JP6292898B2 - ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はズームレンズおよびそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。

撮像装置に用いられる撮影光学系にはレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）が短いこと、全系が小型（コンパクト）であること、ズーム全域において高い光学性能を有する高ズーム比のズームレンズであることが要求されている。更に撮影時の手振れや、撮影装置の振動による像振れを抑制する防振機能を備えたズームレンズであること等が要求されている。像振れを補正する手段（防振機能を有する手段）としてレンズ系の一部を光軸に対して垂直な方向にシフトさせたズームレンズが知られている（特許文献１乃至３）。

特許文献１では物体側から像側へ順に、正、負、正、負の屈折力の第１レンズ群乃至第４レンズ群で構成される４群ズームレンズを開示している。そして第２レンズ群の一部の負の屈折力の第２１群を光軸に対して直交する方向に移動させて像振れを補正している。

特許文献２では物体側から像側へ順に、正，負，正，正，負の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなる５群ズームレンズを開示している。そして第２レンズ群の一部の負の屈折力の第ＧｒＡを光軸に対して垂直方向に偏心移動させることで像振れを補正している。

特許文献３では物体側から像側へ順に、正，負，正（又は負），正の屈折力の第１レンズ群乃至第４レンズ群で構成される４群ズームレンズを開示している。そして第２レンズ群を、レンズ成分Ｇ２Ａ，レンズ成分Ｇ２Ｂ，レンズ成分Ｇ２Ｃの３つのレンズ成分に分け、このうちレンズ成分Ｇ２Ｂを光軸に対して垂直に移動させて像振れの補正を行っている。

特開平０８−１３６８６３号公報 特開平１１−２０２２０１号公報 特開２００２−２９６５０１号公報

一般に防振機能を有したズームレンズにおいては、像振れ補正を効率的に行い、かつ像振れ補正の際の収差変動を少なくすることが重要になってくる。このためには、ズームレンズのレンズ構成および像振れ補正のための防振系の選定や防振系のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。像振れ補正のために移動させる防振系の選定及び防振系のレンズ構成が適切でないと、防振系が大型化し、迅速なる像振れ補正が困難となり、また防振時において偏心収差の発生量が多くなり、防振時に高い光学性能を維持するのが困難になってくる。

また防振敏感度が低いと、所定量の像振れ補正を行うときの防振系の偏心量が増大し、防振系が大型化するとともに防振系を駆動させる駆動機構が大型化し、全系の小型化を図るのが困難になってくる。

なお、本明細書における防振敏感度とは、防振系の光軸に対して垂直方向の移動量に対する、像高０ｍｍ（画面中心）に結像する光線の入射側の主光線の角度変化（像位置の変化）の比である。防振敏感度の値が大きいほど、防振系をわずかに動かすだけで、像面に到達する光線の角度を変化させることができるため、より高い防振能力を備えていることになる。またズームレンズが小型であることとは、ズームレンズのレンズ全長（光軸と平行方向の長さ）が短い、または、ズームレンズとその駆動機構を組み合わせた際のレンズ外径が小さいことを意味する。

本発明は、像振れ補正が高速に行われ、像振れ補正に際しても良好な光学性能を維持す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を提供することを目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、１以上のレンズ群を有する後群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
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レンズ群の間隔が広くなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭くなり、
前記第２レンズ群は、像振れ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する負の屈折力の防振群と、該防振群の像側に配置された正の屈折力の像側部分群を有し、
前記防振群の焦点距離をｆ２ＩＳ、前記像側部分群の焦点距離をｆ２ｐ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
０．０５０＜｜ｆ２ＩＳ｜／ｆＴ＜０．１１５
０．１０＜ｆ２ｐ／ｆＴ＜０．１８
０．４７０≦ｆ１／ｆＴ＜０．８０
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、像振れ補正が高速に行われ、しかも像振れ補正に際しても良好な光学性能を維持することができるズームレンズが得られる。

