JP2008176271A - 防振機能を有する変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の変倍方法 - Google Patents
防振機能を有する変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の変倍方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】高変倍比を有し、良好な光学性能を持ちながら、振動や手ブレなどによる撮影画像のブレを補正する防振機能を有する変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の変倍方法の提供を目的とする。
【解決手段】物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４を有し、広角端から望遠端まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、前記第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、前記第３レンズ群Ｇ３全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに所定の条件式を満足する。
【選択図】図１
【解決手段】物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４を有し、広角端から望遠端まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、前記第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、前記第３レンズ群Ｇ３全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに所定の条件式を満足する。
【選択図】図１
Description
本発明は、写真用カメラや電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した防振機能を有する変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の変倍方法に関する。
従来、写真用カメラや電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した防振機能を有する変倍光学系が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開平１１−１７４３２９号公報
しかしながら、従来の防振機能を有する変倍光学系では、変倍比が２倍程度であるため、高変倍化の要求に十分満足できるものではないという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高変倍比と良好な光学性能を持ちながら、振動や手ブレ等による撮影画像のブレを補正する防振機能を有する変倍光学系の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式（１）、および（２）を満足することを特徴とした防振機能を有する変倍光学系を提供する。
（１） ０．１２＜(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＜１．３０
（２） １．２０＜｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＜３．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系焦点距離
（１） ０．１２＜(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＜１．３０
（２） １．２０＜｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＜３．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系焦点距離
また、本発明は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式（１）、および（３）を満足することを特徴とした防振機能を有する変倍光学系を提供する。
（１） ０．１２＜(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＜１．３０
（３） ０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
（１） ０．１２＜(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＜１．３０
（３） ０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
また、本発明は、本発明に係る防振機能を有する変倍光学系を備えた撮像装置を提供する。
また、本発明は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有する防振機能を有する変倍光学系の変倍方法において、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする防振機能を有する変倍光学系の変倍方法を提供する。
（１） ０．１２＜（ｒ２+ｒ１）／（ｒ２-ｒ１）＜１．３０
（２） １．２０＜｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＜３．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする防振機能を有する変倍光学系の変倍方法を提供する。
（１） ０．１２＜（ｒ２+ｒ１）／（ｒ２-ｒ１）＜１．３０
（２） １．２０＜｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＜３．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
また、本発明は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有する防振機能を有する変倍光学系の変倍方法において、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式（１）、（３）を満足することを特徴とした防振機能を有する変倍光学系の変倍方法を提供する。
（１） ０．１２＜（ｒ２+ｒ１）／（ｒ２-ｒ１）＜１．３
（３） ０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式（１）、（３）を満足することを特徴とした防振機能を有する変倍光学系の変倍方法を提供する。
（１） ０．１２＜（ｒ２+ｒ１）／（ｒ２-ｒ１）＜１．３
（３） ０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
本発明によれば、高変倍比を有し、良好な光学性能を持ちながら、振動や手ブレ等による撮影画像のブレを補正する防振機能を有する変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の変倍方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係る防振機能を有する変倍光学系について説明する。
本防振機能を有する変倍光学系は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が増大し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向に移動させることで、該変倍光学系が振動した際の像ブレを補正し、さらに以下の条件式（１）、および（２）を満足する構成である。
（１） ０．１２＜(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＜１．３０
（２） １．２０＜｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＜３．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
（１） ０．１２＜(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＜１．３０
（２） １．２０＜｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＜３．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
条件式（１）は、防振レンズ群の形状を規定したものであり、これによって所定の高変倍比を効果的に確保しつつ、良好な光学性能を確保しながら、防振時にも良好な光学性能を実現している。
条件式（１）の下限値を下回ると、偏心コマ収差変動が大きくなり、防振効果が小さくなるか、パワーが弱くなり、高変倍比を確保できなくなる。また、条件式（１）の上限値を超えると、変倍時の球面収差補正が困難になる。
なお、本発明の効果を確実にするためには、条件式（１）の下限値を０．２５にすることが望ましい。また、本発明の効果を確実にするためには、条件式（１）の上限値を１．００にすることが望ましい。本発明の効果を更に確実にするためには、条件式（１）の下限値を０．３６にすることが望ましい。
