JP4545849B2 - 変倍光学系 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変倍光学系に関し、特に変倍光学系の一部のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させることにより、該変倍光学系が振動（傾動）した時の撮影画像のぶれを光学的に補正して静止画像を得るようにし、撮影画像の安定化を図ったビデオカメラ，銀塩写真用カメラ、電子スチルカメラ、デジタルカメラなどに好適な変倍光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
進行中の車や航空機等移動物体上から撮影しようとすると撮影系に振動が伝わり手振れとなり撮影画像にぶれが生じる。
【０００３】
従来より撮影画像のぶれを防止する機能を有した防振光学系が種々提案されている。
【０００４】
例えば特開昭５６−２１１３３号公報では光学装置に振動状態を検知する検知手段からの出力信号に応じて、一部の光学部材を振動による画像の振動的変位を相殺する方向に移動させることにより画像の安定化を図っている。
【０００５】
特開昭６１−２２３８１９号公報では最も物体側に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該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。
【０００６】
特開平１−１１６６１９号公報や特開平２−１２４５２１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出し、この時得られる信号に応じ、撮影系の一部のレンズ群を光軸と垂直方向に振動されることにより静止画像を得ている。
【０００７】
また特開平７−１２８６１９号公報では正，負，正，正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の変倍光学系の第３レンズ群を正、負の屈折力の二つのレンズ群で構成し正のレンズ群を振動することにより防振を行っている。
【０００８】
特開平７−１９９１２４号公報では正，負，正，正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の変倍光学系の第３レンズ群全体を振動させて防振を行っている。
【０００９】
一方、特開平５−６０９７４号公報では正，負，正，正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の第３レンズ群を正レンズとメニスカス状の負レンズのテレフォトタイプとしてレンズ全長の短縮化を図っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般に防振光学系を撮影系の前方に配置し、該防振光学系の一部の可動レンズ群を振動させて撮影画像のぶれを無くし、静止画像を得る方法は装置全体が大型化し、且つ該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くるという問題点があった。
【００１１】
又、可変頂角プリズムを利用して防振を行う光学系では特に長焦点距離側において防振時に偏心倍率色収差の発生量が多くなるという問題点があった。
【００１２】
一方、撮影系の一部のレンズを光軸に対して垂直方向に平行偏心させて防振を行う光学系においては、防振のために特別に余分な光学系を必要と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くるという問題点があった。
【００１３】
また正，負，正，正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の変倍光学系の第３レンズ群全体を光軸に垂直方向に移動させて防振を行った場合、第３レンズ群を全長短縮のため正レンズとメニスカス状の負のレンズのテレフォトタイプで構成したとき偏心コマや偏心像面湾曲といった偏心収差が発生して画質が劣化するという問題点があった。
【００１４】
更に以上の従来例でズーム比が８倍以上のものはビデオカメラ等には対応出来るが、１００万画素相当の電子スチルカメラに使用するには収差補正の点で不十分であった。
【００１５】
本発明は、変倍光学系の一部を構成する比較的小型軽量のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させて、該変倍光学系が振動（傾動）したときの画像のぶれを補正するように構成するとともにぶれを補正するためのレンズ群の構成を適切なものとすることにより、装置全体の小型化、機構上の簡素化及び駆動手段の負荷の軽減化を図りつつ該レンズ群を偏心させた時の偏心収差を良好に補正した防振機能を有し、特に１００万画素以上の電子スチルカメラにも対応出来る変倍光学系の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の変倍光学系は、物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成された変倍光学系であって、前記第１、第２、第４レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行い、前記第４レンズ群を光軸方向に移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群全体を光軸と垂直方向に移動させて該変倍光学系が振動したときの撮影画像のぶれを補正し、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１１レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１２レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第１３レンズより構成され、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、像面側に凹面を向けたメニスカス状の負の第２１レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、両レンズ面が凸面の正の第２３レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２４レンズより構成され、広角端から望遠端までの変倍に要する前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２、広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２４レンズの焦点距離をｆ２４とするとき、
０．５＜｜ｍ１／ｍ２｜＜２．５
０．３＜│ｆ２／√（ｆｗ・ｆｔ）│＜０．４８
１．４＜│ｆ２４／ｆ２│＜４．６
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の後述する数値実施例１、２の近軸屈折力配置を示す概略図である。
【００１９】
図２，図３，図４，図５は本発明の数値実施例１のレンズ断面図，広角端，中間，望遠端の収差図である。
【００２０】
図６，図７，図８，図９は本発明の数値実施例２のレンズ断面図，広角端，中間，望遠端の収差図である。
【００２１】
【００２２】
図１０は本発明に係る防振系の光学的原理の説明図である。
【００２３】
図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群，Ｌ２は負の屈折力の第２群，Ｌ３は正の屈折力の第３群である。
【００２４】
本実施形態では、第３群Ｌ３を光軸と垂直方向に移動させて変倍光学系が振動（傾動）したときの撮影画像のブレを補正している。
【００２５】
