JPH11174326A - 防振機能を有した光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動による撮影画像のブレを光学性能を良好
に維持しつつ補正することのできる防振機能を有した光
学系を得ること。 【解決手段】物体側より順に正の屈折力の第１群、正の
屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そして負の屈折
力の第４群の４つのレンズ群を有し、広角端から望遠端
への変倍に際して、該第１群と第２群の間隔が増大し、
該第３群と第４群の間隔が減少するように各レンズ群を
移動させており、該第２群は負の屈折力の第２ａ群と正
の屈折力の第２ｂ群より成り、該第２ａ群を光軸と直交
する方向に移動させて撮像画像のブレを補正しているこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学系の振動による
撮影画像のブレを補正する機能、所謂防振機能を有した
光学系に関し、例えば光学系としてバックフォーカスの
短いコンパクトなズーム比５倍程度の４つのレンズ群を
有するズームレンズにおいて、一部のレンズ群（可動レ
ンズ群）を例えば光軸と直交する方向に移動させて、防
振効果を発揮させたときの光学性能の低下を防止した銀
塩写真カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等の光
学系に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より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変位
を発生する。この為、静止画像撮影装置においては、画
質の劣化を防止する為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点があり、又、動画撮影装置にお
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。その為、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位、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
る。

【０００３】従来より、撮影系を構成するレンズ群、も
しくはレンズ群の一部を光軸からずらして像ぶれを補正
したな光学系（以下、光学防振レンズ）が種々提案され
ている。

【０００４】一般に、このような光学防振方式では、比
較的簡易な構成の駆動機構で、できるだけ小さなレンズ
重量の光学素子を、できるだけ少ない駆動量で駆動し、
できるだけ広範囲の防振角にわたって防振時の光学性能
を良好に維持できることが重要な条件となる。また、近
年開発が盛んな高変倍のズームレンズでは、特に望遠端
で大きな手ぶれが発生しやすい故に、防振機能が重要視
されており、前述の条件と高変倍の両立を試みた防振機
能を有したズームレンズも種々提案されている。

【０００５】ここで、光学防振方式には、レンズ群もし
くはレンズ群の一部を光軸に対し垂直な方向に変位させ
るシフト防振方式や、レンズ群もしくはレンズ群の一部
を光軸に対して垂直な回転軸の回りで回転させるティル
ト防振方式、あるいは、シリコンオイル等の比較的透明
な液体を透明部材ではさみ込んだ部材を撮影光学系の近
傍あるいは内部に設け、透明部材を光軸に対して傾け
て、プリズム作用により防振を行うバリアングルプリズ
ム方式等があり、ズームレンズへ応用した例も種々知ら
れている。

【０００６】このような光学防振方式の中で、特にシフ
ト防振方式は、比較的任意の位置に回転軸を選べるティ
ルト防振方式よりは収差補正の自由度の点でやや自由度
が小さいものの、レンズ群の駆動機構が比較的シンプル
であり、又、バリアングル防振方式に比べても防振時の
色収差の補正自由度が大きい等の利点があり、比較的簡
易な構成で比較的高い光学性能が得られる為、広く採用
されている。

【０００７】このようなシフト防振方式を採用した防振
ズームレンズが、例えば特開平６−２６５８２７号公
報，特開平７−３１８８６５号公報、そして特開平８−
８２７６９号公報等で提案されている。

【０００８】特開平６−２６５８２７号公報では、物体
側より順に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２
レンズ群、負屈折力の第３レンズ群の３つのレンズ群か
ら成り、広角端から望遠端へのズーミングに際して第１
レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群
と第３レンズ群の間隔が減少するように構成し、第２レ
ンズ群を前群と後群に分け、後群でシフト防振させるズ
ームレンズを開示している。

【０００９】また、特開平７−３１８８６５号公報で
は、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、負屈折
力の第２レンズ群、正屈折力の第３レンズ群、正屈折力
の第４レンズ群、負屈折力の第５レンズ群から成り、広
角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群と
第２レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群と第３レン
ズ群の間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間
隔が増大し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が減少
するように、少なくとも第１レンズ群および第５レンズ
群を物体側へ移動するように構成し、第４レンズ群でシ
フト防振させるズームレンズを開示している。

【００１０】そして、特開平８−８２７６９号公報で
は、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折
力の第２レンズ群、絞り、負屈折力の第３レンズ群から
なり、広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レ
ンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群と
第３レンズ群の間隔が減少するように構成し、第２レン
ズ群でシフト防振させるズームレンズを開示している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】先の特開平６−２６５
８２７号公報で提案されているズームレンズは、ズーム
比が約２．６倍と低倍率であり、このままの構成でズー
ム比５倍程度の高倍率化を図ろうとすると、防振時の収
差は勿論のこと、基準状態の収差も大きく劣化し、収差
を補正し切れないという問題があった。