条件式（２）は、広角端状態での変倍光学系全系の焦点距離に対する防振レンズ群の焦点距離を規定したものであり、これによって防振時の良好な光学性能を実現している。
条件式（２）の下限値を下回ると、偏心による像面湾曲収差の変動が大きくなりすぎる。また、上限値を上回ると防振レンズ群のパワーが弱くなりすぎるため、防振効果が小さくなる。その結果、第１レンズ群のパワーが強くなり、球面収差が発生するため好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするためには、条件式（２）の下限値を１．６０にすることが望ましい。また、本発明の効果を確実にするためには、条件式（２）の上限値を３．００にすることが望ましい。
また、本防振機能を有する変倍光学系は、下記条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） ０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
（３） ０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
条件式（３）は、第２レンズ群の焦点距離に対する防振レンズ群の焦点距離を規定したものであり、これによって防振時の良好な光学性能を実現している。
条件式（３）の下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態までの変倍の際に、偏心収差(コマ収差、像面湾曲収差)を補正できなくなる。また、上限値を上回ると防振レンズ群のパワーが弱くなり、防振効果が得られなくなる。その結果、第１レンズ群のパワーが強くなり、球面収差が発生するため好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするためには、条件式（３）の下限値を１．１０にすることが望ましい。また、本発明の効果を確実にするためには、条件式（３）の上限値を２．００にすることが望ましい。
また、本防振機能を有する変倍光学系は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が増大し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向に移動させることで、該変倍光学系が振動した際の像ブレを補正し、さらに以下の条件式（１）、（３）を満足する構成である。
（１） ０．１２＜(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＜１．３０
（３） ０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
（１） ０．１２＜(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＜１．３０
（３） ０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
条件式（１）は、防振レンズ群の形状を規定したものであり、これによって所定の高変倍比を効果的に確保しつつ、良好な光学性能を確保しながら、防振時にも良好な光学性能を実現している。
条件式（１）の下限値を下回ると、偏心コマ収差変動が大きくなり、防振効果が小さくなるか、パワーが弱くなり、高変倍比を確保できなくなる。また、条件式（１）の上限値を超えると、変倍時の球面収差補正が困難になる。
なお、本発明の効果を確実にするためには、条件式（１）の下限値を０．２５にすることが望ましい。また、本発明の効果を確実にするためには、条件式（１）の上限値を１．００にすることが望ましい。本発明の効果を更に確実にするためには、条件式（１）の下限値を０．３６にすることが望ましい。
条件式（３）は、第２レンズ群の焦点距離に対する防振レンズ群の焦点距離を規定したものであり、これによって防振時の良好な光学性能を実現している。
条件式（３）の下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態までの変倍の際に、偏心収差(コマ収差、像面湾曲収差)を補正できなくなる。また、上限値を上回ると防振レンズ群のパワーが弱くなり、防振効果が得られなくなる。その結果、第１レンズ群のパワーが強くなり、球面収差が発生するため好ましくない。
なお、本発明の効果を確実にするためには、条件式（３）の下限値を１．１０、上限値を２．００にすることが望ましい。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態までの変倍の際、第１レンズ群が像面に向かって凸の軌跡で移動することが望ましい。このような移動を行うことで高い変倍比を達成でき、各レンズ群の移動量を小さくすることができる。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、最も像面側のレンズ面が像面に向かって凸面となることが望ましい。このように構成することで、像面湾曲が良好に補正でき、像面からの反射光によるゴーストを軽減することが可能となる。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、第４レンズ群は、像面側より順に負レンズ、正レンズ、および正レンズを有することが望ましい。この構成にすることで、防振レンズ群である第３レンズ群と、第４レンズ群との間隔を確保しつつ、倍率色収差、コマ収差を良好に補正できる。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、第３レンズ群に接合レンズを有することが望ましい。このような構成にすることで、防振時の倍率色収差を良好に保つことができる。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群に各々接合レンズを有することが望ましい。このような構成にすることで、変倍時の色収差、特に倍率色収差を良好に保つことができる。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態までの変倍時に、第２レンズ群と第４レンズ群とが一体となって移動することが望ましい。このような構成にすることで、高変倍比を達成しつつ、防振レンズ群で発生するコマ収差、像面湾曲収差等の偏心収差を良好に補正することができる。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、開口絞りは、第３レンズ群の近傍に配置され、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、第３レンズ群と一体に移動することが好ましい。ここで、第３レンズ群の近傍とは、第２レンズ群と第３レンズ群との間、第３レンズ群内、および第３レンズ群と第４レンズ群との間を含む範囲を意味する。このような構成にすることで、コマ収差を良好に補正でき、周辺光量の低下を少なくすることができる。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、開口絞りは、第２レンズ群の近傍に配置され、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、第２レンズ群と一体に移動することが好ましい。ここで、第２レンズ群の近傍とは第１レンズ群と第２レンズ群の間、第２レンズ群内、および第２レンズ群と第３レンズ群との間を含む範囲を意味する。このような構成にすることで、コマ収差を良好に補正でき、周辺光量の低下を少なくすることができる。
また、本防振機能を有する変倍光学系では、第３レンズ群と第４レンズ群との間に固定絞りを配置することが望ましい。このような構成にすることで、コマフレアをカットし、良好な光学性能を保つことができる。
以下、各数値実施例に係る防振機能を有する変倍光学系を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
図１は、第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、図１に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳＰ、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、および正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
第１レンズ群Ｇ１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と、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、最も物体側の負メニスカスレンズは像面Ｉ側のガラスレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズと、両凸形状の正レンズと像面I側に平面を向けた平凹形状の負レンズとの接合レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズとからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、両凸形状の正レンズと像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。
