を補正するためには、防振レンズ群の像面側の群の各収差係数分担値を適切に制御する必要がある。したがって防振レンズ群の像面側に配置される第４Ｒ群を少なくとも１枚の負レンズと複数の正レンズで構成しないと、各収差係数の制御が困難となり、偏心収差の抑制が困難になって、防振時に偏心コマ、偏心像面湾曲等の偏心諸収差が発生しやすくなる。

また、本実施形態においては、防振レンズ群の物体側又は像面側の近接した空間に開口絞りを配置することで軸外光線が防振レンズ群の略中央部を通過する事が可能となり防振レンズ群が偏心したときの軸外光線の光路の変化を極力抑えることができるため、特に１次の偏心像面湾曲（ＰＥ）、１次の偏心歪曲収差（ＶＥ１）、１次の偏心歪曲付加収差（ＶＥ２）等の軸外光線に係る偏心収差の変化を軽減している。

また、本実施形態においては、この第４群は、全系の焦点距離を変換させる焦点距離変換光学系を防振レンズ群よりも像側に光軸上に挿脱可能にしている。内臓エクステンダー等、ユニット切り換えなどの方法により、変倍域を望遠側または広角側にシフトする光学系を、防振レンズ群の像側に有することを規定しており、変換の前後で防振レンズ群の制御の変更を不要にしている。焦点距離変換光学系による焦点距離変換の前後で、防振レンズ群の物体側の配置は変化しないため、所定の補正角θを得るための防振レンズ群の偏心量Ｅは変化せず、防振レンズ群の制御を変える必要がない。

また、本実施形態においては、第３群を少なくとも１つの負レンズと少なくとも１つの正レンズにより構成し、その両レンズエレメントの間に適切な屈折率差、及びアッベ数差を設けることによりズーミングにおける色収差や球面収差の変動を補正することは勿論のこと、ズームレンズ全体における第４群が負担するワイド端の球面収差や色収差を軽減できるため、第４群の偏心収差への影響をも軽減することができる。

このように、全系の屈折力配置と変倍移動群の規定、防振レンズ群およびその像側のレンズ群の構成を適切に設定することにより、防振レンズ群の小型軽量化を図りつつ、防振レンズ群の偏心による光学性能への影響を変倍時も含め微小として、防振時も光学性能の良好な防振ズームレンズを達成することができる。

次に本発明の数値実施例について以下に示す。

数値実施例１の諸元を表１に示す。

ｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ面のレンズ厚又は空気間隔、ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズの材質の屈折率とアッベ数である。「νｉ」は、表中では「ｖｉ」と記されている。

ｄ１０、ｄ１８、ｄ２１は可変である。焦点距離が８．５、５１．０、１２７．５の時のそれぞれの値は表１０に示されている。これらの値は、数値実施例２、数値実施例３においても同様である。

第１１面（ｒ１１）及び、第１８面（ｒ１８）は非球面である。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光線の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを各々非球面係数としたとき、

である。

参照球面Ｒ、非球面係数ｋ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの値は表３に示されている。表１１において、例えば「３．２１３１Ｄ^-6」とあるのは「３．２１３１×１０^-6」の意味である。これらの数値は、数値実施例２、数値実施例３においても同様である。

図２は本発明の数値実施例１の広角端におけるレンズ断面図である。Ｆは第１群としての正の屈折力のフォーカス群（前玉レンズ群）である。Ｖは第２群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ単調に移動させることにより、広角端（ワイド）から望遠端（テレ）への変倍を行っている。Ｃは負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を往復軌道の移動をしている。バリエータＶとコンペンセータＣとで変倍系を構成している。

ＳＰは開口絞り、Ｒは第４群としての正の屈折力の固定のリレー群である。Ｐは色分解プリズムや光学フィルター等であり、同図ではガラスブロックとして示している。

ｄ３５はエクステンダー挿入間隔であって、この空間に焦点距離変換光学系（ＩＥ）を挿入／排出なる切り替えによりズームレンズの広角端焦点距離を望遠側（或いは広角側）にシフトすることが可能となっている。

次に本実施例におけるズームレンズの第４群の特徴について説明する。第４群は負の屈折力の防振レンズ群（ＩＳ）と複数のレンズエレメントで構成されており、図４に示すように防振レンズ群は第４群の収斂光束中に配置している。また、図５に示すように焦点距離変換光学系に切換え時にも第４群内の収斂光束中に配置している。防振レンズ群は、防振用に光軸に対し略垂直な方向に移動する機能をもつ。前期防振レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されており、前記防振レンズ群への入射換算傾角をα、換算出射傾角をα′とし、前記負レンズのアッベ数をνｎ、前記正レンズのアッベ数をνｐとしたとき、各式の値は下記の値をとる。
α′−α＝−０．４９９
νｎ−νｐ＝１８．０
また、防振レンズ群より像面側に構成しているレンズエレメントは４枚の正レンズと２枚の負レンズで構成されており、これら４枚の正レンズ数の平均値は６２．１、２枚の負レンズのアッべ数の平均値は３７．９であって、正レンズのアッべ数の平均値が２４以上も大きい効果的な色消しを行っている。

