JP5530872B2 - ズームレンズ - Google Patents

Description

この発明は、ＤＳＭＣ（デジタル・スチル・アンド・モーション・カメラ）や一眼レフカメラなどに好適なズームレンズに関する。

近年、ＤＳＭＣや一眼レフカメラなどには、焦点合わせ（合焦）の際に、第１群の一部のレンズ群が光軸に沿って移動するズームレンズ（たとえば、特許文献１，２を参照。）や、複数の中口径レンズで構成する第３群または第４群が光軸に沿って移動するズームレンズ（たとえば、特許文献３を参照。）が用いられるようになってきた。

たとえば、特許文献１に記載のズームレンズは、物体側より順に、ズーミングとフォーカシングを行うための複数のレンズ群を含む前方レンズ成分、結像作用を持つリレーレンズ群を含む後方レンズ成分を有している。そして、該後方レンズ成分は、物体側より順に、正の屈折力のレンズ群Ａ、光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動可能な負の屈折力のレンズ群Ｂ、正の屈折力のレンズ群Ｃを有し、レンズ群Ｂを光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動させることにより画像を変位させるものである。

また、特許文献２に記載のズームレンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を備え、第２レンズ群と第３レンズ群を光軸方向に移動させて変倍するズームレンズである。そして、第１レンズ群は、順に、正の前群と、前群より強い屈折力の後群により構成して、後群を光軸方向に移動させて近距離合焦を行う構成とし、前群は、順に、物体側に凸面を向けたメニスカス負レンズ、物体側面が凸形状の正レンズ、物体側面が凸形状の正レンズより構成し、後群は、順に、物体側に凸面を向けたメニスカス負レンズ、正レンズ成分より構成したものである。

さらに、特許文献３に記載のズームレンズは、最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像面側に配置された第２レンズ群と、最も像面側に配置された第Ｇ_nレンズ群と、前記第Ｇ_nレンズ群の物体側に配置された第Ｇ_n-1レンズ群と、前記第２レンズ群と前記第Ｇ_n-1レンズ群との間に配置された少なくとも一つのレンズ群と、を有し、変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第Ｇ_nレンズ群とは固定されており、合焦に際し、前記第２レンズ群と前記第Ｇ_n-1レンズ群との間に配置された少なくとも一つのレンズ群が移動し、前記第Ｇ_nレンズ群の少なくとも一部が光軸と略直交方向の成分を持つように移動するものである。

特開２００２−１６２５６４号公報 特開２００３−３４４７６６号公報 特開２０１０−４４３７２号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示されているズームレンズは、防振係数（振れ補正における像点のシフト量と防振群のシフト量との比率）は大きいが、防振群が２枚の負レンズと１枚の正レンズで構成されているので重い。重い防振群を駆動させるためには、防振群を駆動させるアクチュエータに強い駆動力が要求される。結果として、アクチュエータの消費電力が大きくなるという問題がある。

また、特許文献３には、２枚のレンズで構成された防振群を有するズームレンズが開示されている。このズームレンズは、防振群が２枚のレンズで構成されているので、防振群の軽量化という点では優れているが、防振群の防振係数が小さいので、わずかな像点振動量を補正する場合でも、防振群を大きくシフトさせる必要がある。このため、防振群を駆動させるアクチュエータの駆動量も大きくなる。結果として、アクチュエータの消費電力が大きくなるという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、高い光学性能を維持しつつ、防振群の小型、軽量化と、防振群の防振シフト量の低減化を図り、優れた手振れ補正機能を備えたズームレンズを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、からなり、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群を光軸に沿う方向に移動させながら、隣接する各レンズ群同士の間隔を変化させて変倍を行うズームレンズであって、前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正レンズと負レンズとからなる接合レンズまたは負レンズと正レンズとからなる接合レンズにより構成され全体として負の屈折力を有する中群と、正の屈折力を有する後群と、が配置されて構成され、前記中群を光軸に対し略垂直な方向に移動させることにより手振れ補正を行い、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（１） １．８５＜｜Ｆｔ×Ｆ４Ｍ／（Ｆ４Ｆ×Ｆ４Ｒ）｜＜４
ただし、Ｆｔは望遠端での無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離、Ｆ４Ｆは前記第４レンズ群の前群の焦点距離、Ｆ４Ｍは前記第４レンズ群の中群の焦点距離、Ｆ４Ｒは前記第４レンズ群の後群の焦点距離を示す。

この請求項１に記載の発明によれば、高い光学性能を維持しつつ、防振群の小型、軽量化を図ることができる。

また請求項２にかかるズームレンズは、請求項１に記載の発明において、望遠端における前記第４レンズ群の中群の防振係数をＡＴとするとき、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（２） −２．０＜ＡＴ＜−１．３
ただし、ＡＴ＝（１−βＭ）×βＲであり、βＭは望遠端における前記第４レンズ群の中群の横倍率、βＲは望遠端における前記第４レンズ群の後群の横倍率を示す。

