JP4865239B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の電子カメラやフィルム用カメラや放送用カメラ等に好適に用いられるものである。
撮影系に偶発的に振動が伝わると撮影画像に画像のブレが生じる。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１〜７）。
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は、主として一眼レフカメラ用の望遠型の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では、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群より構成される５群のズームレンズにおいて、第５レンズ群を負レンズ群と正レンズ群で構成し、前記負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。
特許文献２は、主として一眼レフカメラ用の標準型の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２では、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第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画像のブレを補償する構成を開示している。
特許文献３は、主として一眼レフカメラ用の標準型の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３では、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群、正の屈折力を有する第６レンズ群より構成される６群のズームレンズにおいて、第５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。
特許文献４は、主として一眼レフカメラ用の大口径望遠型の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４では、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有し変倍中固定の第５レンズ群より構成される５群のズームレンズにおいて、第５レンズ群を正の屈折力のレンズ群、負の屈折力のレンズ群、正の屈折力のレンズ群で構成し、前記負の屈折力の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。
特許文献５，６は、主として放送用カラーテレビカメラ用の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５，６では、物体側から像側へ順に、ズーミング時固定の正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群、ズーミング時固定の正の屈折力を有する第４レンズ群を有し、前記第４レンズ群中に配置された負の屈折力の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。
特許文献７では、物体側から像側へ順に正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群より構成される５群のズームレンズにおいて、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５−２２４１６０号公報 特開平８−１３６８６２号公報 特開平１０−１３３１１３号公報 特開２００２−１６２５６４号公報 特開２００１−１０００９９号公報 特開２００４−１２６６３１号公報 特開平１０−９０６０１号公報
一般に撮影系の一部のレンズ群を振動させて撮影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ブレ補正の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。
周知のとおり、防振レンズ群を偏心させたときに偏心収差が多く発生すると、画像のブレを補正したときに偏心収差の発生によって画像がボケてくる。したがって防振機能を有した光学系においては、防振レンズ群を光紬と直交する方向に移動させて偏心状態にしたときの偏心収差発生量が少ないことや、防振敏感度（防振レンズ群の単位移動量△Ｈに対する画像のブレの補正量△Ｘとの比△Ｘ／△Ｈ）の設定が適切であることや、画像のブレ補正の応答性を良好とするために、防振レンズ群の重量の軽減やレンズ外径の小型化等が必要とされている。
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ズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、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、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が大きくなり、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が小さくなるズームレンズにおいて、前記第４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することによって像位置を変化させる防振レンズ群を有し、単一レンズまたは接合レンズを１つのレンズ成分とするとき、前記第３レンズ群は、少なくとも３つの正レンズ成分を備えると共に、少なくとも１つの非球面形状のレンズ面を含み、望遠端における前記防振レンズ群の横倍率をβｉｓｔ、望遠端における前記防振レンズ群より像側に位置する光学系の横倍率をβｒｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