Ｌ４は正の屈折力の第４群である。ＳＰは開口絞りであり、第３群Ｌ３の前方に配置している。Ｇはフェースプレート等のガラスブロックである。ＩＰは像面である。ＦＰはフレアーカット絞りであり、第３群の像面側に配置しており、第３群で防振を行ったときのフレアー成分をカットしている。
【００２６】
本実施形態では広角端から望遠端への変倍に際して矢印のように第１群を物体側へ第２群を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う像面変動を第４群を移動させて補正している。
【００２７】
又、第４群を光軸上移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に示す第４群の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移動軌跡を示している。尚、第３群は変倍及びフォーカスの際固定であるが必要に応じて移動させても良い。
【００２８】
本実施形態においては第４群を移動させて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動させてフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線４ａ，４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ凸状の軌跡を有するように移動させている。これにより第３群と第４群との空間の有効利用を図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【００２９】
本実施形態において、例えば望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は同図の直線４ｃに示すように第４群を前方へ繰り出すことにより行っている。
【００３０】
本実施形態では従来の所謂４群ズームレンズにおいて第１群を繰り出してフォーカスを行う場合に比べて前述のようなリヤーフォーカス方式を採ることにより第１群の偏心誤差による性能劣化を防止しつつ第１群のレンズ有効径の増大化を効果的に防止している。
【００３１】
そして開口絞りＳＰの光軸方向の位置は後述する数値実施例１、２のＤ１３の値が一定であることから明らかのように固定である。
【００３２】
さらに第１レンズ群と第２レンズ群の移動量に関して、広角端から望遠端までの変倍に要する第１レンズ群と第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２とするとき
０．５＜｜ｍ１／ｍ２｜＜２．５ ‥‥‥（１）
なる条件式を満足で広角端におけるレンズ全長の短縮化を達成している。
【００３３】
条件式（１）の下限値を越えて第１レンズ群の移動量が小さくなると広角端における全長短縮効果が不十分になり、逆に上限を越えると像面を補正するための第４レンズ群の望遠端での移動軌跡が急になりすぎてモーター等が追従できなくなる。
【００３４】
本発明の数値実施例１、２においては第３群Ｌ３を光軸と垂直方向に移動させて変倍光学系が振動したときの像ブレを補正している。これにより従来の防振光学系に比べて防振の為のレンズ群や可変頂角プリズム等の光学部材を新たに付加することなく防振を行なっている。
【００３５】
次に本発明に係る変倍光学系においてレンズ群を光軸と垂直方向に移動させて撮影画像のブレを補正する防振系の光学的原理を図１０を用いて説明する。
【００３６】
図１０（Ａ）に示すように光学系が固定群Ｙ１・偏心群Ｙ２そして固定群Ｙ３の３つの部分から成り立っており、レンズから充分に離れた光軸上の物点Ｐが撮像面ＩＰの中心に像点ｐとして結像しているものとする。
【００３７】
今、撮像面ＩＰを含めた光学系全体が図１０（Ｂ）のように手振れにより瞬間的に傾いたとすると、物点Ｐは像点ｐ'にやはり瞬間的に移動し、ブレた画像となる。
【００３８】
一方、偏心群Ｙ２を光軸と垂直方向に移動させると図１０（Ｃ）のように、像点ｐはｐ”に移動し、その移動量・方向はパワー配置に依存し、そのレンズ群の偏心敏感度として表される。
【００３９】
そこで図１０（Ｂ）で手振れによってズレた像点ｐ'を偏心群Ｙ２を適切な量だけ光軸と垂直方向に移動させることによってもとの結像位置ｐに戻すことで図１０（Ｄ）に示すとおり、手振れ補正つまり防振を行っている。
【００４０】
今、光軸をθ°補正するために必要なシフトレンズ群（偏心群）の移動量（シフト量）をΔ、光学系全体の焦点距離をｆ、シフトレンズ群Ｙ２の偏心敏感度をＴＳとすると、移動量Δは、
Δ＝ｆ・ｔａｎ（θ）／ＴＳ
の式で与えられる。
【００４１】
今、シフトレンズ群の偏心敏感度ＴＳが大きすぎると移動量Δは小さな値となり、防振に必要なシフトレンズ群の移動量は小さくできるが、適切に防振を行う為の制御が困難になり、補正残りが生じてしまう。
【００４２】
特にビデオカメラやデジタルスチルカメラではＣＣＤ等の撮像素子のイメージサイズが銀塩フィルムと比べて小さく、同一画角に対する焦点距離が短いため、同一角度を補正する為のシフトレンズ群のシフト量Δが小さくなる。
【００４３】
従って、メカ（機構）の精度が同程度だと画面上での補正残りが相対的に大きくなることになってしまう。
【００４４】
一方、偏心敏感度ＴＳが小さすぎると制御のために必要なシフトレンズ群の移動量が大きくなってしまい、シフトレンズ群を駆動する為のアクチュエーター等の駆動手段も大きくなってしまう。
【００４５】
本発明では各レンズ群の屈折力配置を適切な値に設定することで、第３群の偏心敏感度ＴＳを適正な値とし、メカの制御誤差による防振の補正残りが少なく、アクチュエーター等の駆動手段の負荷も少ない光学系を達成している。
【００４６】
本発明では第１レンズ群を物体側から順に物体側に比べて像面側に強い屈折力の凹面を向けたメニスカス状の第１１レンズ、両レンズ面が凸面の第１２レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第１３レンズで構成している。
【００４７】
本発明のような、ある程度の広画角を有する変倍光学系では第１レンズ群の物体側は負レンズにするのが第１、第２群の主点間隔を小さくし、前玉径を小さくする面では有利である。
【００４８】
また広角端での歪曲収差の補正の面からも最も物体側の負レンズは像面側に強い凹面を向けた負のメニスカスレンズ形状にするのが良い。
【００４９】
また第２レンズ群は物体側から順に物体側に比べて像面側に強い凹面（即ち、屈折力の絶対値が物体側に比べて像面側のレンズ面が強く、像面側に凹面）を向けたメニスカス状の負の第２１レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第２３レンズを有する構成としている。
【００５０】
第２レンズ群の物体側に負レンズを有する構成の方が、広角端で発生するコマ収差や像面湾曲の補正に関して有利である。
【００５１】
また第２レンズ群の像面側にさらに負レンズを設け負，負，正，負の４つのレンズ群より成るレンズ構成にすることで第２レンズ群の前後の対称性を小さくすることで主点の色消し効果を高め、倍率色収差の補正を効果的に行なっている。
【００５２】
本実施形態では第３群を物体側から順に物体側のレンズ面が凸面の正の第３１レンズＬ３１、物体側に比べ像面側に強い凹面を向けたメニスカス状の負の第３２レンズＬ３２、両レンズ面が凸面の正の第３３レンズＬ３３より構成している。正の第３１レンズＬ３１の物体側のレンズ面を非球面形状としている。
【００５３】
第３群中に像面側に凹面を向けたメニスカス状の負の第３２レンズを設けることにより第３群全体をテレフォト構成として、第２群と第３群の主点間隔を短縮し、レンズ全長の短縮化を達成している。
【００５４】
このようなメニスカス状の負レンズを設けた場合、そのレンズ面で正の歪曲収差が発生する。これが防振時における偏心歪曲が大きくなる原因となる。