実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （ａ），（ｂ） 実施例１のズームレンズの広角端と望遠端における縦収差図（物体距離：無限遠） （ａ），（ｂ） 実施例１のズームレンズの広角端と望遠端における横収差図（物体距離：無限遠） （ａ），（ｂ） 実施例１のズームレンズの広角端と望遠端における横収差図（物体距離：無限遠、防振群を光軸に対して垂直方向に０．５ｍｍ移動させたとき） 実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （ａ），（ｂ） 実施例２のズームレンズの広角端と望遠端における縦収差図（物体距離：無限遠） （ａ），（ｂ） 実施例２のズームレンズの広角端と望遠端における横収差図（物体距離：無限遠） （ａ），（ｂ） 実施例２のズームレンズの広角端と望遠端における横収差図（物体距離：無限遠、防振群を光軸に対して垂直方向に０．５ｍｍ移動させたとき） 実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 （ａ），（ｂ） 実施例３のズームレンズの広角端と望遠端における縦収差図（物体距離：無限遠） （ａ），（ｂ） 実施例３のズームレンズの広角端と望遠端における横収差図（物体距離：無限遠） （ａ），（ｂ） 実施例３のズームレンズの広角端と望遠端における横収差図（物体距離：無限遠、防振群を光軸に対して垂直方向に０．５ｍｍ移動させたとき） 本発明の撮像装置の要部概略図

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置における、最良の形態を述べる。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、１以上のレンズ群を有する後群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が広く、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が狭くなる。更に第３レンズ群と後群の最も物体側のレンズ群との間隔が小さくなる。

第２レンズ群は、負の屈折力の第２ＩＳレンズ系（防振群）と、第２ＩＳレンズ系の像側に配置された正の屈折力の第２ｐレンズ系（像側部分群）を有する。ズーミングに際して第２ＩＳレンズ系と第２ｐレンズ系との間隔は一定である。像振れ補正に際して第２ＩＳレンズ系は光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する。

図１は本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図である。図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端，望遠端における縦収差図である。図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端，望遠端における横収差図である。図４（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの像振れ補正時における広角端，望遠端における横収差図である。実施例１はズーム比２．８５、開口比４．１６〜５．８８程度のズームレンズである。

図５は本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。図６（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端，望遠端における縦収差図である。図７（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端，望遠端における横収差図である。図８（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの像振れ補正時における広角端，望遠端における横収差図である。実施例２はズーム比２．８４、開口比４．１６〜５．８８程度のズームレンズである。

図９は本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。図１０（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端，望遠端における縦収差図である。図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端，望遠端における横収差図である。図１２（ａ），（ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの像振れ補正時における広角端，望遠端における横収差図である。実施例３はズーム比２．８５、開口比４．１６〜５．８８程度のズームレンズである。図１３は本発明の撮像装置の要部概略図である。

本発明のズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられるものである。レンズ断面図において左方が前方（物体側、拡大側）で右方が後方（像側、縮小側）である。レンズ断面図において、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＬＲは１以上のレンズ群を有する後群である。ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。

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センサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。縦収差図において、球面収差のｄはｄ線、ｇはｇ線を、非点収差のΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面を、倍率色収差のｇはｇ線を表している。横収差図において、ｈｇｔは像高である。破線ΔＳはｄ線のサジタル像面、実線はΔＭはｄ線のメリディオナル像面を表している。

ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。半画角ωは光線追跡値による値を示す。レンズ断面図において矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。又、像振れ補正の際のレンズ系の移動方向を示す。

以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群が機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、１以上のレンズ群を有する後群ＬＲより構成される。ズーミングに際して前述のように隣り合うレンズ群の間隔が変化する。各実施例では、第１レンズ群Ｌ１が正の屈折力を有しており、レンズ全長（第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカス（空気換算）の値を加えた値）の短縮化を容易にしている。

各実施例のズームレンズにおいては、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２内の一部のレンズ系を防振レンズ系として像振れ補正（防振）を行っている。これが好適な構成である技術的な理由は次のとおりである。