この請求項２に記載の発明によれば、高い光学性能を維持しつつ、防振群の防振シフト量を低減することができる。

また、請求項３の発明にかかるズームレンズは、請求項１または２に記載の発明において、前記第４レンズ群の中群が、少なくともひとつの非球面を含み、当該非球面は、近軸曲率半径を有する球面に比して光軸からレンズ周辺部に向かって正の屈折力が強くなるかまたは負の屈折力が弱くなるような形状を有しており、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（３） ０．１＜｜１００×ΔＳ／φＳ｜＜１．０
ただし、ΔＳは前記中群の非球面有効径の高さにおける近軸曲率半径と非球面形状との偏差、φＳは前記中群の非球面の有効径を示す。

この請求項３に記載の発明によれば、防振群の光学性能を向上させることができる。

この発明によれば、高い光学性能を維持しつつ、防振群の小型、軽量化と、防振群の防振シフト量の低減化を図り、優れた手振れ補正機能を備えたズームレンズを提供することができるという効果を奏する。

実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。 実施例１にかかるズームレンズの中間位置における諸収差図である。 実施例１にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例２にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの中間位置における諸収差図である。 実施例２にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例３にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの中間位置における諸収差図である。 実施例３にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。

以下、この発明にかかるズームレンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を含み構成される。そして、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。

この発明は、高い光学性能を維持しつつ、防振群の小型、軽量化と、防振群の防振シフト量の低減化を図り、優れた手振れ補正機能を備えたズームレンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、以下に示すような各種条件を設定している。

まず、この発明にかかるズームレンズでは、前記第４レンズ群を、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正レンズと負レンズとからなる接合レンズまたは負レンズと正レンズとからなる接合レンズにより構成され全体として負の屈折力を有する中群と、正の屈折力を有する後群と、を配置して構成し、前記中群を光軸に対し略垂直な方向に移動させることにより手振れ（像点振動）補正を行う。そして、このズームレンズは、望遠端での無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離をＦｔ、前記第４レンズ群の前群の焦点距離をＦ４Ｆ、前記第４レンズ群の中群の焦点距離をＦ４Ｍ、前記第４レンズ群の後群の焦点距離をＦ４Ｒとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１） １．８５＜｜Ｆｔ×Ｆ４Ｍ／（Ｆ４Ｆ×Ｆ４Ｒ）｜＜４

条件式（１）は、高い光学性能を維持しつつ、防振群である前記第４レンズ群の中群の小型、軽量化を図るための条件を示す式である。条件式（１）においてその下限を下回ると、前記第４レンズ群の前群と後群の屈折力（焦点距離の逆数）が弱くなりすぎて、防振群である前記中群の有効径を大きくする必要が生じ、防振群の小型、軽量化が困難となる。一方、条件式（１）においてその上限を超えると、前記第４レンズ群の前群と後群の屈折力が強くなり、防振群である前記中群の有効径を小さくすることができるが、諸収差の補正が困難になる。

なお、上記条件式（１）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（１）’ １．８５＜｜Ｆｔ×Ｆ４Ｍ／（Ｆ４Ｆ×Ｆ４Ｒ）｜＜２．５
この条件式（１）’で規定する範囲を満足することにより、防振群の小型、軽量化を実現したうえで、防振群の光学性能をより向上させることができる。

さらに、この発明にかかるズームレンズでは、望遠端における前記第４レンズ群の中群の防振係数をＡＴとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（２） −２．０＜ＡＴ＜−１．３
ただし、ＡＴ＝（１−βＭ）×βＲであり、βＭは望遠端における前記第４レンズ群の中群の横倍率、βＲは望遠端における前記第４レンズ群の後群の横倍率を示す。

条件式（２）は、高い光学性能を維持しつつ、防振群の防振シフト量を低減するための条件を示す式である。条件式（２）においてその下限を下回ると、振れ補正における防振群のシフト量が低減できるが、防振群の屈折力が強くなり、諸収差の補正が困難になる。一方、条件式（２）においてその上限を超えると、諸収差の補正には有利となるが、防振群の防振シフト量が増加し、防振群を駆動するアクチュエータの駆動量が増加し、アクチュエータの消費電力が大きくなる。

なお、上記条件式（２）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（２）’ −１．６＜ＡＴ＜−１．３
この条件式（２）’で規定する範囲を満足することにより、振れ補正における防振群のシフト量を低減したうえで、防振群の光学性能をより向上させることができる。

さらに、この発明にかかるズームレンズでは、前記第４レンズ群の中群が、少なくともひとつの非球面を含んでおり、当該非球面は、近軸曲率半径を有する球面に比して光軸からレンズ周辺部に向かって正の屈折力が強くなるかまたは負の屈折力が弱くなるような形状を有している。そして、前記中群の非球面有効径の高さにおける近軸曲率半径と非球面形状との偏差をΔＳ、前記中群の非球面の有効径をφＳとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（３） ０．１＜｜１００×ΔＳ／φＳ｜＜１．０