開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、第３レンズ群Ｇ３と伴に移動する。
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｉに向かって凸の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４は一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動する。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３全体を光軸と直交する方向にシフトさせることで撮影画像のブレを補正している。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、変倍光学系全系の焦点距離がｆで、防振係数(手ブレ補正時の防振レンズ群の移動量に対する結像面Ｉ上での像の移動量の比)をＫとするとき、角度θの回転ブレを補正するには、手ブレ補正用のレンズ群を(ｆ・tanθ)／Ｋだけ光軸と直交する方向に移動させればよい。本実施例の広角端状態において、防振係数Ｋは１．０２であり、焦点距離は１８．５(ｍｍ)であるので、０．７３４°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２３２(ｍｍ)である。本実施例の望遠端状態において、防振係数Ｋは１．７１であり、焦点距離は５３．４(ｍｍ)であるので、０．４３２°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２３５(ｍｍ)である。
以下の表１に、第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の諸元値を示す。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態を表す。［レンズデータ］において、第１列Ｎは物体側から数えたレンズ面の順番、第２列ｒはレンズ面の曲率半径、第３列ｄはレンズ面の間隔、第４列νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、第５列ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を表す。また、ｒ＝０．０００は平面を表し、Ｂｆはバックフォーカスを示し、空気の屈折率ｎｄ＝１．００００は、その記載を省略する。
［非球面データ］には、面番号Ｎ、非球面の形状を次式で表した場合の非球面係数、円錐定数を表す。
ｘ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）2｝1/2］＋Ｃ４ｈ4＋Ｃ６ｈ6＋Ｃ８ｈ8＋Ｃ１０ｈ10
なお、ｘは、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位であり、κは円錐定数、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０は非球面係数であり、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）である。なお、「Ｅ−ｎ」は「×１０−ｎ」を示し、例えば、「１．２３４Ｅ−０５」は「１．２３４×１０−５」を示す。［可変間隔データ］には、焦点距離ｆと、可変間隔の値を示す。[条件式対応値]は、各条件式の対応値を示す。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態を表す。［レンズデータ］において、第１列Ｎは物体側から数えたレンズ面の順番、第２列ｒはレンズ面の曲率半径、第３列ｄはレンズ面の間隔、第４列νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、第５列ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を表す。また、ｒ＝０．０００は平面を表し、Ｂｆはバックフォーカスを示し、空気の屈折率ｎｄ＝１．００００は、その記載を省略する。
［非球面データ］には、面番号Ｎ、非球面の形状を次式で表した場合の非球面係数、円錐定数を表す。
ｘ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）2｝1/2］＋Ｃ４ｈ4＋Ｃ６ｈ6＋Ｃ８ｈ8＋Ｃ１０ｈ10
なお、ｘは、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位であり、κは円錐定数、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０は非球面係数であり、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）である。なお、「Ｅ−ｎ」は「×１０−ｎ」を示し、例えば、「１．２３４Ｅ−０５」は「１．２３４×１０−５」を示す。［可変間隔データ］には、焦点距離ｆと、可変間隔の値を示す。[条件式対応値]は、各条件式の対応値を示す。
なお、以下の全ての実施例の諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大又は比例縮小し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、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の各実施例の諸元値においても同様とし、重複した説明を省略する。
（表１）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.5 35.0 53.4
FNO＝ 3.6 4.5 5.9
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 60.622 1.9 64.10 1.5174
2) 17.000 0.2 38.09 1.5539
3) 13.553 9.5
4) -58.369 1.3 60.68 1.5638
5) 31.778 1.2
6) 30.611 2.9 25.43 1.8052
7) 124.231 D7
8) 61.265 2.2 64.10 1.5168
9) -38.686 0.1
10) 25.081 4.1 70.41 1.4875
11) -30.802 1.0 28.46 1.7283
12) 0.000 D12
13) 0.000 1.8 開口絞りＳＰ
14) -38.161 2.1 32.35 1.8503
15) -13.420 1.0 49.61 1.7725
16) 88.250 D16
17) -142.040 2.5 70.41 1.4875
18) -24.777 0.1
19) 105.560 5.4 70.41 1.4875
20) -15.502 1.0 32.35 1.8503
21) -29.334 Bf
［非球面データ］
N= 3
κ= 1
C4= 2.72910E-05
C6= 4.86920E-08
C8= -5.03710E-11
C10= 9.29550E-13
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 29.69 8.81 2.00
D12= 3.39 9.41 13.97
D16= 12.84 6.81 2.25
Bf= 40.10 55.68 3.76
［条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.543
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 2.028
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.275
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.5 35.0 53.4
FNO＝ 3.6 4.5 5.9
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 60.622 1.9 64.10 1.5174
2) 17.000 0.2 38.09 1.5539
3) 13.553 9.5
4) -58.369 1.3 60.68 1.5638
5) 31.778 1.2
6) 30.611 2.9 25.43 1.8052
7) 124.231 D7
8) 61.265 2.2 64.10 1.5168
9) -38.686 0.1
10) 25.081 4.1 70.41 1.4875
11) -30.802 1.0 28.46 1.7283
12) 0.000 D12
13) 0.000 1.8 開口絞りＳＰ
14) -38.161 2.1 32.35 1.8503
15) -13.420 1.0 49.61 1.7725
16) 88.250 D16
17) -142.040 2.5 70.41 1.4875
18) -24.777 0.1
19) 105.560 5.4 70.41 1.4875
20) -15.502 1.0 32.35 1.8503
21) -29.334 Bf
［非球面データ］
N= 3
κ= 1
C4= 2.72910E-05
C6= 4.86920E-08
C8= -5.03710E-11