１つ目の理由として、防振レンズ系は小型であることが、像振れ補正を高速に行うこと及び防振レンズ系を保持および駆動する機構の小型化のために望ましい。一般的に、正・負・正の屈折力の第１レンズ群乃至第３レンズ群の少なくとも３つのレンズ群を有するタイプのズームレンズにおいては、第２レンズ群もしくは第３レンズ群に開口絞りを有することが多い。開口絞り付近の負の屈折力のレンズ群では、軸上光束と軸外光束が密に集まっていることから、第２レンズ群のレンズ有効径は小さくなる。従って、負の屈折力の第２レンズ群内の一部のレンズ系で像振れ補正を行うことが光学系の小型化に適している。

２つ目の理由として、像振れ補正時の光学性能の低下を軽減するには、第２レンズ群内の一部のレンズ系で像振れ補正をすることが好ましい。

本出願人が提案している特許文献１に記載しているように、防振レンズ系の防振敏感度を大きくしつつ、像振れ補正の際に発生する偏芯像面湾曲を補正するための屈折力配置は、表１に挙げる候補１，候補２の２つがある。なお、表１のＯ群、Ｐ群、Ｑ群は、それぞれ、防振レンズ系を含むレンズ群の物体側に配置されたレンズ群、防振レンズ系を含むレンズ群、防振レンズ系を含むレンズ群の像側に配置されたレンズ群を表している。

表１によれば、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、の少なくとも３つのレンズ群を有するズームレンズにおいては、表１の候補１のように負の屈折力の第２レンズ群内で像振れ補正を行うのが良い。これによれば像振れ補正時の収差変動の補正も良好に行うことが容易になる。これら２つの理由から、各実施例では負の屈折力の第２レンズ群内のレンズ系で像振れ補正をすることで、光学系の小型化を図りつつ、像振れ補正時の光学性能を良好に維持している。

防振レンズ系の駆動機構の小型化のためには、防振敏感度を高くする必要がある。しかしながら、第２レンズ群全体の防振敏感度を高くしようとすると、第２レンズ群全体の負の屈折力が大きくなりすぎてしまう。結果として、特に広角側において球面収差が大きく発生してしまう。このときの球面収差を第３レンズ群以降のレンズ群で、補正しようとすると、今度は望遠側においてコマ収差が増大してくる。結局のところ、全ズーム領域に渡って良好な光学性能を維持することが困難となる。

防振機構の小型化を図りつつ、像振れ補正時の光学性能を良好に維持するために各実施例は次の如く構成している。即ち、第２レンズ群Ｌ２を、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第２ＩＳレンズ系（防振群）Ｌ２ＩＳ、正の屈折力の第２ｐレンズ系（像側部分群）Ｌ２ｐを含む少なくとも２つの部分群に分割する。そして第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳのみにおいて像振れ補正を行う。なお、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの物体側や、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳと第２ｐレンズ系Ｌ２ｐとの間や、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐの像側に、別の部分レンズ系（部分群）を有しても構わない。

第２レンズ群Ｌ２を複数の部分レンズ系に分割することで、負の屈折力の第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの屈折力（負の屈折力の絶対値）を大きくし、像振れ補正の際の防振敏感度を高めて、駆動機構の小型化を図っている。また、第２レンズ群Ｌ２の一部のみを防振レンズ系として使用することで、防振レンズ系の小型軽量化を図り、かつ駆動機構の小型化を図っている。

第２ｐレンズ系Ｌ２ｐは、所定の値の正の屈折力を有しつつ、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳよりも像側の位置に配置することが好ましい。このような屈折力配置とすることで、第２レンズ群Ｌ２全体としての負の屈折力を適切に保つことができ、特に望遠側においてコマ収差を良好に補正することが容易になる。加えて、第３レンズ群Ｌ３以降のレンズ群のレンズ有効径を小さくして全系の小型化が容易になる。

具体的には第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、次のように構成するのが良い。負の屈折力の第２ａレンズ系（物体側部分群）Ｌ２ａ、像振れ補正に際し光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動する負の屈折力の第２ＩＳレンズ系（防振群）Ｌ２ＩＳ、正の屈折力の第２ｐレンズ系（像側部分群）Ｌ２ｐより構成するのが良い。

この他、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、像振れ補正に際して光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動する負の屈折力の第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳ、正の屈折力の第２ｐレンズ系Ｌ２ｐより構成されることが良い。この他第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２ａレンズ系Ｌ２ａ、像振れ補正に際して光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動する負の屈折力の第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳ、正の屈折力の第２ｐレンズ系Ｌ２ｐより構成されるのが良い。