【００５５】
この減少を低減させるには第３レンズ群全体で発生する歪曲収差を少なくしてやればよい。
【００５６】
本実施形態ではメニスカス状の負の第３２レンズＬ３２の像面側に正の第３３レンズＬ３３を配置することによってある程度のテレフォト構成を維持しつつ、第３レンズ群内で歪曲収差を補正し、第３レンズ群をシフトして防振を行う際に発生する偏心歪曲収差の発生を低減している。
【００５７】
また本実施形態では第３１レンズに非球面を設けることにより、第３レンズ群で球面収差を抑制し、防振時に発生する偏心コマ収差を低減している。
【００５８】
また本発明では第４レンズ群を２枚の正レンズと１枚の負レンズで構成することにより、変倍時やフォーカス時に第４レンズ群が移動することによる球面収差や像面湾曲の変動を低減している。
【００５９】
本発明は以上のような構成をとることによってデジタルスチルカメラ用レンズのような高解像力が必要な光学系で変倍に伴なう倍率色収差等の諸収差を通常のビデオカメラ用レンズに比べて良く補正している。
【００６０】
本発明の変倍光学系は以上のような条件を満足することにより実現されるが、更にレンズ全長の短縮を図りつつ、良好な光学性能を達成する為には、以下の条件のうち少なくとも１つを満足することが望ましい。
【００６１】
（ア−１）前記第２レンズ群は物体側から順に像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズを有することである。
【００６２】
（ア−２）前記第１レンズ群は物体側から順に像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズを有することである。
【００６３】
（ア−３）広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき
【００６４】
０．３＜│ｆ２／√（ｆｗ・ｆｔ）│＜０．４８ ・・・・・（２）
【００６５】
なる条件式を満足することである。
【００６６】
条件式（２）は本発明において高い光学性能を維持しつつ、レンズ全長の短縮を図る為のものである。
【００６７】
条件式（２）の下限値を超えて第２レンズ群の屈折力が強くなると変倍時の第２レンズ群の移動量は小さくなるがペッツヴァール和が全体に負の方向に大きくなり像面湾曲の補正が困難になるので良くない。
【００６８】
逆に（２）の上限値を超えると第２レンズ群の変倍時の移動量が大きくなり、レンズ系全体が、小型にならないと共に防振時の周辺光量変化に関しても不利になるので良くない。
【００６９】
（ア−４）広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき
【００７０】
１．５＜│ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）│＜２．５ ・・・・・（３）
【００７１】
ことである。
【００７２】
条件式（３）の下限値を越えて第１レンズ群の屈折力が強くなり過ぎると全長の短縮には有利だが製造誤差による像面倒れや変倍時の像ゆれなどが不利になって高い鏡筒精度が必要になってくる。
【００７３】
逆に上限値を越えると第１レンズ群の移動量が大きくなり過ぎるので良くない。
【００７４】
（ア−５）倍率色収差の補正を効果的に行うには第２レンズ群の最も像面側の負の第２４レンズＬ２４の焦点距離をｆ２４、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき
１．４＜｜ｆ２４／ｆ２｜＜４．６ ‥‥‥（４）
なる条件式を満足することが望ましい。
【００７５】
条件式（４）の上限値を超えて負の第２４レンズＬ２４の焦点距離が小さくなり過ぎると色収差の補正効果が不十分になる。逆に下限値を超えると広角端での歪曲収差の補正が困難になる。
【００７６】
（ア−６）本発明において第３レンズ群をテレフォトタイプとして光学系全体の小型化を達成するためには第３レンズ群、第３レンズ群中の負の第３２レンズＬ３２の焦点距離を各々ｆ３、ｆ３２とした時
１．１＜｜ｆ３２／ｆ３｜＜３．５ ‥‥‥（５）
なる条件式を満足することが望ましい。
【００７７】
条件式（５）の下限値を超えて第３レンズ群中の負の第３２レンズの屈折力が強くなるとレンズ全長の短縮化には有利だがペッツヴァール和が負の方向に増大してしまい像面湾曲の補正が困難になるので良くない。
【００７８】
逆に下限値をこえてしまうと全長短縮が不十分になり、第３レンズ群内での色収差の補正が十分に行なわれず、偏心倍率色収差が大きくなるので良くない。
【００７９】
（ア−７）前記変倍光学系は開口絞りを有し、変倍時に該開口絞りの最大開放径を全系の焦点距離に応じて可変とすることである。
【００８０】
防振時の光量変化低減を達成するためには変倍時に絞り開口径を望遠側で小さくして中心光束を制限することで相対的に周辺光量を増加するようしてやるのが良い。
【００８１】
（ア−８）防振のためのシフト群の敏感度を適切に設定することが防振性能に大きく影響する。
【００８２】
広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき
２．５＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ‥‥‥（６）
なる条件を満足するのが良い。これによってレンズ全長の短縮化を図りつつ、シフトレンズ群の敏感度を適切な値に設定している。
【００８３】
条件式（６）の下限値を超えて第３レンズ群の屈折力を強くすると、シフトレンズ群の敏感度が大きくなり過ぎ、メカ精度を厳しくしないと防振時の補正残りが大きくなってしまうので良くない。
【００８４】
逆に上限値を超えて第３レンズ群の屈折力を弱くしてしまうと防振のために必要な第３レンズ群のシフト量が大きくなったり、レンズ全長が大きくなったりするので良くない。
【００８５】
（ア−９）変倍時の非点収差や歪曲の変動の補正のため、第４レンズ群に非球面を導入するのが良い。
【００８６】
（ア−１０）本発明において第３レンズ群は防振のために移動する分、レンズ径をそれだけ大きくしてやる必要がある。従って余計な軸上光束が入り過ぎないようにするには第３レンズ群の物体側あるいは像面側に固定の絞りを配置するのが望ましい。
【００８７】
本実施例では第３レンズ群と第４レンズ群の間に固定絞りを配置することでスペースを有効に利用しつつ、不要な光束が入らないようにしている。
【００８８】
（ア−１１）前記第１レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１１レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１２レンズ、そして物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第１３レンズより成ることである。
【００８９】
（ア−１２）前記第２レンズ群は物体側から順に像面側に強い凹面を向けたメニスカス状の負の第２１レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、両レンズ面が凸面の正の第２３レンズ、そして両レンズ面が凹面の負の第２４レンズより成ることである。
【００９０】
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
【００９１】
又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき
【００９２】
【数５】
【００９３】
なる式で表している。又「ｅ−０Ｘ」は「×１０-X」を意味している。
（数値実施例１）
f= 1〜7.01 Fno= 2.85 〜 3.28 2ω= 59.9°〜 8.4°
R 1= 7.078 D 1= 0.24 N 1=1.846660 ν1= 23.8