C10= 9.29550E-13
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 29.69 8.81 2.00
D12= 3.39 9.41 13.97
D16= 12.84 6.81 2.25
Bf= 40.10 55.68 3.76
［条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.543
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 2.028
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.275
図２（ａ）、および２（ｂ）は、それぞれ第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。図３は、第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図を示す。図４（ａ）、および４（ｂ）は、それぞれ第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。
各諸収差図より第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
図５は、第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、図５に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳＰ、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、および正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
図５は、第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、図５に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳＰ、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、および正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
第１レンズ群Ｇ１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と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、最も物体側の負メニスカスレンズは像面側のガラスレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２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と両凸形状の正レンズとの接合レンズと、両凸形状の正レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの接合負レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、両凸形状の正レンズと像面Ｉに凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。
開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、第３レンズ群Ｇ３と伴に移動する。
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｉに向かって凸の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４は一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動する。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３内の物体側の接合負レンズを光軸と直交する方向にシフトさせることで撮影画像のブレを補正している。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、変倍光学系全系の焦点距離がｆで、防振係数(手ブレ補正時の防振レンズ群の移動量に対する結像面Ｉ上での像の移動量の比)をＫとするとき、角度θの回転ブレを補正するには、手ブレ補正用のレンズ群を(ｆ・tanθ)／Ｋだけ光軸と直交する方向に移動させればよい。本実施例の広角端状態において、防振係数Ｋは０．８０７であり、焦点距離は１８．５(ｍｍ)であるので、０．７３６°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２９４(ｍｍ)である。本実施例の望遠端状態において、防振係数Ｋは１．３２１であり、焦点距離は５３．２(ｍｍ)であるので、０．４３３°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．３０４(ｍｍ)である。
以下の表２に、第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の諸元の値を示す。
（表２）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.5 35.0 53.4
FNO＝ 3.6 4.5 5.9
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 131.712 1.9 59.45 1.5400
2) 15.971 0.2 38.09 1.5539
3) 13.618 9.7
4) 87.982 1.3 64.10 1.5168
5) 25.700 1.2
6) 22.185 3.2 28.46 1.7283
7) 38.952 D7
8) 23.434 1.0 27.51 1.7552
9) 13.559 4.1 64.10 1.5168
10) -130.808 0.1
11) 36.669 2.2 58.94 1.5182
12) -206.683 D12
13) 0.000 4.2 開口絞りＳＰ
14) -32.479 2.4 28.69 1.7950
15) -11.321 1.3 50.23 1.7200
16) 368.302 1.0
17) 150.000 1.5 49.31 1.7432
18) 47.176 D18
19) -314.793 3.2 64.10 1.5168
20) -24.314 0.2
21) 57.333 4.8 64.10 1.5168
22) -18.137 1.0 27.51 1.7552
23) -60.079 Bf
［非球面データ］
N= 3
κ= 1
C4= 2.06310E-05
C6= 4.26210E-08
C8= -6.23900E-11
C10= 3.77100E-13
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 33.24 9.81 1.35
D12= 0.90 5.63 9.06
D18= 11.53 6.80 3.37
Bf= 39.71 53.79 71.87
［条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.838
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 2.754
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.738
（表２）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.5 35.0 53.4
FNO＝ 3.6 4.5 5.9
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 131.712 1.9 59.45 1.5400
2) 15.971 0.2 38.09 1.5539
3) 13.618 9.7
4) 87.982 1.3 64.10 1.5168
5) 25.700 1.2
6) 22.185 3.2 28.46 1.7283
7) 38.952 D7
8) 23.434 1.0 27.51 1.7552
9) 13.559 4.1 64.10 1.5168
10) -130.808 0.1
11) 36.669 2.2 58.94 1.5182
12) -206.683 D12
13) 0.000 4.2 開口絞りＳＰ
14) -32.479 2.4 28.69 1.7950
15) -11.321 1.3 50.23 1.7200
16) 368.302 1.0
17) 150.000 1.5 49.31 1.7432
18) 47.176 D18
19) -314.793 3.2 64.10 1.5168
20) -24.314 0.2
21) 57.333 4.8 64.10 1.5168
22) -18.137 1.0 27.51 1.7552
23) -60.079 Bf
［非球面データ］
N= 3
κ= 1
C4= 2.06310E-05
C6= 4.26210E-08
C8= -6.23900E-11
C10= 3.77100E-13