１．０＜｜（１−βｉｓｔ）×βｒｔ｜＜２．０
０．８７２≦ｆ１／ｆｔ＜１．３
０．０５＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．２
０．２５＜ｆ５／ｆｔ＜０．７
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が得られる。
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（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図、図２，図３，図４はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図、図６，図７，図８はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図、図１０，図１１，図１２はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図、図１４，図１５，図１６はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図１７は本発明のズームレンズを備えるデジタルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
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１，５，９，１３において、左方が被写体側（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、レンズ断面図に示すように、光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動させて像位置を変える負の屈折力の防振レンズ群ＩＳを含む全体として負の屈折力のレンズ群Ｂと、レンズ群Ｂの物体側に隣接して配置された正の屈折力のレンズ群Ａを有し、ズーミングに際して、レンズ群Ａとレンズ群Ｂとが間隔を変えながら移動するズームレンズである。
ここでレンズ群Ａは少なくとも３つの正レンズ成分（１つのレンズ成分は単一レンズ又は接合レンズで構成される）と、少なくとも１つの非球面形状のレンズ面を含んでいる。
一般にレンズ群を小型化するためには、レンズ外径（レンズ有効径）を小さくする必要がある。レンズ外径を小さくするためには、レンズ群に入射する光束をそのレンズ群の光入射側で充分に収斂させることが必要となる。
そのためには、レンズ群の物体側に強い正の屈折力を有するレンズ群を配置すればよいが、屈折力をあまり強くすると、球面収差等の収差が多く発生しやすくなり、良好なる光学性能を維持することが困難になってくる。
そこで各実施例では防振レンズ群ＩＳの物体側に、正の屈折力の少なくとも３つの正レンズ成分を有し、かつ少なくとも１つの非球面形状のレンズ面を有するレンズ群Ａを配置し、防振レンズ群ＩＳの外径を小型化にしている。レンズ群Ａの正の屈折力を３つの正レンズ成分で分担し、更に非球面を配置することで、強い屈折力と収差補正を同時に達成しやすくしている。このとき、非球面形状は光軸から離れるにしたがって（レンズ中心から周辺にいくにつれて）正の屈折力が小さくなる形状が望ましい。
また、光学系全体で効率良くズーミングするために、ズーミングに際してレンズ群Ａと防振レンズ群ＩＳを含むレンズ群Ｂとの間隔を変化させ、変倍に寄与できるようにしている。さらに、ズーミングに伴う軸上色収差の変動を抑制しやすくする為に、レンズ群Ａ中の正レンズの材料のアッベ数の平均値よりも小さいアッベ数の材料より成る負レンズをレンズ群Ａ中に少なくとも１枚配置している。
又、ズーミングに際しては、広角端に比べ望遠端でのレンズ群Ａとレンズ群Ｂとの間隔が大きくなるようにレンズ群Ａとレンズ群Ｂは移動している。
これにより軸上光束径が増大する望遠端において、レンズ群Ａから射出した軸上光束が収斂する距離を確保しやすくして、防振レンズ群ＩＳの小型化を容易にしている。
各実施例においてレンズ群Ｂは負の屈折力の防振レンズ群ＩＳと負の屈折力のサブレンズ群ＢＳより成っている。
図１，図５，図９の実施例１〜３ではレンズ群Ｂはズーミングに際して防振レンズ群ＩＳとサブレンズ群ＢＳとの間隔は変化しないように双方を一体的に移動させている。
図１３の実施例４ではレンズ群Ｂはズーミングに際して、防振レンズ群ＩＳとサブレンズ群ＢＳとの間隔が変化するように双方を移動させている。
レンズ群Ｂの像側には、正の屈折力のレンズ群Ｃが配置されており、広角端に比べ望遠端での防振レンズ群ＩＳを含むレンズ群Ｂとレンズ群Ｃとの間隔が小さくなるようにズーミングに際してレンズ群Ｃを移動させている。
これにより、光学系全体のズーム比の確保と望遠端における防振敏感度を適切に確保している。
特に広角端から望遠端へのズーミングの際、レンズ群Ａとレンズ群Ｂの距離が小さくなり、レンズ群Ｂ中の負の屈折力を有する防振レンズ群ＩＳとレンズ群Ｃの距離が小さくなるようにして、光学系全体で効率よく変倍している。特にレンズ群Ｃの増倍効果によって、所定の大きさの防振敏感度の確保を容易にしている。
レンズ群Ａの物体側には、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２が配置されており、広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と該第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きく、第２レンズ群Ｌ２とレンズ群Ａの間隔が小さくなるように、ズーミングに際して各レンズ群が移動している。