また、（ｃ）〜（ｈ）、（ｌ）式に対応する各偏心収差係数を、防振レンズ群をｐ、防振レンズ群の像側のレンズ群をｑとして、表４に示す。

防振レンズ群の入出射換算傾角と、防振レンズ群と防振レンズ群の像側のレンズ群の各収差係数の分担値を適切に設定することにより、防振レンズ群の各偏心収差係数を微小としている。

図６〜図８に数値実施例１の広角端、ｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端の縦収差図を示す。

図９〜図１１に数値実施例１の広角端、ｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端における像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図を示す。

図１２〜図１４に数値実施例１の広角端、ｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトさせたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図を示す。

数値実施例２の諸元を表５に示す。

図１５は本発明の数値実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。

図１５において、Ｆは第１群としての正の屈折力のフォ−カス群（前玉レンズ群）である。Ｖは第２群としての変倍用の負の屈折力のバリエ−タであり、光軸上を像面側へ巣調に移動させることにより、広角端（ワイド）から望遠端（テレ）への変倍を行っている。Ｃは負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を往復軌道の移動をしている。バリエータＶとコンペンセータＣとで変倍系を構成している。

ＳＰは絞り、Ｒは第４群としての正の屈折力の固定のリレー群である。Ｐは色分解プリズムや光学フィルター等であり、同図ではガラスブロックとして示している。

Ｒ３２からＲ３７は防振レンズ群であり、負の屈折力を有する。Ｒ３７の像面側には比較的大きな空間を有し、この空間に焦点距離変換光学系（ＩＥ）を挿入することでズームレンズ全系の焦点距離を望遠側（或いは広角側）にシフトさせる。

次に本実施例におけるズームレンズの第４群の特徴について説明する。第４群は負の屈折力の防振レンズ群（ＩＳ）と複数のレンズエレメントで構成されており、図１６に示すように配置している。

防振レンズ群が防振用に光軸に対し略垂直な方向に移動する機能をもつ。前記防振レンズ群は２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されており、前記防振レンズ群への入射換算傾角をα、換算出射傾角をα′とし、前記負レンズのアッベ数の平均値をνｎ、前記正レンズのアッベ数をνｐとしたとき、各式の値は下記の値をとる。
α′−α＝−０．７００
νｎ−νｐ＝１１．３６
また、防振レンズ群より像面側に構成しているレンズエレメントは４枚の正レンズと２枚の負レンズで構成されており、これら４枚の正レンズのアッベ数の平均値は６１．８、２枚の負レンズのアッベ数の平均値３９．０であって、正レンズのアッベ数の平均値が２２以上も大きい効果的な色消しを行っている。（ｃ）〜（ｈ）、（ｌ）式に対応する各偏心収差係数を、防振レンズ群をｐ、防振レンズ群の像側のレンズ群をｑとして、表６に示す。

防振レンズ群の入出射換算傾角と、防振レンズ群と防振レンズ群の像側のレンズ群の各収差係数の分担値を適切に設定することにより、防振レンズ群の各偏心収差係数を微小としている。

図１７〜図１９に数値実施例２の広角端、ｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端の縦収差図を示す。

図２０〜図２２に数値実施例２のｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端における像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図を示す。

図２３〜図２５に数値実施例２の広角端、ｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトさせたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図を示す。

数値実施例３の諸元を表７に示す。

図２６は本発明の数値実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。Ｆは第１群としての正の屈折力のフォーカス群（前玉レンズ群）である。Ｖは第２群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ単調に移動させることにより、広角端（ワイド）から望遠端（テレ）への変倍を行っている。Ｃは負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を往復軌道の移動をしている。バリエータＶとコンペンセータＣとで変倍系を構成している。

ＳＰは絞り、Ｒは第群としての正の屈折力の固定のリレー群である。Ｐは色分解プリズムや光学系フィルター等であり、同図ではガラスブロックとして示している。

Ｒ３２からＲ３７は防振レンズ群であり、負の屈折力を有する。Ｒ３７の像面側には比較的大きな空間を有し、この空間に焦点距離変換光学系（ＩＥ）を挿入することでズームレンズ全系の焦点距離を望遠側或いは広角側にシフトさせる。

次に本実施例におけるズームレンズの第４群の特徴について説明する。第４群は負の屈折力の防振レンズ群（ＩＳ）と複数のレンズエレメントで構成されており、図２６に示すように配置している。防振レンズ群が防振用に光軸に対し略垂直な方向に移動する機能をもつ。前記防振レンズ群は２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されており、前記防振レンズ群への入射換算傾角をα、換算出射傾角をα′とし、前記負レンズのアッベ数の平均値をνｎ、前記正レンズのアッベ数をνｐとしたとき、各式の値は下記のようになり、条件を満たす。
α′−α＝−０．９００
νｎ＝−νｐ＝２６．８
また、防振レンズ群より像面側に構成しているレンズエレメントは４枚の正レンズと２枚の負レンズで構成されており、これら４枚の正レンズのアッベ数の平均値は６１．１、２枚の負レンズのアッベ数の平均値は３９．０であって、正レンズのアッベ数の平均値が２２以上も大きい効果的な色消しを行っている。