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 33.24 9.81 1.35
D12= 0.90 5.63 9.06
D18= 11.53 6.80 3.37
Bf= 39.71 53.79 71.87
［条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.838
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 2.754
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.738
図６（ａ）、および６（ｂ）は、第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。図７は、第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図を示す。図８（ａ）、および８（ｂ）は、第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。
各諸収差図より第２実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
図９は、第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、図９に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳＰを含み正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、および正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
図９は、第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、図９に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳＰを含み正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、および正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
第１レンズ群Ｇ１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と、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、最も物体側の負メニスカスレンズは像面Ｉ側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２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と両凸形状の正レンズとの接合レンズと、開口絞りＳＰと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズとからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、両凸形状の正レンズと像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。
開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｇ２内に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２と伴に移動する。
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｉに向かって凸の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４は一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動する。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３全体を光軸と直交する方向にシフトさせることで撮影画像のブレを補正している。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、変倍光学系全系の焦点距離がｆで、防振係数(手ブレ補正時の防振レンズ群の移動量に対する結像面Ｉ上での像の移動量の比)をＫとするとき、角度θの回転ブレを補正するには、手ブレ補正用のレンズ群を(ｆ・tanθ)／Ｋだけ光軸と直交する方向に移動させればよい。本実施例の広角端状態において、防振係数Ｋは１．０２４であり、焦点距離は１８．５(ｍｍ)であるので、０．７３４°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２３１(ｍｍ)である。本実施例の望遠端状態において、防振係数Ｋは１．６７４であり、焦点距離は５３．４(ｍｍ)であるので、０．４３２°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２４１(ｍｍ)である。
以下の表３に、第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の諸元の値を示す。
（表３）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.5 35.0 53.4
FNO＝ 3.6 4.6 5.9
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 90.000 1.9 64.10 1.5168
2) 15.600 0.2 38.09 1.5539
3) 13.500 9.0
4) -139.488 1.5 64.10 1.5168
5) 29.888 0.5
6) 25.526 2.9 27.51 1.7552
7) 58.853 D7
8) 31.996 1.0 25.68 1.7847
9) 16.606 4.1 58.94 1.5182
10) -34.936 1.9
11) 0.000 0.6 開口絞りＳＰ
12) 17.948 2.0 64.10 1.5168
13) 30.374 D13
14) -41.530 2.4 32.35 1.8503
15) -11.135 1.0 46.62 1.8160
16) 116.283 D16
17) -123.488 2.5 64.10 1.5168
18) -23.517 0.1
19) 69.120 5.7 52.31 1.5174
20) -15.976 1.0 28.69 1.7950
21) -49.976 Bf
[非球面データ]
N= 3
κ= 1
C4= 2.88580E-05
C6= 4.53990E-08
C8= -7.01060E-12
C10= 8.75300E-13
[可変間隔データ]
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 31.69 9.47 12.19
D13= 2.60 7.96 12.19
D16= 15.19 9.83 5.60
Bf= 38.30 54.10 72.22
［条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.474
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 2.194
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.413
（表３）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.5 35.0 53.4
FNO＝ 3.6 4.6 5.9
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 90.000 1.9 64.10 1.5168
2) 15.600 0.2 38.09 1.5539
3) 13.500 9.0
4) -139.488 1.5 64.10 1.5168
5) 29.888 0.5
6) 25.526 2.9 27.51 1.7552
7) 58.853 D7
8) 31.996 1.0 25.68 1.7847
9) 16.606 4.1 58.94 1.5182
10) -34.936 1.9
11) 0.000 0.6 開口絞りＳＰ
12) 17.948 2.0 64.10 1.5168
13) 30.374 D13
14) -41.530 2.4 32.35 1.8503
15) -11.135 1.0 46.62 1.8160
16) 116.283 D16
17) -123.488 2.5 64.10 1.5168
18) -23.517 0.1
19) 69.120 5.7 52.31 1.5174
20) -15.976 1.0 28.69 1.7950
21) -49.976 Bf
[非球面データ]
N= 3
κ= 1
C4= 2.88580E-05
C6= 4.53990E-08
C8= -7.01060E-12
C10= 8.75300E-13
[可変間隔データ]
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 31.69 9.47 12.19
D13= 2.60 7.96 12.19
D16= 15.19 9.83 5.60