条件式（３）は、防振群である前記第４レンズ群の中群の光学性能を向上させるための条件を規定する式である。条件式（３）においてその下限を下回ると、前記中群に非球面を形成することができず、前記中群において諸収差を補正することができなくなる。一方、条件式（３）においてその上限を超えると、コマ収差の補正が困難になる。

なお、上記条件式（３）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（３）’ ０．２＜｜１００×ΔＳ／φＳ｜＜０．５
この条件式（３）’で規定する範囲を満足することにより、より良好にコマ収差を補正することができ、高い光学性能を維持することができる。

以上説明したように、この発明にかかるズームレンズでは、防振群である前記第４レンズ群の中群を２枚のレンズで構成することにより、防振群の軽量化を図っている。さらに、上記条件式（１）を満足することにより、防振群の前後に配置されるレンズ群の焦点距離が適正化されて、高い光学性能を維持しつつ、防振群の有効径を小さくして、防振群の小型化を図ることができる。さらに、上記条件式（２）を満足することにより、防振群とその後ろに配置されるレンズ群の横倍率の適正化を図ることで防振係数を十分大きくとることができる。この結果、光学性能を維持しつつ、振れ補正の際の防振群の防振シフト量を低減することができる。さらに、上記条件式（３）（好ましくは条件式（３）’）を満足することにより、防振群の光学性能をより向上させることができる。このように、この発明のズームレンズによれば、防振群の小型、軽量化と、防振群の防振シフト量の低減化が図られることから、小型のアクチュエータであっても迅速に手振れ補正を行うことが可能になり、アクチュエータの省電力化も促進できる。しかも、光学性能が劣化することはない。

図１は、実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₁₄と、が配置されて構成される。なお、結像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第４レンズ群Ｇ₁₄は、前記物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ₁₄（Ｆ）と、正レンズと負レンズとからなる接合レンズにより構成され全体として負の屈折力を有する中群Ｇ₁₄（Ｍ）と、正の屈折力を有する後群Ｇ₁₄（Ｒ）と、が配置されて構成されている。前群Ｇ₁₄（Ｆ）中には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴが配置されている。また、中群Ｇ₁₄（Ｍ）の最も結像面ＩＭＧ側の面には、非球面が形成されている。

このズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ₁₂および第３レンズ群Ｇ₁₃を光軸に沿って前記物体側から結像面ＩＭＧ側へ単調に移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第３レンズ群Ｇ₁₃中の一部のレンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによって、フォーカシングを行う。そして、中群Ｇ₁₄（Ｍ）を光軸に対し略垂直な方向に移動させることにより手振れ補正（防振）を行う。

以下、実施例１にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の焦点距離(mm)＝71.5336（広角端）〜111.5353（中間位置）〜194.0928（望遠端）
第１レンズ群Ｇ₁₁の焦点距離(mm)＝144.469
第２レンズ群Ｇ₁₂の焦点距離(mm)＝-33.664
第３レンズ群Ｇ₁₃の焦点距離(mm)＝90.870
第４レンズ群Ｇ₁₄の焦点距離(mm)＝82.798
Ｆナンバ＝2.9（広角端）〜2.9（中間状態）〜2.9（望遠端）
画角（２ω）＝34.66°（広角端）〜20.71°（中間状態）〜12.48°（望遠端）
変倍比＝2.713

（条件式（１）に関する数値）
望遠端での無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離（Ｆｔ）(mm)＝194.0928
前群Ｇ₁₄（Ｆ）の焦点距離（Ｆ４Ｆ）(mm)＝62.032
中群Ｇ₁₄（Ｍ）の焦点距離（Ｆ４Ｍ）(mm)＝-43.400
後群Ｇ₁₄（Ｒ）の焦点距離（Ｆ４Ｒ）(mm)＝57.268
｜Ｆｔ×Ｆ４Ｍ／（Ｆ４Ｆ×Ｆ４Ｒ）｜＝2.3712

（条件式（２）に関する数値）
望遠端における中群Ｇ₁₄（Ｍ）の横倍率（βＭ）＝-5.133
望遠端における後群Ｇ₁₄（Ｒ）の横倍率（βＲ）＝-0.255
ＡＴ＝-1.5639
（ただし、ＡＴ＝（１−βＭ）×βＲ）

（条件式（３）に関する数値）
中群Ｇ₁₄（Ｍ）の非球面有効径の高さにおける近軸曲率半径と非球面形状との偏差（ΔＳ）＝-0.1151
中群Ｇ₁₄（Ｍ）の非球面の有効径（φＳ）＝26.0
｜１００×ΔＳ／φＳ｜＝0.4427