これによりポジティブリードタイプのパワー配置とすることができ、所定のズーム比を効果的に得ている。
次に各実施例のズームレンズの構成について説明する。
図１，図５，図９，図１３のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。
ここで第３レンズ群Ｌ３はレンズ群Ａ、第４レンズ群Ｌ４はレンズ群Ｂ、第５レンズ群Ｌ５はレンズ群Ｃに相当している。
第４レンズ群Ｌ４は、防振レンズ群ＩＳに相当する負の屈折力の第４ａレンズ群Ｌ４ａと、サブレンズ群ＢＳに相当する負の屈折力の第４ｂレンズ群とを有している。第３レンズ群Ｌ３は、２つの正の屈折力の単レンズと、１つの正の屈折力の接合レンズの３つのレンズ成分で構成されている。
ＳＰは開口絞り、ＦＳはズーミングに際して開口径を変化させるＦナンバー絞りであり、各々第３レンズ群Ｌ３中と第３レンズ群Ｌ３の物体側に位置している。
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センサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。
各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第１レンズ群Ｌ１は、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が広がるように物体側へ移動している。第２レンズ群Ｌ２は像側に凸形状の軌跡を有するように移動している。第３レンズ群Ｌ３は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が狭くなるように物体側へ移動している。第４レンズ群Ｌ４は、第３レンズ群Ｌ３との間隔が広がるように物体側へ移動している。第５レンズ群Ｌ５は、第４レンズ群Ｌ４との間隔が狭くなるように第３レンズ群Ｌ３と一体的に物体側へ移動している。
図１，図５，図９の実施例１，２，３ではズーミングに際して、第４ａレンズ群Ｌ４ａと第４ｂレンズ群Ｌ４ｂは一体的に移動している。
図１３の実施例４では、ズーミングに際して第４ａレンズ群Ｌ４ａと第４ｂレンズ群Ｌ４ｂとの間隔を変えるように該第４ａレンズ群Ｌ４ａと第４ｂレンズ群Ｌ４ｂは移動している。これによってズーミングに伴う像面変動を少なくなるようにしている。
開口絞りＳＰとＦナンバー絞りＦＳは、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体的に移動する。
各実施例においてフォーカスは第２レンズ群Ｌ２を移動させて行っている。
尚、フォーカスはレンズ系全体又は複数のレンズ群を移動させて行っても良い。
防振用の第４ａレンズ群Ｌ４ａは、光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて、ズームレンズ全系が形成する結像位置を光軸と垂直方向に変化させている。
第４ａレンズ群Ｌ４ａは、正レンズと負レンズとの接合レンズより成り、第４ｂレンズ群Ｌ４ｂは正レンズと負レンズの接合レンズより成っている。
尚、各実施例において、第４ｂレンズ群Ｌ４ｂを防振レンズ群としても良く、又第４レンズ群Ｌ４全体を防振レンズ群としても良い。
各実施例では、結像位置（画像）の変位を行う防振レンズ群ＩＳ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が少なくなるようにしている。
尚、図１，図５，図９の実施例１，２，３は全体として５つのレンズ群より成る５群ズームレンズとして、又図１３の実施例４は全体として６つのレンズ群より成る６群ズームレンズとして取り扱うことができる。
物体側から像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力のレンズ群を有し、広角端から望遠端のズーミングの際、各レンズ群が間隔変化を行うズームレンズは、ズーム効率が高いことで知られており、従来から様々な高変倍のズームレンズに採用されている。
ここで、上記レンズタイプを含め所謂ポジティブリードタイプのズームレンズは前玉に加えて、主変倍レンズ群である負の屈折力の第２レンズ群も比較的大型のレンズ系となる。したがって、各実施例のズームレンズを上記ズームタイプに適用しようとすると、正の屈折力の第３レンズ群をレンズ群Ａとし、負の屈折力の第４レンズ群をレンズ群Ｂとし、第４レンズ群を構成する少なくとも一部のレンズ群を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動させることによって防振を行えば、効率よく防振レンズ群ＩＳの小型化ができ、高ズーム比と装置全体の小型化を両立しやすくなる。
さらに後述するように条件式（１）を満足することによって、望遠端における防振敏感度を適切に設定している。
又、第３レンズ群Ｌ３中に設ける非球面形状は光軸から離れるにしたがって正の屈折力が小となる形状とし、また、ズーミングに伴う軸上色収差の変動を抑制しやすくする為に、第３レンズ群Ｌ３中の正レンズの材料のアッベ数の平均値よりもアッベ数の小さい材料より成る負レンズを第３レンズ群中に少なくとも１枚配置している。
又、各実施例では次の条件式のうち１以上を満足するようにして、各条件式に相当する効果を得ている。