各実施例において第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの焦点距離をｆ２ＩＳ、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐの焦点距離をｆ２ｐ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとする。このとき、
０．０５０＜｜ｆ２ＩＳ｜／ｆＴ＜０．１１５ ・・・（１）
０．１０＜ｆ２ｐ／ｆＴ＜０．１８ ・・・（２）
なる条件式を満足する。

次に前述の各条件式の技術的な意味を説明する。条件式（１）は、望遠端における全系の焦点距離に対する第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの焦点距離の比を規定する。条件式（１）は主に全系の小型化を図りつつ、像振れ補正時及び像振れ非補正時における光学性能を良好に維持するためのものである。

条件式（１）の上限を上回ると、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの負の屈折力が小さくなり（負の屈折力の絶対値が小さくなり）、望遠端において所定の防振敏感度を得るのが困難となり、像振れ補正を行う際の駆動量を大きくする必要が生じる。

結果として、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの有効径が大きくなり、全系の小型化が困難となる。条件式（１）の下限を下回ると、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの負の屈折力が大きくなり（負の屈折力の絶対値が大きくなり）、像振れ非補正時に第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳより球面収差、コマ収差等が大きく発生する。そしてこれらの諸収差を第２ｐレンズ系Ｌ２ｐ以降のレンズ系で補正することが困難になる。また、像振れ補正時に望遠端においてコマ収差の変動が大きくなり、像振れ補正時の光学性能も劣化してくる。

条件式（１）を満足することにより、全系の小型化を図りつつ、像振れ補正時及び像振れ非補正時ともに諸収差が良好に補正された、高い光学性能を得ている。

条件式（２）は、望遠端における全系の焦点距離に対する第２ｐレンズ系Ｌ２ｐの焦点距離の比を規定する。条件式（２）は主に全系の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るためのものである。

条件式（２）の上限を上回って、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐの正の屈折力が小さくなると、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳより発生した球面収差を補正することが困難になる。また、特に広角端においては、第２ＩＳレンズ系において軸上光束の入射径が広がる。このため、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐの屈折力が小さいと第３レンズ群に入射する光束径が大きくなり、第３レンズ群Ｌ３以降のレンズ系で球面収差やコマ収差等を補正することが困難になる。

また、第３レンズ群Ｌ３以降のレンズ有効径も大きくなってしまい、全系の小型化が困難となる。条件式（２）の下限を下回って、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐの屈折力が大きくなると、望遠端において、コマ収差が補正過剰になってくる。条件式（２）を満足することにより、全系の小型化を図りつつ、高い光学性能を得ている。

以上のように、各実施例によれば、全系が小型でありながら、像振れ補正時及び像振れ非補正時ともに諸収差が良好に補正された、高い光学性能を有するズームレンズを得ることができる。更に好ましくは条件式（１），（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．０７＜｜ｆ２ＩＳ｜／ｆＴ＜０．１１ ・・・（１ａ）
０．１２０＜ｆ２ｐ／ｆＴ＜０．１７５ ・・・（２ａ）
次に、各実施例において、より好ましい条件について説明する。

第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。

１．２０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜２．８０ ・・・（３）
０．４７０≦ｆ１／ｆＴ＜０．８０ ・・・（４）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（３）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離に対する第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定する。条件式（３）は全系の小型化を図りつつ高い光学性能を得るためのものである。条件式（３）の上限を上回って、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が強くなりすぎると、特に広角側において、球面収差が増大し、この収差の補正が困難になる。また、条件式（３）の下限を下回って、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱くなりすぎると、コマ収差が増大し、この収差の補正が困難になる。もしくは、コマ収差を補正するためにはレンズ枚数を増加しなければならず、この結果、レンズ全長が長くなってくる。

条件式（３）を満足することにより、全系の小型化を図りつつ、高い光学性能を得ている。条件式（４）は、望遠端における全系の焦点距離に対する第１レンズ群Ｌ１の焦点距離の比を規定する。条件式（４）は主に全系の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るためのものである。