ｒ₁＝222.8728
ｄ₁＝2.0000 ｎｄ₁＝1.91082 νｄ₁＝35.25
ｒ₂＝103.7846
ｄ₂＝10.5000 ｎｄ₂＝1.45860 νｄ₂＝90.19
ｒ₃＝-300.7820
ｄ₃＝0.2000
ｒ₄＝88.4625
ｄ₄＝9.0000 ｎｄ₃＝1.49700 νｄ₃＝81.61
ｒ₅＝-9494.4089
ｄ₅＝1.3857（広角端）〜31.7756（中間位置）〜54.1401（望遠端）
ｒ₆＝1908.7598
ｄ₆＝5.2000 ｎｄ₄＝1.90366 νｄ₄＝31.31
ｒ₇＝-69.4016
ｄ₇＝1.3500 ｎｄ₅＝1.61800 νｄ₅＝63.39
ｒ₈＝69.4016
ｄ₈＝3.8890
ｒ₉＝-141.8243
ｄ₉＝1.2000 ｎｄ₆＝1.49700 νｄ₆＝81.61
ｒ₁₀＝52.9228
ｄ₁₀＝3.3000 ｎｄ₇＝1.84666 νｄ₇＝23.78
ｒ₁₁＝111.5902
ｄ₁₁＝4.4169
ｒ₁₂＝-60.5428
ｄ₁₂＝1.2000 ｎｄ₈＝1.88300 νｄ₈＝40.80
ｒ₁₃＝174.6335
ｄ₁₃＝15.4455（広角端）〜11.6391（中間位置）〜1.6000（望遠端）
ｒ₁₄＝113.7835（非球面）
ｄ₁₄＝6.3000 ｎｄ₉＝1.58313 νｄ₉＝59.46
ｒ₁₅＝-65.7348（非球面）
ｄ₁₅＝13.7091
ｒ₁₆＝-163.7249
ｄ₁₆＝1.4000 ｎｄ₁₀＝1.92286 νｄ₁₀＝20.88
ｒ₁₇＝-439.7863
ｄ₁₇＝40.4088（広角端）〜13.8254（中間位置）〜1.5000（望遠端）
ｒ₁₈＝125.0060
ｄ₁₈＝5.1184 ｎｄ₁₁＝1.61800 νｄ₁₁＝63.39
ｒ₁₉＝-95.7349
ｄ₁₉＝1.7000
ｒ₂₀＝∞（開口絞り）
ｄ₂₀＝1.7000
ｒ₂₁＝37.0745
ｄ₂₁＝9.5000 ｎｄ₁₂＝1.49700 νｄ₁₂＝81.61
ｒ₂₂＝-65.1203
ｄ₂₂＝2.5000 ｎｄ₁₃＝1.71736 νｄ₁₃＝29.50
ｒ₂₃＝105.7968
ｄ₂₃＝14.2949
ｒ₂₄＝-88.9484
ｄ₂₄＝2.3000 ｎｄ₁₄＝1.80809 νｄ₁₄＝22.76
ｒ₂₅＝-39.7920
ｄ₂₅＝1.4000 ｎｄ₁₅＝1.69350 νｄ₁₅＝53.20
ｒ₂₆＝41.7941（非球面）（有効径φ26.0）
ｄ₂₆＝10.5167
ｒ₂₇＝80.4222
ｄ₂₇＝7.5000 ｎｄ₁₆＝1.61800 νｄ₁₆＝63.39
ｒ₂₈＝-44.5394
ｄ₂₈＝11.5916
ｒ₂₉＝-28.1673
ｄ₂₉＝1.5000 ｎｄ₁₇＝1.71300 νｄ₁₇＝53.94
ｒ₃₀＝-64.7347
ｄ₃₀＝2.5887
ｒ₃₁＝140.8610
ｄ₃₁＝5.5000 ｎｄ₁₈＝1.56883 νｄ₁₈＝56.04
ｒ₃₂＝-92.8595
ｄ₃₂＝51.37
ｒ₃₃＝∞（結像面）

円錐係数（Ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）
（第１４面）
Ｋ＝-11.9954，
Ａ＝0，Ｂ＝2.66677×10^-7，
Ｃ＝1.55243×10^-9，Ｄ＝-2.91159×10^-12，
Ｅ＝2.12840×10^-16，Ｆ＝3.53783×10^-18
（第１５面）
Ｋ＝-0.5492，
Ａ＝0，Ｂ＝1.02602×10^-8，
Ｃ＝1.30471×10^-9，Ｄ＝-6.07503×10^-13，
Ｅ＝-3.7893×10^-15，Ｆ＝5.96719×10^-18
（第２６面）
Ｋ＝-1.4774，
Ａ＝0，Ｂ＝-1.17887×10^-6，
Ｃ＝-1.07533×10^-9，Ｄ＝-3.90498×10^-12，
Ｅ＝8.54852×10^-15，Ｆ＝0