Bf= 38.30 54.10 72.22
［条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.474
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 2.194
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.413
図１０（ａ）、および１０（ｂ）は、第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。図１１は、第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図を示す。図１２（ａ）、および１２（ｂ）は、第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。
各諸収差図より第３実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第４実施例）
図１３は、第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、図１３に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳＰ、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、固定絞りＦＳ、および正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
図１３は、第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、図１３に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳＰ、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、固定絞りＦＳ、および正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
第１レンズ群Ｇ１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と、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、最も物体側の負メニスカスレンズは像面Ｉ側のガラスレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２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と両凸形状の正レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズとからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、両凸形状の正レンズと像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。
開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に位置し、固定絞りＦＳは第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、共に第３レンズ群と一体に移動する。
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｉに向かって凸の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４は一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動する。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３全体を光軸と直交する方向にシフトさせることで撮影画像のブレを補正している。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、変倍光学系全系の焦点距離がｆで、防振係数(手ブレ補正時の防振レンズ群の移動量に対する結像面Ｉ上での像の移動量の比)をＫとするとき、角度θの回転ブレを補正するには、手ブレ補正用のレンズ群を(ｆ・tanθ)／Ｋだけ光軸と直交する方向に移動させればよい。本実施例の広角端状態において、防振係数Ｋは１．１８６であり、焦点距離は１８．７(ｍｍ)であるので、０．７３１°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２０２(ｍｍ)である。本実施例の望遠端状態において、防振係数Ｋは１．９０６であり、焦点距離は５３．４(ｍｍ)であるので、０．４３２°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２１１(ｍｍ)である。
以下の表４に、第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の諸元の値を示す。
（表４）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.7 35.1 53.4
FNO＝ 3.6 4.8 5.8
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 119.035 1.9 64.10 1.5168
2) 15.000 0.2 38.09 1.5539
3) 12.800 10.4
4) -437.199 1.7 61.16 1.5891
5) 32.272 0.4
6) 24.794 3.4 27.51 1.7552
7) 57.814 D7
8) 25.900 1.2 23.78 1.8467
9) 15.477 4.6 59.45 1.5400
10) -38.388 0.1
11) 27.920 2.3 52.31 1.5174
12) 62.795 D12
13) 0.000 2.9 開口絞りＳＰ
14) -35.900 2.8 32.35 1.8503
15) -10.500 0.9 46.62 1.8160
16) 100.889 4.6
17) 0.000 D17 固定絞りＦＳ
18) -300.000 3.0 70.41 1.4875
19) -23.887 0.1
20) 98.237 5.3 70.41 1.4875
21) -17.144 1.4 32.35 1.8503
22) -39.167 Bf
[非球面データ]
N= 3
κ= 1
C4= 3.13260E-05
C6= 7.07910E-08
C8= -7.54810E-11
C10= 1.22730E-12
[可変間隔データ]
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 31.87 9.65 2.18
D12= 2.6 7.96 12.19
D17= 15.69 10.33 6.1
Bf= 38.36 54.08 72.07
[条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.475
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 1.855
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.276
（表４）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.7 35.1 53.4
FNO＝ 3.6 4.8 5.8
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 119.035 1.9 64.10 1.5168
2) 15.000 0.2 38.09 1.5539
3) 12.800 10.4
4) -437.199 1.7 61.16 1.5891
5) 32.272 0.4
6) 24.794 3.4 27.51 1.7552
7) 57.814 D7
8) 25.900 1.2 23.78 1.8467
9) 15.477 4.6 59.45 1.5400
10) -38.388 0.1
11) 27.920 2.3 52.31 1.5174
12) 62.795 D12
13) 0.000 2.9 開口絞りＳＰ
14) -35.900 2.8 32.35 1.8503
15) -10.500 0.9 46.62 1.8160
16) 100.889 4.6
17) 0.000 D17 固定絞りＦＳ
18) -300.000 3.0 70.41 1.4875
19) -23.887 0.1
20) 98.237 5.3 70.41 1.4875
21) -17.144 1.4 32.35 1.8503
22) -39.167 Bf
[非球面データ]
N= 3
κ= 1
C4= 3.13260E-05
C6= 7.07910E-08
C8= -7.54810E-11
C10= 1.22730E-12
[可変間隔データ]
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 31.87 9.65 2.18
D12= 2.6 7.96 12.19
D17= 15.69 10.33 6.1
Bf= 38.36 54.08 72.07