条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなりすぎ、望遠側において収差補正は容易となるが、いわゆるテレフォト型の屈折力配置が弱くなってしまい、レンズ全長が長くなってくる。加えて、広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を移動させる距離を長くする必要があり、第１レンズ群Ｌ１を保持する機構および駆動させるための機構が大型化し、全系の小型化が困難になる。条件式（４）の下限を下回ると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなりすぎ、望遠側において球面収差やコマ補正の補正が困難になる。

条件式（４）を満足することにより、全系の小型化を図りつつ高い光学性能を得ている。更に好ましくは、条件式（３），（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

１．５０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜２．５０ ・・・（３ａ）
０．４７０≦ｆ１／ｆＴ＜０．６０ ・・・（４ａ）
次に、各レンズ群内の好ましい構成について説明する。

一般的に、像振れ補正時に防振レンズ系を光軸に対して垂直方向の成分を持つように偏芯させると、偏芯収差の１つである軸上色収差が多く発生する。これを低減するためには、防振レンズ系自身で色収差の補正をすることが必要であり、このためには１枚以上の負レンズと１枚以上の正レンズを要する。加えて、像振れ補正用の第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳは条件式（１）で規定した負の屈折力を有するため、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳ内には１枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有することが好ましい。

第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳを少なくとも２枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズで構成することで、色収差を良好に補正しながら、像振れ非補正時において球面収差を良好に補正し、また像振れ補正時においてコマ収差の変動を軽減することができる。そして高い光学性能を有するズームレンズを得ることが容易になる。

これらのことは第１レンズ群Ｌ１、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐ、第３レンズ群Ｌ３に関しても同様で、レンズ群又はレンズ系内での色収差の補正のために、１以上の正レンズと、１以上の負レンズを有することが好ましい。このような構成とすることで、ズーミングに際しての色収差の変動を低減することができ、高い光学性能を有するズームレンズを容易に得ることができる。次に、各実施例の光学系の特徴について説明する。

［実施例１］
図１の実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズは、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成している。後群ＬＲは第４レンズ群Ｌ４より構成している。また、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第２ａレンズ系（物体側部分群）Ｌ２ａ、像振れ補正用の負の屈折力の第２ＩＳレンズ系（防振群）Ｌ２ＩＳ、正の屈折力の第２ｐレンズ系（像側部分群）Ｌ２ｐで構成されている。開口絞りＳＰは第３レンズ群の物体側に配置しており、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体で移動する。

ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。具体的には広角端から望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔は広がり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔は狭まり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔は狭まる。

移動方向としては、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌跡で移動する。第２ａレンズ系Ｌ２ａと第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳとの間隔および、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳと第２ｐレンズ系Ｌ２ｐとの間隔は、ズーミングに際して一定である。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４は物体側から像側へ移動する。

各レンズ群及びレンズ系は、物体側から像側へ順に、以下のとおり構成されている。第１レンズ群Ｌ１は、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズとで構成し、これによって第１レンズ群Ｌ１内での色収差を良好に補正している。第２ａレンズ系Ｌ２ａは、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズより構成しており、第２ＩＳレンズ系以降で発生する軸上光束の球面収差を補正している。

第２ＩＳレンズ系Ｌ２１Ｓは負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、負レンズより構成している。第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの防振敏感度は、広角端で１．５９、望遠端で０．７４であり、少ない偏芯量で、十分な防振性能を得ている。第２ｐレンズ系Ｌ２ｐは、正レンズと、正レンズと負レンズを接合した接合レンズとで構成しており、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳで生じた諸収差を良好に補正しながら、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐ内で生じる色収差も良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は、正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズとで構成している。第３レンズ群Ｌ３は、第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２で生じた球面収差やコマ収差等の諸収差を良好に補正しながら、第３レンズ群Ｌ３内で生じる色収差も良好に補正している。第４レンズ群Ｌ４は、正レンズと負レンズとで構成しており、フォーカシングの際の収差変動を良好に抑えている。また、第４レンズ群Ｌ４の有効径を小さく抑えることで、フォーカス機構の小型化も実現している。