望遠端における防振レンズ群ＩＳの横倍率をβｉｓｔ、望遠端における防振レンズ群ＩＳより像側に位置する光学系の横倍率βｒｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、防振レンズ群ＩＳの焦点距離をｆｉｓ、レンズ群Ａ，Ｂ，Ｃ（第３，第４，第５レンズ群）の焦点距離を順にｆ３、ｆ４、ｆ５、防振レンズ群ＩＳの最も物体側の面の曲率半径をＲｉｓ１、第１，第２レンズ群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２、レンズ群Ｂが光軸と垂直方向の成分を持つように移動して像位置を変える防振レンズ群ＩＳと、ズーミングに際して防振レンズ群ＩＳとの間隔を変えるサブレンズ群ＢＳとを有するときの、望遠端におけるレンズ群Ｂの焦点距離をｆ４ｔとするとき、
１．０ ＜ ｜（１−βｉｓｔ）×βｒｔ｜＜ ２．０ ・・・・・（１）
０．３ ＜ ｜ｆｉｓ｜／ｆｔ ＜ ０．７ ・・・・・（２）
０．１５＜ ｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．４５ ・・・・・（３）
０．３ ＜ ｜Ｒｉｓ１｜／ｆｔ ・・・・・（４）
０．１５＜ｆ３／ｆｔ＜０．３ ・・・・・（５）
０．８７２ ≦ ｆ１ ／ｆｔ ＜ １．３ ・・・・・（６）
０．０５ ＜ ｜ｆ２｜／ｆｔ ＜ ０．２ ・・・・・（７）
０．２５ ＜ ｆ５ ／ｆｔ ＜ ０．７ ・・・・・（８）
０．１５ ＜ ｜ｆ４ｔ｜／ｆｔ ＜ ０．４５ ・・・・・（９）
の条件のうち１以上を満足するようにしている。
条件式（１）は、防振レンズ群ＩＳの望遠端における防振敏感度を適切に設定するための条件である。下限を越えると防振敏感度が小さくなりすぎ、画像のブレ補正時の防振レンズ群ＩＳの変位量が大きくなりすぎる。このために、防振レンズ群ＩＳの変位スペースや、防振レンズ群を変位させる為のアクチュエータが大型化するため、結果として装置全体が大型化するので望ましくない。また上限を超えると、防振敏感度が大きくなりすぎるため、防振レンズ群ＩＳの変位量の制御が困難となり、良好な防振性能を得るのが難しくなる。
条件式（２）は、防振レンズ群ＩＳの焦点距離を適切に設定するものである。下限を越えると望遠端における防振敏感度をある程度大きくするのが困難となる。又、上限を越えると防振敏感度が大きくなりすぎるので良くない。
条件式（３）はレンズ群Ｂ、条件式（９）は望遠端におけるレンズ群Ｂ（第４レンズ群Ｌ４）の焦点距離を適切に設定するものである。下限を越えると光学系全体で所定のズーム比を確保するのが難しくなり、又上限を越えるとズーミングに伴う球面収差の変動の抑制が困難となる。
条件式（４）は防振レンズ群ＩＳの最も物体側の面の曲率半径を適切に設定するものである。下限を越えると防振時の収差の補正が困難になる。
条件式（５）はレンズ群Ａ（第３レンズ群Ｌ３）の焦点距離を適切に設定するものである。下限を越えると光学系全体で所定のズーム比を確保するのが難しくなり、又レンズ群Ａによる軸上光束の収斂作用が小さくなり過ぎるために防振レンズ群ＩＳの小型化が困難になってくる。上限を越えるとズーミングに伴う球面収差の変動を小さくするのが困難となる。
条件式（６）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を適切に設定するものである。下限を越えると特に、望遠端における球面収差の補正が困難となり、又上限を越えるとテレフォトタイプのパワー配置とするのが難しくなり、望遠端のＦナンバーを明るくすることが困難となる。
条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を適切に設定するものである。下限を越えると特に広角端における負の歪曲収差の補正が困難となり、又上限を越えると高いズーム比を確保するのが困難となってくる。
条件式（８）はレンズ群Ｃ（第５レンズ群Ｌ５）の焦点距離を適切に設定するものである。下限を越えると特に、広角端において、所定の長さのバックフォーカスを確保するのが困難となる。又、上限を越えると特に、広角端における負の歪曲収差を少なくするのが困難となってくる。
尚、各実施例において、更に好ましくは、前述の条件式（１）〜（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．２ ＜ ｜（１−βｉｓｔ）×βｒｔ｜＜ １．７ ・・・・・（１ａ）
０．３５＜ ｜ｆｉｓ｜／ｆｔ ＜ ０．６ ・・・・・（２ａ）
０．２０＜ ｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．３５ ・・・・・（３ａ）
０．４ ＜ ｜Ｒｉｓ１｜／ｆｔ ・・・・・（４ａ）
０．１８＜ｆ３／ｆｔ＜０．２７ ・・・・・（５ａ）
０．８７２ ≦ ｆ１ ／ｆｔ ＜ １．１０ ・・・・・（６ａ）
０．１ ＜ ｜ｆ２｜／ｆｔ ＜ ０．１７ ・・・・・（７ａ）
０．３５ ＜ ｆ５ ／ｆｔ ＜ ０．６０ ・・・・・（８ａ）
０．２０ ＜ ｜ｆ４ｔ｜／ｆｔ ＜ ０．３５ ・・・・・（９ａ）
以上のように各実施例によれば、標準域を含み高いズーム比を持ちながらも全ズーム域にわたって良好な光学性能を維持するとともに、振動補償（防振）のための機構を具備した際にも装置全体の小型化を可能とし、かつ振動補償時にも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が得られる。
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、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面係数である。
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。
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。