[条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.475
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 1.855
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.276
図１４（ａ）、および１４（ｂ）は、第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。図１５は、第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図を示す。図１６（ａ）、および１６（ｂ）は、第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。
各諸収差図より第４実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第５実施例）
図１７は、第５実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
図１７は、第５実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の広角端状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
第５実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、図１７に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳＰ、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、および正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４で構成されている。
第１レンズ群Ｇ１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と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、最も物体側の負メニスカスレンズは像面側のガラスレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２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と両凸形状の正レンズとの接合レンズと、両凸形状の正レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状の負レンズとの接合負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、両凸形状の正レンズと像面Ｉに凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。
開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、第３レンズ群Ｇ３と伴に移動する。
広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｉに向かって凸の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４は一体に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動する。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３内の物体側の接合負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを光軸と直交する方向にシフトさせることで撮影画像のブレを補正している。
また、本実施例に係る防振機能を有する変倍光学系では、変倍光学系全系の焦点距離がｆで、防振係数(手ブレ補正時の防振レンズ群の移動量に対する結像面Ｉ上での像の移動量の比)をＫとするとき、角度θの回転ブレを補正するには、手ブレ補正用のレンズ群を(ｆ・tanθ)／Ｋだけ光軸と直交する方向に移動させればよい。本実施例の広角端状態において、防振係数Ｋは１．０８６であり、焦点距離は１８．７(ｍｍ)であるので、０．７３１°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２１８(ｍｍ)である。本実施例の望遠端状態において、防振係数Ｋは１．７９２であり、焦点距離は５３．４(ｍｍ)であるので、０．４３２°の回転ブレを補正するための第３レンズ群Ｇ３の移動量は０．２２５(ｍｍ)である。
以下の表５に、第５実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の諸元の値を示す。
（表５）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.7 35.1 53.4
FNO＝ 3.6 4.8 5.8
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 131.711 1.9 59.40 1.5400
2) 15.971 0.2 38.09 1.5539
3) 13.618 9.7
4) 134.981 1.3 58.89 1.5182
5) 26.404 1.2
6) 23.690 3.2 27.51 1.7552
7) 46.383 D7
8) 22.804 1.0 27.51 1.7552
9) 13.402 4.1 64.12 1.5168
10) -128.299 0.1
11) 33.277 2.2 58.89 1.5182
12) -2813.664 D12
13) 0.000 4.2 開口絞り SP
14) -29.652 2.4 28.69 1.7950
15) -11.583 1.3 50.70 1.6779
16) 31.636 1.0
17) 43.452 1.5 58.89 1.5182
18) 500 0.5
19) 150 1.5 54.66 1.7292
20) 84.620 D20
21) -365.935 3.2 64.12 1.5168
22) -26.352 0.2
23) 61.629 4.8 64.12 1.5168
24) -17.815 1.0 27.51 1.7552
25) -50.125 Bf
[非球面データ]
N= 3
κ= 1
C4= 1.91160E-05
C6= 4.26210E-08
C8= -5.83820E-11
C10= 2.93910E-13
[可変間隔データ]
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 33.11 9.69 1.23
D12= 1.33 6.07 9.50
D20= 8.90 4.17 0.73
Bf= 39.31 53.38 71.46
［条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.888
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 1.942
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.226
（表５）
[全体諸元]
Ｗ Ｍ Ｔ
f＝ 18.7 35.1 53.4
FNO＝ 3.6 4.8 5.8
[レンズデータ]
Ｎ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1) 131.711 1.9 59.40 1.5400
2) 15.971 0.2 38.09 1.5539
3) 13.618 9.7
4) 134.981 1.3 58.89 1.5182
5) 26.404 1.2
6) 23.690 3.2 27.51 1.7552
7) 46.383 D7
8) 22.804 1.0 27.51 1.7552
9) 13.402 4.1 64.12 1.5168
10) -128.299 0.1
11) 33.277 2.2 58.89 1.5182
12) -2813.664 D12
13) 0.000 4.2 開口絞り SP
14) -29.652 2.4 28.69 1.7950
15) -11.583 1.3 50.70 1.6779
16) 31.636 1.0
17) 43.452 1.5 58.89 1.5182
18) 500 0.5
19) 150 1.5 54.66 1.7292
20) 84.620 D20
21) -365.935 3.2 64.12 1.5168
22) -26.352 0.2
23) 61.629 4.8 64.12 1.5168
24) -17.815 1.0 27.51 1.7552
25) -50.125 Bf
[非球面データ]
N= 3
κ= 1
C4= 1.91160E-05
C6= 4.26210E-08
C8= -5.83820E-11
C10= 2.93910E-13
[可変間隔データ]
Ｗ Ｍ Ｔ
D7= 33.11 9.69 1.23
D12= 1.33 6.07 9.50
D20= 8.90 4.17 0.73
Bf= 39.31 53.38 71.46
［条件式対応値］
（１）：(ｒ２＋ｒ１)／(ｒ２−ｒ１)＝ 0.888