R 2= 4.219 D 2= 1.09 N 2=1.487490 ν2= 70.2
R 3=-35.676 D 3= 0.03
R 4= 3.697 D 4= 0.62 N 3=1.696797 ν3= 55.5
R 5= 10.401 D 5=可変
R 6= 8.090 D 6= 0.13 N 4=1.804000 ν4= 46.6
R 7= 0.861 D 7= 0.36
R 8= -5.145 D 8= 0.11 N 5=1.761821 ν5= 26.5
R 9= 2.344 D 9= 0.09
R10= 1.634 D10= 0.37 N 6=1.846660 ν6= 23.8
R11= -3.154 D11= 0.10 N 7=1.804000 ν7= 46.6
R12= 5.740 D12=可変
R13=開口絞り D13= 0.78
R14= 3.306 D14= 0.34 N 8=1.583126 ν8= 59.4
R15= 8.621 D15= 0.17
R16= 58.936 D16= 0.12 N 9=1.761821 ν9= 26.5
R17= 3.490 D17= 0.04
R18= 2.889 D18= 0.45 N10=1.487490 ν10= 70.2
R19= -1.748 D19= 0.29
R20=固定マスク D20=可変
R21= 4.968 D21= 0.34 N11=1.603112 ν11= 60.6
R22= -5.985 D22= 0.03
R23= 2.729 D23= 0.47 N12=1.487490 ν12= 70.2
R24= -4.253 D24= 0.10 N13=1.846660 ν13= 23.8
R25= 10.475 D25= 可変
R26= ∞ D26= 0.59 N14=1.516330 ν14= 64.1
R27= ∞
＼焦点距離 1.00 3.44 7.01
可変間隔＼
D 5 0.14 2.75 3.48
D12 1.66 0.58 0.28
D20 1.33 0.99 1.59
D25 0.52 0.86 0.25
非球面係数
R14 K=-2.15623e+01 B= 2.74346e-02 C=-8.17342e-02
D= 7.65222e-02 E=-7.44109e-03
（数値実施例２）
f= 1〜7.01 Fno= 2.85 〜 2.91 2ω= 59.0°〜 8.3°
R 1= 6.527 D 1= 0.24 N 1=1.846660 ν1= 23.8
R 2= 4.166 D 2= 1.07 N 2=1.496999 ν2= 81.5
R 3=-64.853 D 3= 0.03
R 4= 3.788 D 4= 0.63 N 3=1.696797 ν3= 55.5
R 5= 10.499 D 5=可変
R 6= 8.951 D 6= 0.12 N 4=1.804000 ν4= 46.6
R 7= 0.883 D 7= 0.37
R 8= -3.564 D 8= 0.11 N 5=1.761821 ν5= 26.5
R 9= 2.669 D 9= 0.09
R10= 1.834 D10= 0.36 N 6=1.846660 ν6= 23.8
R11= -2.415 D11= 0.10 N 7=1.772499 ν7= 49.6
R12= 8.048 D12=可変
R13=開口絞り D13= 0.25
R14= 2.836 D14= 0.31 N 8=1.583126 ν8= 59.4
R15= 8.475 D15= 0.17
R16= 59.197 D16= 0.12 N 9=1.761821 ν9= 26.5
R17= 3.125 D17= 0.04
R18= 2.844 D18= 0.39 N10=1.487490 ν10= 70.2
R19= -1.930 D19= 0.29
R20=固定マスク D20=可変
R21= 7.100 D21= 0.37 N11=1.603112 ν11= 60.6
R22= -4.356 D22= 0.03
R23= 2.292 D23= 0.49 N12=1.487490 ν12= 70.2
R24= -4.041 D24= 0.10 N13=1.846660 ν13= 23.8
R25= 12.432 D25= 可変
R26= ∞ D26= 0.58 N14=1.516330 ν14= 64.1
R27= ∞
＼焦点距離 1.00 3.85 7.01
可変間隔＼
D 5 0.14 2.71 3.43
D12 2.14 0.68 0.27
D20 1.56 1.26 1.82
D25 0.51 0.81 0.26
非球面係数
R14 K=-4.97271e+00 B=-9.62198e-03 C=-2.42223e-02
D= 6.94986e-02 E=-8.29702e-02
【００９４】
【表１】
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、変倍光学系の一部を構成する比較的小型軽量のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させて、該変倍光学系が振動（傾動）したときの画像のぶれを補正するように構成するとともにぶれを補正するためのレンズ群の構成を適切なものとすることにより、装置全体の小型化、機構上の簡素化及び駆動手段の負荷の軽減化を図りつつ該レンズ群を偏心させた時の偏心収差を良好に補正した防振機能を有し、特に１００万画素以上の電子スチルカメラにも対応出来る変倍光学系を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る変倍光学系の近軸屈折力配置の概略図
【図２】 本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面図
【図３】 本発明の数値実施例１の広角端の諸収差図
【図４】 本発明の数値実施例１の中間の諸収差図
【図５】 本発明の数値実施例１の望遠端の諸収差図
【図６】 本発明の数値実施例２の広角端のレンズ断面図
【図７】 本発明の数値実施例２の広角端の諸収差図
【図８】 本発明の数値実施例２の中間の諸収差図
【図９】 本発明の数値実施例２の望遠端の諸収差図
【図１０】本発明に係る防振系の光学的原理の説明図
【符号の説明】
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
Ｌ３ 第３群
Ｌ４ 第４群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
ＦＰ フレアー絞り（固定絞り）
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
【発明の属する技術分野】
本発明は変倍光学系に関し、特に変倍光学系の一部のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させることにより、該変倍光学系が振動（傾動）した時の撮影画像のぶれを光学的に補正して静止画像を得るようにし、撮影画像の安定化を図ったビデオカメラ，銀塩写真用カメラ、電子スチルカメラ、デジタルカメラなどに好適な変倍光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
進行中の車や航空機等移動物体上から撮影しようとすると撮影系に振動が伝わり手振れとなり撮影画像にぶれが生じる。
【０００３】
従来より撮影画像のぶれを防止する機能を有した防振光学系が種々提案されている。
【０００４】
例えば特開昭５６−２１１３３号公報では光学装置に振動状態を検知する検知手段からの出力信号に応じて、一部の光学部材を振動による画像の振動的変位を相殺する方向に移動させることにより画像の安定化を図っている。
【０００５】