（ｃ）〜（ｈ）、（ｌ）式に対応する各偏心収差係数を、防振レンズ群をｐ、防振レンズ群の像側のレンズ群をｑとして、表８に示す。

防振レンズ群の入出射換算傾角と、防振レンズ群と防振レンズ群の像側のレンズ群の各収差係数の分担値を適切に設定することにより、防振レンズ群の各偏心収差係数を微小としている。

図２８〜図３０に数値実施例３の広角端、ｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端の縦収差図を示す。

図３１〜図３３に数値実施例３の広角端、ｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端における像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図を示す。

図３４〜図３６に数値実施例３の広角端、ｆ＝５１．０ｍｍ、望遠端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトさせたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図を示す。

次に数値実施例１から３のズームレンズを撮影光学系として用いた撮影装置（テレビカメラシステム）の実施形態を図３７を用いて説明する。

図３７において、１０６はレンズを含む撮影装置本体、１０１は数値実施例１から３のズームレンズによって構成された撮影光学系、１０２はフィルターや色分解プリズムに相当するガラスブロック、１０３は撮影光学系１０１によって形成される被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子、１０４，１０５は撮影装置及びレンズの制御を司るＣＰＵである。

このように数値実施例１から３のズームレンズをテレビカメラ等の撮影装置に適用することにより、防振時においても良好な光学性能を有する撮影装置を実現することができる。

本発明のズームレンズの動作を説明する為の概念的光路図 本発明の数値実施例１の広角端におけるレンズ断面図 本発明の数値実施例１において焦点距離変換サブユニットを備えたレンズ断面図 数値実施例１において第４群の位置を説明するための光路図 数値実施例１において焦点距離変換サブユニットを備えた第４群の位置を説明するための図 本発明の数値実施例１の広角端における縦収差図 本発明の数値実施例１の中間焦点距離における縦収差図 本発明の数値実施例１の望遠端における縦収差図 本発明の数値実施例１の広角端における横収差図 本発明の数値実施例１の中間焦点距離における横収差図 本発明の数値実施例１の望遠端における横収差図 本発明の数値実施例１の広角端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図 本発明の数値実施例１の中間焦点距離において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図 本発明の数値実施例１の望遠端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図 本発明の数値実施例２の広角端におけるレンズ断面図 数値実施例２において第４群の位置を説明するための光路図 本発明の数値実施例２の広角端における縦収差図 本発明の数値実施例２の中間焦点距離における縦収差図 本発明の数値実施例２の望遠端における縦収差図 本発明の数値実施例２の広角端における横収差図 本発明の数値実施例２の中間焦点距離における横収差図 本発明の数値実施例２の望遠端における横収差図 本発明の数値実施例２の広角端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図 本発明の数値実施例２の中間焦点距離において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図 本発明の数値実施例２の望遠端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図 本発明の数値実施例３の広角端におけるレンズ断面図 数値実施例３において第４群の位置を説明するための光路図 本発明の数値実施例３の広角端における縦収差図 本発明の数値実施例３の中間焦点距離における縦収差図 本発明の数値実施例３の望遠端における縦収差図 本発明の数値実施例３の広角端における横収差図 本発明の数値実施例３の中間焦点距離における横収差図 本発明の数値実施例３の望遠端における横収差図 本発明の数値実施例３の広角端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍのおける横収差図 本発明の数値実施例３の中間焦点距離において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図 本発明の数値実施例３の望遠端において、防振レンズ群を１．０ｍｍシフトしたときの像高０ｍｍ、±４ｍｍの横収差図 本発明のズームレンズを用いた撮影装置の摸式図

符号の説明

Ｆ 第１群（フォーカス群）
Ｖ 第２群（バリエータ）
Ｃ 第３群（コンペンセータ）
Ｒ 第４群（リレー群）
ＩＳ 防振レンズ群
ＩＥ 焦点距離変換光学系
ＳＰ 開口絞り
Ｐ ガラスブロック
ｅ ｅ線
ｇ ｇ線
Ｓ サジタル像面
Ｍ メリディオナル像面
ＳＨ サジタル成分の横収差
Ｉ ズームレンズ全系の像点
Ｉ′ 第１群から第３群が作る像点

Claims (2)

1. 物体側より順に、正の屈折力の第１群と、変倍時に移動する負の屈折力の第２群と、変倍時に移動する負の屈折力の第３群と、変倍時に固定の正の屈折力の第４群を有するズームレンズであって、
   前記第４群は負の屈折力の防振レンズ群を有し、前記防振レンズ群は光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させることで、画像を変位させる作用を備え、
   前記第４群は、光軸上に挿脱可能であって全系の焦点距離を変化させるための焦点距離変換光学系を前記防振レンズ群より像面側に有することを特徴とするズームレンズ。
2. 請求項１に記載のズームレンズを有することを特徴とする撮影装置。