また、図２は、実施例１にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図３は、実施例１にかかるズームレンズの中間位置における諸収差図である。図４は、実施例１にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図５は、実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₂₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₂₃と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₂₄と、が配置されて構成される。なお、結像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第４レンズ群Ｇ₂₄は、前記物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ₂₄（Ｆ）と、正レンズと負レンズとからなる接合レンズにより構成され全体として負の屈折力を有する中群Ｇ₂₄（Ｍ）と、正の屈折力を有する後群Ｇ₂₄（Ｒ）と、が配置されて構成されている。前群Ｇ₂₄（Ｆ）中には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴが配置されている。また、中群Ｇ₂₄（Ｍ）の最も結像面ＩＭＧ側の面には、非球面が形成されている。

このズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ₂₂および第３レンズ群Ｇ₂₃を光軸に沿って前記物体側から結像面ＩＭＧ側へ単調に移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第３レンズ群Ｇ₂₃中の一部のレンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによって、フォーカシングを行う。そして、中群Ｇ₂₄（Ｍ）を光軸に対し略垂直な方向に移動させることにより手振れ補正（防振）を行う。

以下、実施例２にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の焦点距離(mm)＝71.5209（広角端）〜117.5105（中間位置）〜194.0681（望遠端）
第１レンズ群Ｇ₂₁の焦点距離(mm)＝144.087
第２レンズ群Ｇ₂₂の焦点距離(mm)＝-33.304
第３レンズ群Ｇ₂₃の焦点距離(mm)＝90.526
第４レンズ群Ｇ₂₄の焦点距離(mm)＝82.744
Ｆナンバ＝2.9（広角端）〜2.9（中間状態）〜2.9（望遠端）
画角（２ω）＝34.66°（広角端）〜20.71°（中間状態）〜12.48°（望遠端）
変倍比＝2.713

（条件式（１）に関する数値）
望遠端での無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離（Ｆｔ）(mm)＝194.0681
前群Ｇ₂₄（Ｆ）の焦点距離（Ｆ４Ｆ）(mm)＝61.080
中群Ｇ₂₄（Ｍ）の焦点距離（Ｆ４Ｍ）(mm)＝-43.295
後群Ｇ₂₄（Ｒ）の焦点距離（Ｆ４Ｒ）(mm)＝58.453
｜Ｆｔ×Ｆ４Ｍ／（Ｆ４Ｆ×Ｆ４Ｒ）｜＝2.3534

（条件式（２）に関する数値）
望遠端における中群Ｇ₂₄（Ｍ）の横倍率（βＭ）＝-6.244
望遠端における後群Ｇ₂₄（Ｒ）の横倍率（βＲ）＝-0.216
ＡＴ＝-1.5647
（ただし、ＡＴ＝（１−βＭ）×βＲ）

（条件式（３）に関する数値）
中群Ｇ₂₄（Ｍ）の非球面有効径の高さにおける近軸曲率半径と非球面形状との偏差（ΔＳ）＝-0.1081
中群Ｇ₂₄（Ｍ）の非球面の有効径（φＳ）＝25.6
｜１００×ΔＳ／φＳ｜＝0.4223

ｒ₁＝222.2214
ｄ₁＝2.0000 ｎｄ₁＝1.91082 νｄ₁＝35.25
ｒ₂＝103.4753
ｄ₂＝10.5000 ｎｄ₂＝1.45860 νｄ₂＝90.19
ｒ₃＝-298.5174
ｄ₃＝0.2000
ｒ₄＝88.2603
ｄ₄＝8.8000 ｎｄ₃＝1.49700 νｄ₃＝81.61
ｒ₅＝-10563.5431
ｄ₅＝1.2000（広角端）〜31.5776（中間位置）〜53.9008（望遠端）
ｒ₆＝1009.5052
ｄ₆＝5.2000 ｎｄ₄＝1.90366 νｄ₄＝31.31
ｒ₇＝-70.2509
ｄ₇＝1.3500 ｎｄ₅＝1.61800 νｄ₅＝63.39
ｒ₈＝70.2509
ｄ₈＝3.7528
ｒ₉＝-156.3665
ｄ₉＝1.2000 ｎｄ₆＝1.49700 νｄ₆＝81.61
ｒ₁₀＝49.6801
ｄ₁₀＝3.3000 ｎｄ₇＝1.84666 νｄ₇＝23.78
ｒ₁₁＝95.2516
ｄ₁₁＝4.6178
ｒ₁₂＝-58.7772
ｄ₁₂＝1.2000 ｎｄ₈＝1.88300 νｄ₈＝40.80
ｒ₁₃＝177.1970
ｄ₁₃＝15.1042（広角端）〜11.3976（中間位置）〜1.6000（望遠端）
ｒ₁₄＝102.9577（非球面）
ｄ₁₄＝6.7500 ｎｄ₉＝1.51633 νｄ₉＝64.06
ｒ₁₅＝-59.5060（非球面）
ｄ₁₅＝13.4571
ｒ₁₆＝-137.5555
ｄ₁₆＝1.4000 ｎｄ₁₀＝1.92286 νｄ₁₀＝20.88
ｒ₁₇＝-252.3951
ｄ₁₇＝40.6970（広角端）〜14.0261（中間位置）〜1.5000（望遠端）
ｒ₁₈＝113.0406
ｄ₁₈＝5.2838 ｎｄ₁₁＝1.61800 νｄ₁₁＝63.39
ｒ₁₉＝-98.7983
ｄ₁₉＝1.7000
ｒ₂₀＝∞（開口絞り）
ｄ₂₀＝1.7000
ｒ₂₁＝36.3568
ｄ₂₁＝9.5000 ｎｄ₁₂＝1.49700 νｄ₁₂＝81.61
ｒ₂₂＝-67.3140
ｄ₂₂＝3.0000 ｎｄ₁₃＝1.71736 νｄ₁₃＝29.50
ｒ₂₃＝96.8404
ｄ₂₃＝13.5679
ｒ₂₄＝-91.3000
ｄ₂₄＝2.3000 ｎｄ₁₄＝1.80809 νｄ₁₄＝22.76
ｒ₂₅＝-39.7728
ｄ₂₅＝1.4300 ｎｄ₁₅＝1.69350 νｄ₁₅＝53.20
ｒ₂₆＝41.0718（非球面）（有効径φ25.6）
ｄ₂₆＝10.0244
ｒ₂₇＝75.9182
ｄ₂₇＝8.0000 ｎｄ₁₆＝1.61800 νｄ₁₆＝63.39
ｒ₂₈＝-45.6371
ｄ₂₈＝12.1798
ｒ₂₉＝-27.5459
ｄ₂₉＝1.5000 ｎｄ₁₇＝1.71300 νｄ₁₇＝53.94
ｒ₃₀＝-65.7082
ｄ₃₀＝3.8260
ｒ₃₁＝127.8003
ｄ₃₁＝5.5000 ｎｄ₁₈＝1.56883 νｄ₁₈＝56.04
ｒ₃₂＝-96.1226
ｄ₃₂＝48.305
ｒ₃₃＝∞（結像面）