数値実施例 1

ｆ＝ 24.92〜 101.90 Ｆｎｏ＝ 4.12 〜 4.92 ２ω＝81.9 〜 24.0

R 1 = 162.088 D 1 = 1.80 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 63.118 D 2 = 8.44 N 2 = 1.603112 ν 2 = 60.6
R 3 = ∞ D 3 = 0.15
R 4 = 47.827 D 4 = 6.11 N 3 = 1.804000 ν 3 = 46.6
R 5 = 108.632 D 5 = 可変
* R 6 = 137.316 D 6 = 0.05 N 4 = 1.524210 ν 4 = 51.4
R 7 = 78.840 D 7 = 1.20 N 5 = 1.834807 ν 5 = 42.7
R 8 = 13.922 D 8 = 6.47
R 9 = -29.385 D 9 = 1.00 N 6 = 1.882997 ν 6 = 40.8
R10 = 57.649 D10 = 0.15
R11 = 36.545 D11 = 5.26 N 7 = 1.805181 ν 7 = 25.4
R12 = -26.885 D12 = 0.67
R13 = -20.037 D13 = 1.21 N 8 = 1.772499 ν 8 = 49.6
R14 = -46.820 D14 = 可変
R15 = Fno絞り D15 = 0.00
R16 = 31.436 D16 = 3.52 N 9 = 1.438750 ν 9 = 95.0
R17 = -824.359 D17 = 1.14
R18 = 絞り D18 = 0.06
R19 = 28.850 D19 = 1.30 N10 = 1.784723 ν10 = 25.7
R20 = 16.816 D20 = 7.77 N11 = 1.487490 ν11 = 70.2
R21 = -70.416 D21 = 0.15
* R22 = 54.991 D22 = 4.01 N12 = 1.583126 ν12 = 59.4
R23 = -67.724 D23 = 可変
R24 = -57.414 D24 = 3.19 N13 = 1.846660 ν13 = 23.9
R25 = -16.614 D25 = 0.80 N14 = 1.762001 ν14 = 40.1
R26 = 62.852 D26 = 2.78
R27 = -83.505 D27 = 2.29 N15 = 1.805181 ν15 = 25.4
R28 = -28.764 D28 = 1.00 N16 = 1.834000 ν16 = 37.2
R29 = 803.160 D29 = 可変
* R30 = 140.201 D30 = 0.08 N17 = 1.524210 ν17 = 51.4
R31 = 198.013 D31 = 6.28 N18 = 1.589130 ν18 = 61.1
R32 = -26.480 D32 = 0.15
R33 = -325.617 D33 = 6.72 N19 = 1.487490 ν19 = 70.2
R34 = -21.088 D34 = 2.00 N20 = 1.846660 ν20 = 23.9
R35 = -68.803


＼焦点距離 24.92 50.00 101.90
可変間隔＼
D 5 2.47 18.46 34.54
D14 19.55 8.26 1.34
D23 2.00 7.11 10.79
D29 9.80 4.69 1.01


非球面係数

6面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=1.78133e-05 Ｃ=-2.42673e-08 Ｄ=-4.58457e-11
Ｅ=4.70544e-13 F=0.00000e+00

22面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=-1.20966e-05 Ｃ=-5.81218e-09 Ｄ=8.34478e-12
Ｅ=-6.61383e-14 F=0.00000e+00