［実施例２］
図５の実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズは、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５より構成している。後群ＬＲは第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５より構成している。また、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、像振れ補正用の負の屈折力の第２ＩＳレンズ系（防振群）Ｌ２ＩＳ、正の屈折力の第２ｐレンズ系（像側部分群）Ｌ２ｐで構成している。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２の像側に配置している。

ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。具体的には広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔および、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔は広がる。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔および第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔は狭まる。ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と開口絞りＳＰは不動である。

移動方向としては、広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動し、第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡で移動する。第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳと第２ｐレンズ系Ｌ２ｐとの間隔は、ズーミングに際して一定である。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４は物体側から像側へ移動する。

各レンズ群及びレンズ系は、物体側から像側へ順に、以下のとおり構成されている。第１レンズ群Ｌ１は、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズとで構成し、これにより第１レンズ群Ｌ１内での色収差を良好に補正している。第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳは負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、負レンズより構成している。

第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの防振敏感度は、広角端で１．７９、望遠端で０．７５であり、少ない偏芯量で、十分な防振性能を得ている。第２ｐレンズ系Ｌ２ｐは、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズとで構成しており、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳで生じた諸収差を良好に補正しながら、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐ内で生じる色収差も良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は、正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズとで構成している。第３レンズ群Ｌ３は、第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２で生じた球面収差やコマ収差等の諸収差を良好に補正しながら、第３レンズ群Ｌ３内で生じる色収差も良好に補正している。

第４レンズ群Ｌ４は、正レンズと負レンズとで構成しており、フォーカシングの際の収差変動を良好に抑えている。また、第４レンズ群Ｌ４の有効径を小さく抑えることで、フォーカス機構の小型化も実現している。

第５レンズ群Ｌ５は、正レンズで構成している。物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることで、歪曲等の諸収差を良好に補正している。

［実施例３］
図９の実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズは、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成している。後群ＬＲは第４レンズ群Ｌ４より構成している。また、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第２ａレンズ系（物体側部分群）Ｌ２ａ、像振れ補正用の負の屈折力の第２ＩＳレンズ系（防振群）Ｌ２ＩＳ、正の屈折力の第２ｐレンズ系（像側部分群）Ｌ２ｐで構成している。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置されており、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と一体で移動する。

ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。具体的には、広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔は広がり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔は狭まり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔は狭まる。各レンズ群の移動方向は実施例１と同じである。第２ａレンズ系Ｌ２ａと第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳとの間隔および、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳと第２ｐレンズ系Ｌ２ｐとの間隔は、ズーミングに際して一定である。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際しては、第４レンズ群Ｌ４は物体側から像側へ移動する。

各レンズ群及びレンズ系は、物体側から像側へ順に、以下のとおり構成されている。第１レンズ群Ｌ１は、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズとで構成し、これにより第１レンズ群Ｌ１内での色収差を良好に補正している。第２ａレンズ系Ｌ２ａは正レンズより構成している。第２ａレンズ系Ｌ２ａは正の屈折力を有しており、第２レンズ群Ｌ２全体としての負の屈折力を維持しつつ、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳに十分な負の屈折力を与えて望遠端において、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの防振敏感度を高めている。

第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳは負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、負レンズより構成している。第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳの防振敏感度は、広角端で１．７０、望遠端で０．７８であり、少ない偏芯量で十分な防振性能を得ている。第２ｐレンズ系Ｌ２ｐは、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズとで構成し、第２ＩＳレンズ系Ｌ２ＩＳで生じた諸収差を良好に補正しながら、第２ｐレンズ系Ｌ２ｐ内で生じる色収差も良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は、正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズとで構成している。第３レンズ群Ｌ３は、第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２で生じた球面収差やコマ収差等の諸収差を良好に補正しながら、第３レンズ群Ｌ３内で生じる色収差も良好に補正している。

第４レンズ群Ｌ４は、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成しており、望遠端において球面収差の補正を良好に行っている。また、フォーカシングの際の収差変動を良好に補正している。また、第４レンズ群Ｌ４の有効径を小さく抑えることで、フォーカス機構の小型化も実現している。