特開昭６１−２２３８１９号公報では最も物体側に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該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。
【０００６】
特開平１−１１６６１９号公報や特開平２−１２４５２１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出し、この時得られる信号に応じ、撮影系の一部のレンズ群を光軸と垂直方向に振動されることにより静止画像を得ている。
【０００７】
また特開平７−１２８６１９号公報では正，負，正，正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の変倍光学系の第３レンズ群を正、負の屈折力の二つのレンズ群で構成し正のレンズ群を振動することにより防振を行っている。
【０００８】
特開平７−１９９１２４号公報では正，負，正，正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の変倍光学系の第３レンズ群全体を振動させて防振を行っている。
【０００９】
一方、特開平５−６０９７４号公報では正，負，正，正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の第３レンズ群を正レンズとメニスカス状の負レンズのテレフォトタイプとしてレンズ全長の短縮化を図っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般に防振光学系を撮影系の前方に配置し、該防振光学系の一部の可動レンズ群を振動させて撮影画像のぶれを無くし、静止画像を得る方法は装置全体が大型化し、且つ該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くるという問題点があった。
【００１１】
又、可変頂角プリズムを利用して防振を行う光学系では特に長焦点距離側において防振時に偏心倍率色収差の発生量が多くなるという問題点があった。
【００１２】
一方、撮影系の一部のレンズを光軸に対して垂直方向に平行偏心させて防振を行う光学系においては、防振のために特別に余分な光学系を必要と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くるという問題点があった。
【００１３】
また正，負，正，正の屈折力の４つのレンズ群より成る４群構成の変倍光学系の第３レンズ群全体を光軸に垂直方向に移動させて防振を行った場合、第３レンズ群を全長短縮のため正レンズとメニスカス状の負のレンズのテレフォトタイプで構成したとき偏心コマや偏心像面湾曲といった偏心収差が発生して画質が劣化するという問題点があった。
【００１４】
更に以上の従来例でズーム比が８倍以上のものはビデオカメラ等には対応出来るが、１００万画素相当の電子スチルカメラに使用するには収差補正の点で不十分であった。
【００１５】
本発明は、変倍光学系の一部を構成する比較的小型軽量のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させて、該変倍光学系が振動（傾動）したときの画像のぶれを補正するように構成するとともにぶれを補正するためのレンズ群の構成を適切なものとすることにより、装置全体の小型化、機構上の簡素化及び駆動手段の負荷の軽減化を図りつつ該レンズ群を偏心させた時の偏心収差を良好に補正した防振機能を有し、特に１００万画素以上の電子スチルカメラにも対応出来る変倍光学系の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の変倍光学系は、物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成された変倍光学系であって、前記第１、第２、第４レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行い、前記第４レンズ群を光軸方向に移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群全体を光軸と垂直方向に移動させて該変倍光学系が振動したときの撮影画像のぶれを補正し、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１１レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１２レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第１３レンズより構成され、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、像面側に凹面を向けたメニスカス状の負の第２１レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、両レンズ面が凸面の正の第２３レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２４レンズより構成され、広角端から望遠端までの変倍に要する前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２、広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２４レンズの焦点距離をｆ２４とするとき、
０．５＜｜ｍ１／ｍ２｜＜２．５
０．３＜│ｆ２／√（ｆｗ・ｆｔ）│＜０．４８
１．４＜│ｆ２４／ｆ２│＜４．６
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の後述する数値実施例１、２の近軸屈折力配置を示す概略図である。
【００１９】
図２，図３，図４，図５は本発明の数値実施例１のレンズ断面図，広角端，中間，望遠端の収差図である。
【００２０】
図６，図７，図８，図９は本発明の数値実施例２のレンズ断面図，広角端，中間，望遠端の収差図である。
【００２１】
【００２２】
図１０は本発明に係る防振系の光学的原理の説明図である。
【００２３】
図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群，Ｌ２は負の屈折力の第２群，Ｌ３は正の屈折力の第３群である。
【００２４】
本実施形態では、第３群Ｌ３を光軸と垂直方向に移動させて変倍光学系が振動（傾動）したときの撮影画像のブレを補正している。
【００２５】
Ｌ４は正の屈折力の第４群である。ＳＰは開口絞りであり、第３群Ｌ３の前方に配置している。Ｇはフェースプレート等のガラスブロックである。ＩＰは像面である。ＦＰはフレアーカット絞りであり、第３群の像面側に配置しており、第３群で防振を行ったときのフレアー成分をカットしている。
【００２６】
本実施形態では広角端から望遠端への変倍に際して矢印のように第１群を物体側へ第２群を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う像面変動を第４群を移動させて補正している。
【００２７】
又、第４群を光軸上移動させてフォーカスを行うリヤーフォーカス式を採用している。同図に示す第４群の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端への変倍に伴う際の像面変動を補正する為の移動軌跡を示している。尚、第３群は変倍及びフォーカスの際固定であるが必要に応じて移動させても良い。
【００２８】
本実施形態においては第４群を移動させて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動させてフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線４ａ，４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ凸状の軌跡を有するように移動させている。これにより第３群と第４群との空間の有効利用を図りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【００２９】