30面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=-8.50471e-06 Ｃ=2.78091e-09 Ｄ=1.69396e-11
Ｅ=-3.55921e-14 F=0.00000e+00

数値実施例 2

ｆ＝ 24.70〜 101.90 Ｆｎｏ＝ 4.12 〜 4.88 ２ω＝82.4 〜 24.0

R 1 = 163.414 D 1 = 2.00 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 63.931 D 2 = 8.56 N 2 = 1.603112 ν 2 = 60.6
R 3 = -6534.851 D 3 = 0.15
R 4 = 47.133 D 4 = 6.18 N 3 = 1.804000 ν 3 = 46.6
R 5 = 104.404 D 5 = 可変
* R 6 = 111.469 D 6 = 1.25 N 4 = 1.834807 ν 4 = 42.7
R 7 = 13.619 D 7 = 6.55
R 8 = -28.098 D 8 = 1.00 N 5 = 1.882997 ν 5 = 40.8
R 9 = 63.117 D 9 = 0.15
R10 = 37.714 D10 = 4.80 N 6 = 1.805181 ν 6 = 25.4
R11 = -25.864 D11 = 0.61
R12 = -19.726 D12 = 1.32 N 7 = 1.772499 ν 7 = 49.6
R13 = -45.083 D13 = 可変
R14 = Fno絞り D14 = 0.00
R15 = 30.043 D15 = 3.75 N 8 = 1.438750 ν 8 = 95.0
R16 = -783.410 D16 = 1.11
R17 = 絞り D17 = 0.03
R18 = 29.513 D18 = 1.30 N 9 = 1.784723 ν 9 = 25.7
R19 = 16.612 D19 = 7.58 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R20 = -73.923 D20 = 0.15
* R21 = 52.860 D21 = 4.11 N11 = 1.583126 ν11 = 59.4
R22 = -65.809 D22 = 可変
R23 = -59.753 D23 = 3.12 N12 = 1.846660 ν12 = 23.9
R24 = -17.099 D24 = 0.80 N13 = 1.762001 ν13 = 40.1
R25 = 64.048 D25 = 2.62
R26 = -81.495 D26 = 2.65 N14 = 1.805181 ν14 = 25.4
R27 = -23.512 D27 = 1.00 N15 = 1.834000 ν15 = 37.2
R28 = 526.731 D28 = 可変
* R29 = 123.553 D29 = 6.59 N16 = 1.583126 ν16 = 59.4
R30 = -25.580 D30 = 0.15
R31 = -201.300 D31 = 6.50 N17 = 1.487490 ν17 = 70.2
R32 = -19.764 D32 = 2.00 N18 = 1.846660 ν18 = 23.9
R33 = -62.989


＼焦点距離 24.70 50.00 101.90
可変間隔＼
D 5 2.47 17.81 34.61
D13 19.60 8.02 1.39
D22 2.00 7.23 10.72
D28 9.74 4.51 1.02


非球面係数

6面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=1.18577e-05 Ｃ=-1.33021e-08 Ｄ=-5.00695e-11
Ｅ=3.57384e-13 F=0.00000e+00

21面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=-1.19171e-05 Ｃ=-5.42206e-09 Ｄ=3.92367e-12
Ｅ=-4.88323e-14 F=0.00000e+00

29面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=-7.59788e-06 Ｃ=5.23723e-09 Ｄ=1.24060e-11
Ｅ=-2.68296e-14 F=0.00000e+00