（２）：｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＝ 1.942
（３）：｜ｆｖｒ／ｆ２｜＝ 1.226
図１８（ａ）、および１８（ｂ）は、第５実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。図１９は、第５実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図を示す。図２０（ａ）、および２０（ｂ）は、第５実施例に係る防振機能を有する変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図、および像ブレ補正をおこなった時のメリディオナル横収差図を示す。
各諸収差図より第５実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
以上の各実施例によれば、高変倍比を有しながら、振動や手ブレなどによる撮影画像のブレを補正することができ、良好な光学性能を持った防振機能を有する変倍光学系を実現することができる。
なお、本防振機能を有する変倍光学系の数値実施例として４群構成のものを示したが、本変倍光学系の群構成はこれに限られず、５群等の他の群構成にも適用可能である。
また、本防振機能を有する変倍光学系において、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、１つのレンズ群、又は複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。なお、本変倍光学系においては、特に第１レンズ群全体又はその一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。
また、上記各実施例では、第３レンズ群Ｇ３を防振レンズ群として光軸に垂直な方向にシフトさせる変倍光学系を例示しているが、他のレンズ群全体又はその一部、特に第２レンズ群Ｇ２や第４レンズ群を防振レンズ群とすることもできる。
また、本防振機能を有する変倍光学系を構成するレンズのレンズ面を非球面としてもよい。この非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。
また、本防振機能を有する変倍光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストで高い光学性能を達成することができる。
次に、本防振機能を有する変倍光学系を備えたカメラを図２１に基づいて説明する。
次に、本防振機能を有する変倍光学系を備えたカメラを図２１に基づいて説明する。
図２１は、本防振機能を有する変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ１は、図２１に示すように撮影レンズ２として上記第１実施例に係る変倍光学系を備えたデジタル一眼レフカメラである。
本カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子７へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子７によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。
ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係る防振機能を有する変倍光学系は、上記第１実施例において説明したようにその特徴的なレンズ構成によって、高変倍比、良好な光学性能、及び防振機能を実現している。これにより本カメラ１は、防振機能を有し、高変倍比と良好な光学性能を実現することができる。
なお、上記第２、第３、第４実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても上記カメラ１と同様の効果を勿論奏することができる。
なお、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
Ｇ１： 第１レンズ群
Ｇ２： 第２レンズ群
Ｇ３： 第３レンズ群
Ｇ４： 第４レンズ群
ＳＰ： 開口絞り
ＦＳ： 固定絞り
Ｉ： 像面
Ｇ２： 第２レンズ群
Ｇ３： 第３レンズ群
Ｇ４： 第４レンズ群
ＳＰ： 開口絞り
ＦＳ： 固定絞り
Ｉ： 像面
Claims (15)
- 物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式を満足することを特徴とした防振機能を有する変倍光学系。
０．１２＜（ｒ２+ｒ１）／（ｒ２-ｒ１）＜１．３０
１．２０＜｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＜３．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離 - 下記条件式を満足することを特徴とした請求項１記載の防振機能を有する変倍光学系。
０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 - 物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式を満足することを特徴とした防振機能を有する変倍光学系。
０．１２＜（ｒ２+ｒ１）／（ｒ２-ｒ１）＜１．３
０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 - 広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第１レンズ群が像面に向かって凸の軌跡で移動することを特徴とした請求項１から３のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 最も像面側のレンズ面が像面に向かって凸面であることを特徴とした請求項１から４のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 前記第４レンズ群は、最も像面側から順に、負レンズ、正レンズ、正レンズを有することを特徴とした請求項１から５のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 前記第３レンズ群は接合レンズを有することを特徴とした請求項１から６のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 前記第２レンズ群から前記第４レンズ群の各群に少なくとも１つの接合レンズを有することを特徴とした請求項１から７のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群が一体になって動くことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 開口絞りは、前記第３レンズ群の近傍に配置され、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第３レンズ群と一体に移動することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 開口絞りは、前記第２レンズ群の近傍に配置され、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と一体に移動することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に固定絞りを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系。
- 請求項１から１２のいずれか一項に記載の防振機能を有する変倍光学系を備えていることを特徴とする撮像装置。
- 物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有する防振機能を有する変倍光学系の変倍方法において、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式を満足することを特徴とした防振機能を有する変倍光学系の変倍方法。
０．１２＜（ｒ２+ｒ１）／（ｒ２-ｒ１）＜１．３０
１．２０＜｜ｆｖｒ／ｆｗ｜＜３．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離 - 物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、負の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群を有する防振機能を有する変倍光学系の変倍方法において、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群全体もしくは一部を防振レンズ群として光軸と直交する方向にシフトさせることによって像ブレ発生時の像面補正を行い、さらに下記条件式を満足することを特徴とした防振機能を有する変倍光学系の変倍方法。
０．１２＜（ｒ２+ｒ１）／（ｒ２-ｒ１）＜１．３
０．５０＜｜ｆｖｒ／ｆ２｜＜２．３０
ただし、
ｒ１：前記防振レンズ群の物体側の曲率半径
ｒ２：前記防振レンズ群の像面側の曲率半径
ｆｖｒ：前記防振レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
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