円錐係数（Ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）
（第１４面）
Ｋ＝-5.6100，
Ａ＝0，Ｂ＝-6.34506×10^-9，
Ｃ＝-2.39141×10^-9，Ｄ＝1.90231×10^-11，
Ｅ＝-4.99934×10^-14，Ｆ＝4.49558×10^-17
（第１５面）
Ｋ＝-0.6649，
Ａ＝0，Ｂ＝2.19580×10^-7，
Ｃ＝-3.02130×10^-9，Ｄ＝2.14493×10^-11，
Ｅ＝-5.34576×10^-14，Ｆ＝4.66441×10^-17
（第２６面）
Ｋ＝-1.3886，
Ａ＝0，Ｂ＝-1.07914×10^-6，
Ｃ＝-2.70333×10^-9，Ｄ＝4.27338×10^-12，
Ｅ＝-7.70848×10^-15，Ｆ＝0

また、図６は、実施例２にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図７は、実施例２にかかるズームレンズの中間位置における諸収差図である。図８は、実施例２にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図９は、実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₃₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₃₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃₃と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₃₄と、が配置されて構成される。なお、結像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第４レンズ群Ｇ₃₄は、前記物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ₃₄（Ｆ）と、負レンズと正レンズとからなる接合レンズにより構成され全体として負の屈折力を有する中群Ｇ₃₄（Ｍ）と、正の屈折力を有する後群Ｇ₃₄（Ｒ）と、が配置されて構成されている。前群Ｇ₃₄（Ｆ）中には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴが配置されている。また、中群Ｇ₃₄（Ｍ）の最も結像面ＩＭＧ側の面には、非球面が形成されている。

このズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ₃₂および第３レンズ群Ｇ₃₃を光軸に沿う方向に移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第３レンズ群Ｇ₃₃中の一部のレンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによって、フォーカシングを行う。そして、中群Ｇ₃₄（Ｍ）を光軸に対し略垂直な方向に移動させることにより手振れ補正（防振）を行う。

以下、実施例３にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の焦点距離(mm)＝71.50（広角端）〜117.50（中間位置）〜194.0（望遠端）
第１レンズ群Ｇ₃₁の焦点距離(mm)＝116.472
第２レンズ群Ｇ₃₂の焦点距離(mm)＝-33.989
第３レンズ群Ｇ₃₃の焦点距離(mm)＝95.458
第４レンズ群Ｇ₃₄の焦点距離(mm)＝101.417
Ｆナンバ＝2.9（広角端）〜2.9（中間状態）〜2.9（望遠端）
画角（２ω）＝34.66°（広角端）〜20.71°（中間状態）〜12.48°（望遠端）
変倍比＝2.713

（条件式（１）に関する数値）
望遠端での無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離（Ｆｔ）(mm)＝194.0
前群Ｇ₃₄（Ｆ）の焦点距離（Ｆ４Ｆ）(mm)＝80.447
中群Ｇ₃₄（Ｍ）の焦点距離（Ｆ４Ｍ）(mm)＝-53.233
後群Ｇ₃₄（Ｒ）の焦点距離（Ｆ４Ｒ）(mm)＝67.250
｜Ｆｔ×Ｆ４Ｍ／（Ｆ４Ｆ×Ｆ４Ｒ）｜＝1.9082