本実施形態において、例えば望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は同図の直線４ｃに示すように第４群を前方へ繰り出すことにより行っている。
【００３０】
本実施形態では従来の所謂４群ズームレンズにおいて第１群を繰り出してフォーカスを行う場合に比べて前述のようなリヤーフォーカス方式を採ることにより第１群の偏心誤差による性能劣化を防止しつつ第１群のレンズ有効径の増大化を効果的に防止している。
【００３１】
そして開口絞りＳＰの光軸方向の位置は後述する数値実施例１、２のＤ１３の値が一定であることから明らかのように固定である。
【００３２】
さらに第１レンズ群と第２レンズ群の移動量に関して、広角端から望遠端までの変倍に要する第１レンズ群と第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２とするとき
０．５＜｜ｍ１／ｍ２｜＜２．５ ‥‥‥（１）
なる条件式を満足で広角端におけるレンズ全長の短縮化を達成している。
【００３３】
条件式（１）の下限値を越えて第１レンズ群の移動量が小さくなると広角端における全長短縮効果が不十分になり、逆に上限を越えると像面を補正するための第４レンズ群の望遠端での移動軌跡が急になりすぎてモーター等が追従できなくなる。
【００３４】
本発明の数値実施例１、２においては第３群Ｌ３を光軸と垂直方向に移動させて変倍光学系が振動したときの像ブレを補正している。これにより従来の防振光学系に比べて防振の為のレンズ群や可変頂角プリズム等の光学部材を新たに付加することなく防振を行なっている。
【００３５】
次に本発明に係る変倍光学系においてレンズ群を光軸と垂直方向に移動させて撮影画像のブレを補正する防振系の光学的原理を図１０を用いて説明する。
【００３６】
図１０（Ａ）に示すように光学系が固定群Ｙ１・偏心群Ｙ２そして固定群Ｙ３の３つの部分から成り立っており、レンズから充分に離れた光軸上の物点Ｐが撮像面ＩＰの中心に像点ｐとして結像しているものとする。
【００３７】
今、撮像面ＩＰを含めた光学系全体が図１０（Ｂ）のように手振れにより瞬間的に傾いたとすると、物点Ｐは像点ｐ'にやはり瞬間的に移動し、ブレた画像となる。
【００３８】
一方、偏心群Ｙ２を光軸と垂直方向に移動させると図１０（Ｃ）のように、像点ｐはｐ”に移動し、その移動量・方向はパワー配置に依存し、そのレンズ群の偏心敏感度として表される。
【００３９】
そこで図１０（Ｂ）で手振れによってズレた像点ｐ'を偏心群Ｙ２を適切な量だけ光軸と垂直方向に移動させることによってもとの結像位置ｐに戻すことで図１０（Ｄ）に示すとおり、手振れ補正つまり防振を行っている。
【００４０】
今、光軸をθ°補正するために必要なシフトレンズ群（偏心群）の移動量（シフト量）をΔ、光学系全体の焦点距離をｆ、シフトレンズ群Ｙ２の偏心敏感度をＴＳとすると、移動量Δは、
Δ＝ｆ・ｔａｎ（θ）／ＴＳ
の式で与えられる。
【００４１】
今、シフトレンズ群の偏心敏感度ＴＳが大きすぎると移動量Δは小さな値となり、防振に必要なシフトレンズ群の移動量は小さくできるが、適切に防振を行う為の制御が困難になり、補正残りが生じてしまう。
【００４２】
特にビデオカメラやデジタルスチルカメラではＣＣＤ等の撮像素子のイメージサイズが銀塩フィルムと比べて小さく、同一画角に対する焦点距離が短いため、同一角度を補正する為のシフトレンズ群のシフト量Δが小さくなる。
【００４３】
従って、メカ（機構）の精度が同程度だと画面上での補正残りが相対的に大きくなることになってしまう。
【００４４】
一方、偏心敏感度ＴＳが小さすぎると制御のために必要なシフトレンズ群の移動量が大きくなってしまい、シフトレンズ群を駆動する為のアクチュエーター等の駆動手段も大きくなってしまう。
【００４５】
本発明では各レンズ群の屈折力配置を適切な値に設定することで、第３群の偏心敏感度ＴＳを適正な値とし、メカの制御誤差による防振の補正残りが少なく、アクチュエーター等の駆動手段の負荷も少ない光学系を達成している。
【００４６】
本発明では第１レンズ群を物体側から順に物体側に比べて像面側に強い屈折力の凹面を向けたメニスカス状の第１１レンズ、両レンズ面が凸面の第１２レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第１３レンズで構成している。
【００４７】
本発明のような、ある程度の広画角を有する変倍光学系では第１レンズ群の物体側は負レンズにするのが第１、第２群の主点間隔を小さくし、前玉径を小さくする面では有利である。
【００４８】
また広角端での歪曲収差の補正の面からも最も物体側の負レンズは像面側に強い凹面を向けた負のメニスカスレンズ形状にするのが良い。
【００４９】
また第２レンズ群は物体側から順に物体側に比べて像面側に強い凹面（即ち、屈折力の絶対値が物体側に比べて像面側のレンズ面が強く、像面側に凹面）を向けたメニスカス状の負の第２１レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第２３レンズを有する構成としている。
【００５０】
第２レンズ群の物体側に負レンズを有する構成の方が、広角端で発生するコマ収差や像面湾曲の補正に関して有利である。
【００５１】
また第２レンズ群の像面側にさらに負レンズを設け負，負，正，負の４つのレンズ群より成るレンズ構成にすることで第２レンズ群の前後の対称性を小さくすることで主点の色消し効果を高め、倍率色収差の補正を効果的に行なっている。
【００５２】
本実施形態では第３群を物体側から順に物体側のレンズ面が凸面の正の第３１レンズＬ３１、物体側に比べ像面側に強い凹面を向けたメニスカス状の負の第３２レンズＬ３２、両レンズ面が凸面の正の第３３レンズＬ３３より構成している。正の第３１レンズＬ３１の物体側のレンズ面を非球面形状としている。
【００５３】
第３群中に像面側に凹面を向けたメニスカス状の負の第３２レンズを設けることにより第３群全体をテレフォト構成として、第２群と第３群の主点間隔を短縮し、レンズ全長の短縮化を達成している。
【００５４】
このようなメニスカス状の負レンズを設けた場合、そのレンズ面で正の歪曲収差が発生する。これが防振時における偏心歪曲が大きくなる原因となる。
【００５５】
この減少を低減させるには第３レンズ群全体で発生する歪曲収差を少なくしてやればよい。
【００５６】
本実施形態ではメニスカス状の負の第３２レンズＬ３２の像面側に正の第３３レンズＬ３３を配置することによってある程度のテレフォト構成を維持しつつ、第３レンズ群内で歪曲収差を補正し、第３レンズ群をシフトして防振を行う際に発生する偏心歪曲収差の発生を低減している。
【００５７】
また本実施形態では第３１レンズに非球面を設けることにより、第３レンズ群で球面収差を抑制し、防振時に発生する偏心コマ収差を低減している。
【００５８】
また本発明では第４レンズ群を２枚の正レンズと１枚の負レンズで構成することにより、変倍時やフォーカス時に第４レンズ群が移動することによる球面収差や像面湾曲の変動を低減している。
【００５９】
本発明は以上のような構成をとることによってデジタルスチルカメラ用レンズのような高解像力が必要な光学系で変倍に伴なう倍率色収差等の諸収差を通常のビデオカメラ用レンズに比べて良く補正している。
【００６０】
本発明の変倍光学系は以上のような条件を満足することにより実現されるが、更にレンズ全長の短縮を図りつつ、良好な光学性能を達成する為には、以下の条件のうち少なくとも１つを満足することが望ましい。
【００６１】