数値実施例 3

ｆ＝ 24.70〜 101.89 Ｆｎｏ＝ 4.12 〜 4.90 ２ω＝82.4 〜 24.0

R 1 = 158.837 D 1 = 2.00 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 65.553 D 2 = 8.20 N 2 = 1.592400 ν 2 = 68.3
R 3 = -9068.522 D 3 = 0.15
R 4 = 47.059 D 4 = 6.00 N 3 = 1.804000 ν 3 = 46.6
R 5 = 101.765 D 5 = 可変
* R 6 = 104.095 D 6 = 1.25 N 4 = 1.834807 ν 4 = 42.7
R 7 = 13.810 D 7 = 6.63
R 8 = -29.327 D 8 = 1.00 N 5 = 1.882997 ν 5 = 40.8
R 9 = 59.023 D 9 = 0.15
R10 = 36.956 D10 = 5.00 N 6 = 1.805181 ν 6 = 25.4
R11 = -26.906 D11 = 0.66
R12 = -19.935 D12 = 1.21 N 7 = 1.772499 ν 7 = 49.6
R13 = -45.313 D13 = 可変
R14 = Fno絞り D14 = 0.00
R15 = 33.668 D15 = 3.49 N 8 = 1.496999 ν 8 = 81.5
R16 = -3404.268 D16 = 1.18
R17 = 絞り D17 = 0.03
R18 = 29.521 D18 = 1.30 N 9 = 1.784723 ν 9 = 25.7
R19 = 16.704 D19 = 7.66 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R20 = -65.979 D20 = 0.15
* R21 = 56.138 D21 = 4.06 N11 = 1.583126 ν11 = 59.4
R22 = -67.959 D22 = 可変
R23 = -57.542 D23 = 3.10 N12 = 1.846660 ν12 = 23.9
R24 = -17.078 D24 = 0.80 N13 = 1.762001 ν13 = 40.1
R25 = 66.347 D25 = 2.57
R26 = -88.635 D26 = 2.60 N14 = 1.805181 ν14 = 25.4
R27 = -24.683 D27 = 1.00 N15 = 1.834000 ν15 = 37.2
R28 = 431.537 D28 = 可変
* R29 = 169.426 D29 = 6.36 N16 = 1.583126 ν16 = 59.4
R30 = -25.975 D30 = 0.15
R31 = -346.720 D31 = 6.31 N17 = 1.496999 ν17 = 81.5
R32 = -21.075 D32 = 2.00 N18 = 1.846660 ν18 = 23.9
R33 = -68.473


＼焦点距離 24.70 50.01 101.89
可変間隔＼
D 5 2.47 17.90 34.62
D13 19.96 8.17 1.39
D22 2.00 7.24 10.87
D28 9.90 4.66 1.03


非球面係数

6面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=1.12669e-05 Ｃ=-1.22832e-08 Ｄ=-4.03407e-11
Ｅ=3.10610e-13 F=0.00000e+00

21面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=-1.06404e-05 Ｃ=-2.82821e-09 Ｄ=1.61365e-11
Ｅ=-5.24940e-14 F=0.00000e+00

29面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=-7.67472e-06 Ｃ=1.84327e-09 Ｄ=1.97516e-11
Ｅ=-4.59622e-14 F=0.00000e+00

数値実施例 4

ｆ＝ 24.70〜 101.90 Ｆｎｏ＝ 4.12 〜 4.89 ２ω＝82.4 〜 24.0

R 1 = 168.793 D 1 = 2.00 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 64.266 D 2 = 8.38 N 2 = 1.603112 ν 2 = 60.6
R 3 = -4334.683 D 3 = 0.15
R 4 = 46.720 D 4 = 6.15 N 3 = 1.804000 ν 3 = 46.6
R 5 = 104.405 D 5 = 可変
* R 6 = 105.467 D 6 = 1.25 N 4 = 1.834807 ν 4 = 42.7
R 7 = 13.577 D 7 = 6.65
R 8 = -28.166 D 8 = 1.00 N 5 = 1.882997 ν 5 = 40.8
R 9 = 65.531 D 9 = 0.15
R10 = 37.847 D10 = 4.95 N 6 = 1.805181 ν 6 = 25.4
R11 = -26.028 D11 = 0.61
R12 = -19.917 D12 = 1.21 N 7 = 1.772499 ν 7 = 49.6
R13 = -45.900 D13 = 可変
R14 = Fno絞り D14 = 0.00
R15 = 33.981 D15 = 3.67 N 8 = 1.496999 ν 8 = 81.5
R16 = -488.332 D16 = 1.06
R17 = 絞り D17 = 0.03
R18 = 29.761 D18 = 1.30 N 9 = 1.784723 ν 9 = 25.7
R19 = 16.390 D19 = 7.56 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R20 = -80.456 D20 = 0.15
* R21 = 56.798 D21 = 4.16 N11 = 1.583126 ν11 = 59.4
R22 = -59.803 D22 = 可変
R23 = -63.166 D23 = 3.02 N12 = 1.846660 ν12 = 23.9
R24 = -17.903 D24 = 0.80 N13 = 1.762001 ν13 = 40.1
R25 = 66.095 D25 = 可変
R26 = -64.435 D26 = 2.83 N14 = 1.805181 ν14 = 25.4
R27 = -20.053 D27 = 1.00 N15 = 1.834000 ν15 = 37.2
R28 = 1076.865 D28 = 可変
* R29 = 123.114 D29 = 6.68 N16 = 1.583126 ν16 = 59.4
R30 = -25.160 D30 = 0.15
R31 = -304.733 D31 = 6.92 N17 = 1.487490 ν17 = 70.2
R32 = -19.636 D32 = 2.00 N18 = 1.846660 ν18 = 23.9
R33 = -63.219