（条件式（２）に関する数値）
望遠端における中群Ｇ₃₄（Ｍ）の横倍率（βＭ）＝-13.442
望遠端における後群Ｇ₃₄（Ｒ）の横倍率（βＲ）＝-0.092
ＡＴ＝-1.3287
（ただし、ＡＴ＝（１−βＭ）×βＲ）

（条件式（３）に関する数値）
中群Ｇ₃₄（Ｍ）の非球面有効径の高さにおける近軸曲率半径と非球面形状との偏差（ΔＳ）＝-0.0554
中群Ｇ₃₄（Ｍ）の非球面の有効径（φＳ）＝26.6
｜１００×ΔＳ／φＳ｜＝0.2083

ｒ₁＝260.8335
ｄ₁＝2.0000 ｎｄ₁＝1.90366 νｄ₁＝31.31
ｒ₂＝96.5008
ｄ₂＝10.0000 ｎｄ₂＝1.49700 νｄ₂＝81.61
ｒ₃＝-536.8467
ｄ₃＝13.9737
ｒ₄＝101.3178
ｄ₄＝7.6000 ｎｄ₃＝1.48749 νｄ₃＝70.44
ｒ₅＝-2665.6863
ｄ₅＝0.2000
ｒ₆＝138.3704
ｄ₆＝5.8000 ｎｄ₄＝1.48749 νｄ₄＝70.44
ｒ₇＝32778.0796
ｄ₇＝1.7344（広角端）〜26.1822（中間位置）〜41.4529（望遠端）
ｒ₈＝-535.6803
ｄ₈＝4.4879 ｎｄ₅＝1.84666 νｄ₅＝23.78
ｒ₉＝-73.5688
ｄ₉＝1.2000 ｎｄ₆＝1.49700 νｄ₆＝81.61
ｒ₁₀＝58.3764
ｄ₁₀＝3.3638
ｒ₁₁＝-335.6856
ｄ₁₁＝1.2000 ｎｄ₇＝1.61800 νｄ₇＝63.39
ｒ₁₂＝54.7363
ｄ₁₂＝3.1182 ｎｄ₈＝1.92286 νｄ₈＝20.88
ｒ₁₃＝131.0940
ｄ₁₃＝3.9834
ｒ₁₄＝-60.4808
ｄ₁₄＝1.2000 ｎｄ₉＝1.90366 νｄ₉＝31.31
ｒ₁₅＝201.8372
ｄ₁₅＝32.3700（広角端）〜20.7934（中間位置）〜1.2000（望遠端）
ｒ₁₆＝140.2250
ｄ₁₆＝5.0000 ｎｄ₁₀＝1.49700 νｄ₁₀＝81.61
ｒ₁₇＝-80.4431
ｄ₁₇＝0.2000
ｒ₁₈＝-364.7242
ｄ₁₈＝6.5000 ｎｄ₁₁＝1.61800 νｄ₁₁＝63.39
ｒ₁₉＝-40.5605
ｄ₁₉＝1.2000 ｎｄ₁₂＝1.83481 νｄ₁₂＝42.72
ｒ₂₀＝-104.6322
ｄ₂₀＝14.2588（広角端）〜1.3876（中間位置）〜5.7103（望遠端）
ｒ₂₁＝79.9122
ｄ₂₁＝4.8884 ｎｄ₁₃＝1.83481 νｄ₁₃＝42.72
ｒ₂₂＝-305.5741
ｄ₂₂＝1.1000
ｒ₂₃＝∞（開口絞り）
ｄ₂₃＝0.9000
ｒ₂₄＝30.3564
ｄ₂₄＝8.0000 ｎｄ₁₄＝1.49700 νｄ₁₄＝81.61
ｒ₂₅＝-900.4981
ｄ₂₅＝1.2000 ｎｄ₁₅＝1.80518 νｄ₁₅＝25.46
ｒ₂₆＝39.2300
ｄ₂₆＝6.8611
ｒ₂₇＝-123.2542
ｄ₂₇＝1.2000 ｎｄ₁₆＝1.80610 νｄ₁₆＝40.73
ｒ₂₈＝28.0015
ｄ₂₈＝3.5000 ｎｄ₁₇＝1.82115 νｄ₁₇＝24.06
ｒ₂₉＝65.2493（非球面）（有効径φ26.6）
ｄ₂₉＝14.3219
ｒ₃₀＝173.5739
ｄ₃₀＝4.5000 ｎｄ₁₈＝1.88300 νｄ₁₈＝40.80
ｒ₃₁＝-88.7106
ｄ₃₁＝21.2945
ｒ₃₂＝-29.1676
ｄ₃₂＝1.2000 ｎｄ₁₉＝1.80518 νｄ₁₉＝25.46
ｒ₃₃＝-40.5665
ｄ₃₃＝8.0346
ｒ₃₄＝81.7278
ｄ₃₄＝6.0000 ｎｄ₂₀＝1.61800 νｄ₂₀＝63.39
ｒ₃₅＝-549.0507
ｄ₃₅＝42.610
ｒ₃₆＝∞（結像面）