（ア−１）前記第２レンズ群は物体側から順に像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズを有することである。
【００６２】
（ア−２）前記第１レンズ群は物体側から順に像面側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズを有することである。
【００６３】
（ア−３）広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき
【００６４】
０．３＜│ｆ２／√（ｆｗ・ｆｔ）│＜０．４８ ・・・・・（２）
【００６５】
なる条件式を満足することである。
【００６６】
条件式（２）は本発明において高い光学性能を維持しつつ、レンズ全長の短縮を図る為のものである。
【００６７】
条件式（２）の下限値を超えて第２レンズ群の屈折力が強くなると変倍時の第２レンズ群の移動量は小さくなるがペッツヴァール和が全体に負の方向に大きくなり像面湾曲の補正が困難になるので良くない。
【００６８】
逆に（２）の上限値を超えると第２レンズ群の変倍時の移動量が大きくなり、レンズ系全体が、小型にならないと共に防振時の周辺光量変化に関しても不利になるので良くない。
【００６９】
（ア−４）広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき
【００７０】
１．５＜│ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）│＜２．５ ・・・・・（３）
【００７１】
ことである。
【００７２】
条件式（３）の下限値を越えて第１レンズ群の屈折力が強くなり過ぎると全長の短縮には有利だが製造誤差による像面倒れや変倍時の像ゆれなどが不利になって高い鏡筒精度が必要になってくる。
【００７３】
逆に上限値を越えると第１レンズ群の移動量が大きくなり過ぎるので良くない。
【００７４】
（ア−５）倍率色収差の補正を効果的に行うには第２レンズ群の最も像面側の負の第２４レンズＬ２４の焦点距離をｆ２４、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき
１．４＜｜ｆ２４／ｆ２｜＜４．６ ‥‥‥（４）
なる条件式を満足することが望ましい。
【００７５】
条件式（４）の上限値を超えて負の第２４レンズＬ２４の焦点距離が小さくなり過ぎると色収差の補正効果が不十分になる。逆に下限値を超えると広角端での歪曲収差の補正が困難になる。
【００７６】
（ア−６）本発明において第３レンズ群をテレフォトタイプとして光学系全体の小型化を達成するためには第３レンズ群、第３レンズ群中の負の第３２レンズＬ３２の焦点距離を各々ｆ３、ｆ３２とした時
１．１＜｜ｆ３２／ｆ３｜＜３．５ ‥‥‥（５）
なる条件式を満足することが望ましい。
【００７７】
条件式（５）の下限値を超えて第３レンズ群中の負の第３２レンズの屈折力が強くなるとレンズ全長の短縮化には有利だがペッツヴァール和が負の方向に増大してしまい像面湾曲の補正が困難になるので良くない。
【００７８】
逆に下限値をこえてしまうと全長短縮が不十分になり、第３レンズ群内での色収差の補正が十分に行なわれず、偏心倍率色収差が大きくなるので良くない。
【００７９】
（ア−７）前記変倍光学系は開口絞りを有し、変倍時に該開口絞りの最大開放径を全系の焦点距離に応じて可変とすることである。
【００８０】
防振時の光量変化低減を達成するためには変倍時に絞り開口径を望遠側で小さくして中心光束を制限することで相対的に周辺光量を増加するようしてやるのが良い。
【００８１】
（ア−８）防振のためのシフト群の敏感度を適切に設定することが防振性能に大きく影響する。
【００８２】
広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき
２．５＜ｆ３／ｆｗ＜４．０ ‥‥‥（６）
なる条件を満足するのが良い。これによってレンズ全長の短縮化を図りつつ、シフトレンズ群の敏感度を適切な値に設定している。
【００８３】
条件式（６）の下限値を超えて第３レンズ群の屈折力を強くすると、シフトレンズ群の敏感度が大きくなり過ぎ、メカ精度を厳しくしないと防振時の補正残りが大きくなってしまうので良くない。
【００８４】
逆に上限値を超えて第３レンズ群の屈折力を弱くしてしまうと防振のために必要な第３レンズ群のシフト量が大きくなったり、レンズ全長が大きくなったりするので良くない。
【００８５】
（ア−９）変倍時の非点収差や歪曲の変動の補正のため、第４レンズ群に非球面を導入するのが良い。
【００８６】
（ア−１０）本発明において第３レンズ群は防振のために移動する分、レンズ径をそれだけ大きくしてやる必要がある。従って余計な軸上光束が入り過ぎないようにするには第３レンズ群の物体側あるいは像面側に固定の絞りを配置するのが望ましい。
【００８７】
本実施例では第３レンズ群と第４レンズ群の間に固定絞りを配置することでスペースを有効に利用しつつ、不要な光束が入らないようにしている。
【００８８】
（ア−１１）前記第１レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１１レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１２レンズ、そして物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第１３レンズより成ることである。
【００８９】
（ア−１２）前記第２レンズ群は物体側から順に像面側に強い凹面を向けたメニスカス状の負の第２１レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、両レンズ面が凸面の正の第２３レンズ、そして両レンズ面が凹面の負の第２４レンズより成ることである。
【００９０】
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
【００９１】
又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき
【００９２】
【数５】
【００９３】
なる式で表している。又「ｅ−０Ｘ」は「×１０-X」を意味している。
（数値実施例１）
f= 1〜7.01 Fno= 2.85 〜 3.28 2ω= 59.9°〜 8.4°
R 1= 7.078 D 1= 0.24 N 1=1.846660 ν1= 23.8
R 2= 4.219 D 2= 1.09 N 2=1.487490 ν2= 70.2
R 3=-35.676 D 3= 0.03
R 4= 3.697 D 4= 0.62 N 3=1.696797 ν3= 55.5
R 5= 10.401 D 5=可変
R 6= 8.090 D 6= 0.13 N 4=1.804000 ν4= 46.6
R 7= 0.861 D 7= 0.36
R 8= -5.145 D 8= 0.11 N 5=1.761821 ν5= 26.5
R 9= 2.344 D 9= 0.09
R10= 1.634 D10= 0.37 N 6=1.846660 ν6= 23.8
R11= -3.154 D11= 0.10 N 7=1.804000 ν7= 46.6
R12= 5.740 D12=可変
R13=開口絞り D13= 0.78
R14= 3.306 D14= 0.34 N 8=1.583126 ν8= 59.4
R15= 8.621 D15= 0.17
R16= 58.936 D16= 0.12 N 9=1.761821 ν9= 26.5
R17= 3.490 D17= 0.04
R18= 2.889 D18= 0.45 N10=1.487490 ν10= 70.2
R19= -1.748 D19= 0.29
R20=固定マスク D20=可変
R21= 4.968 D21= 0.34 N11=1.603112 ν11= 60.6