このように、本実施例におけるズームレンズは、全系が小型でありながら、像振れ補正時と像振れ非補正時ともに諸収差が良好に補正された、高い光学性能を有している。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

図１３は本発明のズームレンズを有する一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図である。図１３において、１０は実施例１乃至３のいずれか１つのズームレンズを有する撮影光学系である。

ズームレンズ１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体である。カメラ本体２０はクイックリターンミラー３、焦点板４、ペンタダハプリズム５、接眼レンズ６等によって構成されている。クイックリターンミラー３は、撮影光学系１０からの光束を上方に反射する。焦点板４は撮影光学系１０の像形成位置に配置されている。ペンタダハプリズム５は焦点板４に形成された逆像を正立像に変換する。観察者は、その正立像を接眼レンズ６を介して観察する。

７は感光面であり、像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮影光学系１０によって像側形成される。

このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。尚、本発明のズームレンズは、デジタルカメラ・ビデオカメラ・銀塩フィルム用カメラ等の他に望遠鏡、双眼鏡、複写機、プロジェクター等の光学機器にも適用できる。またクイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラにも適用することができる。

以下、実施例１乃至３に対応する数値実施例１乃至３の具体的な数値データを示す。面番号ｉは物体側から順に数えている。ｒｉは曲率半径（ｍｍ）、ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面間隔（ｍｍ）である。ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質の屈折率、アッベ数を表す。また、各数値実施例と前述の各条件式に関係した数値を表２に示す。更に、表３に前述の各条件式に相当する数値を示す。

[数値実施例１]
面データ
面番号 r d nd νd
1 93.407 5.00 1.48749 70.2
2 -1921.800 0.15
3 100.108 1.70 1.65412 39.7
4 46.230 7.00 1.49700 81.5
5 350.000 (可変)
6 -186.138 1.20 1.48749 70.2
7 -552.459 2.16
8 -213.071 1.10 1.71300 53.9
9 22.327 2.51 1.80809 22.8
10 47.555 2.33
11 -54.176 1.10 1.80400 46.6
12 431.432 4.24
13 -234.686 2.25 1.77250 49.6
14 -53.235 0.20
15 65.554 4.99 1.58913 61.1
16 -29.234 1.12 1.90366 31.3
17 -79.438 (可変)
18(絞り) ∞ 10.96
19 1019.000 2.44 1.56732 42.8
20 -83.595 1.00
21 -218.096 1.00 1.80610 33.3
22 34.118 4.80 1.69680 55.5
23 -83.957 0.50
24 78.894 2.51 1.65844 50.9
25 -306.993 (可変)
26 1364.702 1.84 1.76182 26.5
27 -46.842 1.16
28 -43.388 0.80 1.74100 52.6
29 33.478 (可変)
像面 ∞

可変間隔
広角 中間 望遠
d 5 8.87 51.24 68.92
d17 18.93 7.36 6.82
d25 27.91 13.25 2.50
d29 43.23 65.41 84.71

各種データ
広角 中間 望遠
焦点距離 102.00 195.50 291.20
Fナンバー 4.16 5.14 5.88
半画角（度） 7.63 4.00 2.69

[数値実施例２]
面データ
面番号 r d nd νd
1 95.968 4.78 1.48749 70.2
2 -9164.561 0.15
3 94.823 1.70 1.65412 39.7
4 46.417 7.00 1.49700 81.5
5 350.000 (可変)
6 -270.226 1.20 1.71300 53.9
7 19.642 2.62 1.80809 22.8
8 39.887 2.56
9 -53.850 1.10 1.80400 46.6
10 164.877 4.24
11 320.993 2.42 1.80400 46.6
12 -65.064 0.20
13 62.637 4.96 1.58913 61.1
14 -29.225 1.12 1.90366 31.3
15 -107.212 1.66
16(絞り) ∞ (可変)
17 985.623 2.64 1.59551 39.2
18 -67.490 1.00
19 -254.020 1.00 1.80610 33.3
20 27.344 5.44 1.72916 54.7
21 -98.166 0.20
22 53.260 2.55 1.65844 50.9
23 691.206 (可変)
24 -183.386 1.49 1.76182 26.5
25 -49.083 1.02
26 -57.706 0.70 1.69680 55.5
27 24.331 (可変)
28 32.477 1.87 1.63980 34.5
29 46.207 (可変)
像面 ∞