＼焦点距離 24.70 50.00 101.90
可変間隔＼
D 5 2.47 17.77 34.24
D13 20.01 8.16 1.39
D22 2.00 7.50 10.94
D25 4.00 2.73 2.19
D28 8.15 3.92 1.02


非球面係数

6面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=1.10425e-05 Ｃ=-1.13013e-08 Ｄ=-5.57536e-11
Ｅ=3.43203e-13 F=0.00000e+00

21面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=-1.00629e-05 Ｃ=9.87555e-12 Ｄ=1.36411e-11
Ｅ=1.79752e-14 F=0.00000e+00

29面 : Ａ=0.00000e+00 Ｂ=-7.67333e-06 Ｃ=5.53403e-09 Ｄ=1.67441e-11
Ｅ=-4.06057e-14 F=0.00000e+00

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受光するフィルムや撮像素子などの感光面、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からの被写体像を感光面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感光面１２上に結像する。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一眼レフカメラにも同様に適用することができる。
以上のように各実施例によれば、ズームレンズが振動（傾動）したときの画像のブレを、ズームレンズを構成する一部のレンズ群を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより、光学的に補正して静止画像が得られ、撮影画像の安定化を図った写真用カメラや、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、デジタルカメラそして３-ＣＣＤ対応の電子カメラ等の撮像装置が得られる。
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広角端における収差図 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
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
ＦＳ Ｆナンバー絞り
ＳＰ 開口絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
Ｓ．Ｃ 正弦条件
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｙ 像高

Claims (7)

  1. 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、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が大きくなり、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が小さくなるズームレンズにおいて、前記第４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することによって像位置を変化させる防振レンズ群を有し、単一レンズまたは接合レンズを１つのレンズ成分とするとき、前記第３レンズ群は、少なくとも３つの正レンズ成分を備えると共に、少なくとも１つの非球面形状のレンズ面を含み、望遠端における前記防振レンズ群の横倍率をβｉｓｔ、望遠端における前記防振レンズ群より像側に位置する光学系の横倍率をβｒｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
    １．０＜｜（１−βｉｓｔ）×βｒｔ｜＜２．０
    ０．８７２≦ｆ１／ｆｔ＜１．３
    ０．０５＜｜ｆ２｜／ｆｔ＜０．２
    ０．２５＜ｆ５／ｆｔ＜０．７
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第４レンズ群は、ズーミングに際して前記防振レンズ群との間隔が変化するサブレンズ群を有することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 望遠端における前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４ｔ、前記防振レンズ群の焦点距離をｆｉｓ、前記防振レンズ群の最も物体側の面の曲率半径をＲｉｓ１とするとき、
    ０．３＜｜ｆｉｓ｜／ｆｔ＜０．７
    ０．１５＜｜ｆ４ｔ｜／ｆｔ＜０．４５
    ０．３＜｜Ｒｉｓ１｜／ｆｔ
    なる条件を満足することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
  4. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記防振レンズ群の焦点距離をｆｉｓ、前記防振レンズ群の最も物体側の面の曲率半径をＲｉｓ１とするとき、
    ０．３＜｜ｆｉｓ｜／ｆｔ＜０．７
    ０．１５＜｜ｆ４｜／ｆｔ＜０．４５
    ０．３＜｜Ｒｉｓ１｜／ｆｔ
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  5. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
    ０．１５＜ｆ３／ｆｔ＜０．３
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズーミングと、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することを特徴とする撮像装置。
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