R22= -5.985 D22= 0.03
R23= 2.729 D23= 0.47 N12=1.487490 ν12= 70.2
R24= -4.253 D24= 0.10 N13=1.846660 ν13= 23.8
R25= 10.475 D25= 可変
R26= ∞ D26= 0.59 N14=1.516330 ν14= 64.1
R27= ∞
＼焦点距離 1.00 3.44 7.01
可変間隔＼
D 5 0.14 2.75 3.48
D12 1.66 0.58 0.28
D20 1.33 0.99 1.59
D25 0.52 0.86 0.25
非球面係数
R14 K=-2.15623e+01 B= 2.74346e-02 C=-8.17342e-02
D= 7.65222e-02 E=-7.44109e-03
（数値実施例２）
f= 1〜7.01 Fno= 2.85 〜 2.91 2ω= 59.0°〜 8.3°
R 1= 6.527 D 1= 0.24 N 1=1.846660 ν1= 23.8
R 2= 4.166 D 2= 1.07 N 2=1.496999 ν2= 81.5
R 3=-64.853 D 3= 0.03
R 4= 3.788 D 4= 0.63 N 3=1.696797 ν3= 55.5
R 5= 10.499 D 5=可変
R 6= 8.951 D 6= 0.12 N 4=1.804000 ν4= 46.6
R 7= 0.883 D 7= 0.37
R 8= -3.564 D 8= 0.11 N 5=1.761821 ν5= 26.5
R 9= 2.669 D 9= 0.09
R10= 1.834 D10= 0.36 N 6=1.846660 ν6= 23.8
R11= -2.415 D11= 0.10 N 7=1.772499 ν7= 49.6
R12= 8.048 D12=可変
R13=開口絞り D13= 0.25
R14= 2.836 D14= 0.31 N 8=1.583126 ν8= 59.4
R15= 8.475 D15= 0.17
R16= 59.197 D16= 0.12 N 9=1.761821 ν9= 26.5
R17= 3.125 D17= 0.04
R18= 2.844 D18= 0.39 N10=1.487490 ν10= 70.2
R19= -1.930 D19= 0.29
R20=固定マスク D20=可変
R21= 7.100 D21= 0.37 N11=1.603112 ν11= 60.6
R22= -4.356 D22= 0.03
R23= 2.292 D23= 0.49 N12=1.487490 ν12= 70.2
R24= -4.041 D24= 0.10 N13=1.846660 ν13= 23.8
R25= 12.432 D25= 可変
R26= ∞ D26= 0.58 N14=1.516330 ν14= 64.1
R27= ∞
＼焦点距離 1.00 3.85 7.01
可変間隔＼
D 5 0.14 2.71 3.43
D12 2.14 0.68 0.27
D20 1.56 1.26 1.82
D25 0.51 0.81 0.26
非球面係数
R14 K=-4.97271e+00 B=-9.62198e-03 C=-2.42223e-02
D= 6.94986e-02 E=-8.29702e-02
【００９４】
【表１】
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、変倍光学系の一部を構成する比較的小型軽量のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させて、該変倍光学系が振動（傾動）したときの画像のぶれを補正するように構成するとともにぶれを補正するためのレンズ群の構成を適切なものとすることにより、装置全体の小型化、機構上の簡素化及び駆動手段の負荷の軽減化を図りつつ該レンズ群を偏心させた時の偏心収差を良好に補正した防振機能を有し、特に１００万画素以上の電子スチルカメラにも対応出来る変倍光学系を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る変倍光学系の近軸屈折力配置の概略図
【図２】 本発明の数値実施例１の広角端のレンズ断面図
【図３】 本発明の数値実施例１の広角端の諸収差図
【図４】 本発明の数値実施例１の中間の諸収差図
【図５】 本発明の数値実施例１の望遠端の諸収差図
【図６】 本発明の数値実施例２の広角端のレンズ断面図
【図７】 本発明の数値実施例２の広角端の諸収差図
【図８】 本発明の数値実施例２の中間の諸収差図
【図９】 本発明の数値実施例２の望遠端の諸収差図
【図１０】本発明に係る防振系の光学的原理の説明図
【符号の説明】
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
Ｌ３ 第３群
Ｌ４ 第４群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
ＦＰ フレアー絞り（固定絞り）
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ メリディオナル像面
ΔＳ サジタル像面
Claims (3)
- 物体側より像側へ順に、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レンズ群より構成された変倍光学系であって、前記第１、第２、第４レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行い、前記第４レンズ群を光軸方向に移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群全体を光軸と垂直方向に移動させて該変倍光学系が振動したときの撮影画像のぶれを補正し、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス状の負の第１１レンズ、両レンズ面が凸面の正の第１２レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正の第１３レンズより構成され、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、像面側に凹面を向けたメニスカス状の負の第２１レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２２レンズ、両レンズ面が凸面の正の第２３レンズ、両レンズ面が凹面の負の第２４レンズより構成され、広角端から望遠端までの変倍に要する前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の移動量を各々ｍ１、ｍ２、広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２４レンズの焦点距離をｆ２４とするとき、
０．５＜｜ｍ１／ｍ２｜＜２．５
０．３＜│ｆ２／√（ｆｗ・ｆｔ）│＜０．４８
１．４＜│ｆ２４／ｆ２│＜４．６
なる条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。 - 広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
１．５＜│ｆ１／√（ｆｗ・ｆｔ）│＜２．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。 - 開口絞りを有し、該開口絞りの最大開放径を焦点距離に応じて変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の変倍光学系。
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