可変間隔
広角 中間 望遠
d 5 13.32 55.57 77.32
d16 23.42 13.88 12.39
d23 23.42 11.85 2.00
d27 10.66 17.52 29.85
d29 38.55 52.81 51.82

各種データ
広角 中間 望遠
焦点距離 102.63 195.50 291.20
Fナンバー 4.16 5.18 5.88
半画角（度） 7.58 4.00 2.69

[数値実施例３]
面データ
面番号 r d nd νd
1 91.662 5.00 1.48749 70.2
2 -8138.598 0.15
3 101.654 1.70 1.65412 39.7
4 46.326 7.00 1.49700 81.5
5 350.000 (可変)
6 69.601 1.20 1.48749 70.2
7 87.819 2.43
8 -447.069 1.10 1.71300 53.9
9 20.176 2.55 1.80809 22.8
10 40.928 2.61
11 -48.622 1.10 1.80400 46.6
12 285.620 4.24
13 -117.151 2.16 1.77250 49.6
14 -44.197 0.20
15 58.299 4.83 1.58913 61.1
16 -29.966 1.12 1.90366 31.3
17 -98.644 (可変)
18(絞り) ∞ 12.54
19 -458.263 2.49 1.56732 42.8
20 -64.010 1.00
21 75.818 1.00 1.80610 33.3
22 22.655 5.44 1.72916 54.7
23 -173.059 (可変)
24 42.931 1.10 1.88300 40.8
25 27.473 1.80
26 -92.241 2.00 1.76182 26.5
27 -26.942 1.18
28 -25.071 0.90 1.74100 52.6
29 -2486.987 (可変)
像面 ∞

可変間隔
広角 中間 望遠
d 5 8.47 52.84 70.96
d17 19.17 8.48 8.73
d23 29.94 13.62 1.50
d29 38.58 59.69 78.98

各種データ
広角 中間 望遠
焦点距離 102.00 195.50 291.20
Fナンバー 4.16 5.07 5.88
半画角（度） 7.63 4.00 2.69

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 ＬＲ 後群
Ｌ２ａ 第２ａレンズ系 Ｌ２ＩＳ 第２ＩＳレンズ系
Ｌ２ｐ 第２ｐレンズ系

Claims (13)

1. 物体側から像側へ順に配置された、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、１以上のレンズ群を有する後群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
   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レンズ群の間隔が広くなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭くなり、
   前記第２レンズ群は、像振れ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する負の屈折力の防振群と、該防振群の像側に配置された正の屈折力の像側部分群を有し、
   前記防振群の焦点距離をｆ２ＩＳ、前記像側部分群の焦点距離をｆ２ｐ、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
   ０．０５０＜｜ｆ２ＩＳ｜／ｆＴ＜０．１１５
   ０．１０＜ｆ２ｐ／ｆＴ＜０．１８
   ０．４７０≦ｆ１／ｆＴ＜０．８０
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   １．２０＜｜ｆ２｜／ｆ３＜２．８０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記防振群は、１枚以上の正レンズと、２枚の負レンズより構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 前記像側部分群は、１枚以上の正レンズと１枚の負レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第１レンズ群は、正レンズと負レンズを有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. 前記第３レンズ群は、正レンズと負レンズを有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. 前記後群は、負の屈折力の第４レンズ群を有し、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記後群は、前記第４レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は物体側へ移動し、前記第２レンズ群は像側に凸状の軌跡で移動することを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
9. 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、前記第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して前記第２レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群は物体側へ移動し、前記第５レンズ群は物体側に凸状の軌跡で移動することを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
10. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の物体側部分群、前記防振群、前記像側部分群より構成されることを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
11. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、前記防振群、前記像側部分群より構成されることを特徴とする請求項９に記載のズームレンズ。
12. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の物体側部分群、前記防振群、前記像側部分群より構成されることを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子とを備えることを特徴とする撮像装置。