円錐係数（Ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）
（第２９面）
Ｋ＝-0.8792，
Ａ＝0，Ｂ＝-1.16677×10^-6，
Ｃ＝-6.37406×10^-10，Ｄ＝-4.56666×10^-12，
Ｅ＝1.02081×10^-14，Ｆ＝0

また、図１０は、実施例３にかかるズームレンズの広角端における諸収差図である。図１１は、実施例３にかかるズームレンズの中間位置における諸収差図である。図１２は、実施例３にかかるズームレンズの望遠端における諸収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２７ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

なお、上記各実施例中の数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径(mm)、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔(mm)、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズなどのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）における屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズなどのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）におけるアッベ数を示している。

また、上記各非球面形状は、非球面の深さをＺ、光軸からの高さをｙとし、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

ただし、Ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆはそれぞれ２次，４次，６次，８次，１０次，１２次の非球面係数である。

上記各実施例では、この発明を適用して、広角端の焦点距離が７２ｍｍ以下、変倍比が２．７倍以上、Ｆナンバが３以下となる大口径比内焦式望遠ズームレンズを構成した例を示した。これらの実施例で示したように、上記各条件を満足することで、防振群の小型、軽量化と、防振群の防振シフト量の低減化が図られることから、小型のアクチュエータであっても迅速に手振れ補正を行うことが可能になる。アクチュエータの省電力化も促進できる。しかも、光学性能を劣化させることはない。また、上記各実施例のズームレンズは、適宜非球面が形成されたレンズを用いることで、少ないレンズ枚数で、良好な光学性能を維持することができる。

以上のように、この発明のズームレンズは、ＤＳＭＣや一眼レフカメラなどの撮像装置に有用であり、特に、迅速な手振れ補正が要求される場合に最適である。

Ｇ₁₁，Ｇ₂₁，Ｇ₃₁ 第１レンズ群
Ｇ₁₂，Ｇ₂₂，Ｇ₃₂ 第２レンズ群
Ｇ₁₃，Ｇ₂₃，Ｇ₃₃ 第３レンズ群
Ｇ₁₄，Ｇ₂₄，Ｇ₃₄ 第４レンズ群
Ｇ₁₄（Ｆ），Ｇ₂₄（Ｆ），Ｇ₃₄（Ｆ） 前群
Ｇ₁₄（Ｍ），Ｇ₂₄（Ｍ），Ｇ₃₄（Ｍ） 中群
Ｇ₁₄（Ｒ），Ｇ₂₄（Ｒ），Ｇ₃₄（Ｒ） 後群
ＳＴ 開口絞り
ＩＭＧ 結像面

Claims (3)

1. 物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、からなり、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群を光軸に沿う方向に移動させながら、隣接する各レンズ群同士の間隔を変化させて変倍を行うズームレンズであって、
   前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正レンズと負レンズとからなる接合レンズまたは負レンズと正レンズとからなる接合レンズにより構成され全体として負の屈折力を有する中群と、正の屈折力を有する後群と、が配置されて構成され、
   前記中群を光軸に対し略垂直な方向に移動させることにより手振れ補正を行い、
   以下に示す条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
   （１） １．８５＜｜Ｆｔ×Ｆ４Ｍ／（Ｆ４Ｆ×Ｆ４Ｒ）｜＜４
   ただし、Ｆｔは望遠端での無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離、Ｆ４Ｆは前記第４レンズ群の前群の焦点距離、Ｆ４Ｍは前記第４レンズ群の中群の焦点距離、Ｆ４Ｒは前記第４レンズ群の後群の焦点距離を示す。
2. 望遠端における前記第４レンズ群の中群の防振係数をＡＴとするとき、以下に示す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。
   （２） −２．０＜ＡＴ＜−１．３
   ただし、ＡＴ＝（１−βＭ）×βＲであり、βＭは望遠端における前記第４レンズ群の中群の横倍率、βＲは望遠端における前記第４レンズ群の後群の横倍率を示す。
3. 前記第４レンズ群の中群は、少なくともひとつの非球面を含み、
   当該非球面は、近軸曲率半径を有する球面に比して光軸からレンズ周辺部に向かって正の屈折力が強くなるかまたは負の屈折力が弱くなるような形状を有しており、
   以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
   （３） ０．１＜｜１００×ΔＳ／φＳ｜＜１．０
   ただし、ΔＳは前記中群の非球面有効径の高さにおける近軸曲率半径と非球面形状との偏差、φＳは前記中群の非球面の有効径を示す。

Images