【００１２】また、防振レンズ群の構成枚数が多い為に
レンズ重量が比較的大きく、仮に高倍化に伴う防振時の
諸収差を補正しようとすると、更にレンズ構成枚数が増
加し、防振時のレンズ駆動負荷が増大するという問題も
あった。

【００１３】又、特開平７−３１８８６５号公報で提案
しているズームレンズは、ズーム比が約３．３倍とやや
倍率が高く、防振レンズ群のレンズ構成も比較的シンプ
ルではあるものの、防振時の収差劣化が大きく、更なる
高倍化で収差の劣化が許容できなくなるという問題があ
った。

【００１４】又、特開平８−８２７６９号公報で提案し
ているズームレンズは、特に実施例２のズーム比が約
３．９倍と比較的高倍率で、比較的広範囲の防振角にわ
たって防振時の収差が比較的良好に補正されている。し
かしながら、防振レンズ群のレンズ構成枚数が多く、防
振時のレンズ駆動負荷が大きいという問題があった。そ
して、ズーム比５倍程度を得ようとすると、レンズ構成
枚数が増大してレンズ系が大型化し、シンプルかつコン
パクトを維持したままで基準状態と防振時の収差補正を
両立させることが困難であった。

【００１５】本発明は、光学系の一部のレンズ群を光軸
と垂直な方向に偏心駆動させて撮影画像の変位（ブレ）
を補正する際、各レンズ要素を適切に配置することによ
ってズーム比が５倍と高変倍比であるにもかかわらず、
各種の偏心収差を良好に補正し、又十分に少ない偏心駆
動量で十分に大きい変位補正（ブレ補正）を実現し、基
準状態と防振機能の双方で良好なる光学性能を有した簡
易な構成の防振機能を有した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】本発明の防振機能を有し
た光学系は、(1-1) 物体側より順に正の屈折力の第１
群、正の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そして
負の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、広角端か
ら望遠端への変倍に際して、該第１群と第２群の間隔が
増大し、該第３群と第４群の間隔が減少するように各レ
ンズ群を移動させており、該第２群は負の屈折力の第２
ａ群と正の屈折力の第２ｂ群より成り、該第２ａ群を光
軸と直交する方向に移動させて撮像画像のブレを補正し
ていることを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１，８，１５，２２，２９，３
６，４３，５０，５７，６４，７１，７８，８５，９２
は本発明の数値実施例１〜１４の広角端のレンズ断面図
である。図９９は本発明に係るシフト防振方式により、
光学系が振動した（手ブレを起こした）ときの撮影画像
のブレを補正する説明図である。

【００１８】尚、後述する収差図における、球面収差図
と横収差図で実線はｄ線、破線は正弦条件Ｓ．Ｃ、２点
鎖線はｇ線である。

【００１９】非点収差図で実線はｄ線のサジタル像面、
点線はｄ線のメリディオナル像面、一点鎖線はｇ線のサ
ジタル像面、２点鎖線はｇ線のメリディオナル像面であ
る（以下全て同じ）。

【００２０】歪曲収差図で実線はｄ線であり、倍率色収
差図では２点鎖線はｇ線である。

【００２１】まず図９９のシフト防振方式において、撮
影の対象となる被写体の、手ぶれによる像移動を補正し
た様子を説明する。図９９（Ａ）は撮影レンズＬが手ぶ
れ（振動）を起こすまえの基準状態での被写体ＯＢと撮
影レンズＬによる像ＩＰの結像関係を表わしている。

【００２２】同図（Ａ）の状態での結像面上の像ＩＰの
位置が撮影者が撮影しようとしている予定結像位置であ
る。同（Ａ）より、図９９（Ｂ）に示すように光学系が
手ぶれを起こすと像ＩＰは像ＩＰ’へ移動してしまう。
このとき図９９（Ｃ）に示すようにレンズ群Ｓを防振レ
ンズとして光軸と直交する方向に移動させて像ＩＰ’が
もとの予定結像位置（像ＩＰ’）に来るように補正を行
っている。

【００２３】以下、この原理図を用いて、基準状態と防
振状態の結像性能について考える。まず、手ぶれ補正の
原理上言えることは、手ぶれ発生前の基準状態を表わす
図９９（Ａ）と手ぶれ補正後の防振状態を表わす図９９
（Ｃ）において、防振レンズ（Ｓ）を射出後のレンズ群
（Ｒ）を通過して結像面に至るまでの光線の通過経路は
補正の前後でほぼ変ることはなく、防振レンズ（Ｓ）
と、それよりも被写体側のレンズ群（Ｆ）を通過する光
線経路のみが変化しているということである。つまり、
防振時の性能の変化（以下、防振収差成分という）は、
防振レンズ（Ｓ）と、レンズ群（Ｆ）それぞれの光線経
路が変化することによって生じ、防振レンズ（Ｓ）より
も後のレンズ群（Ｒ）は、防振収差成分の発生に寄与し
ていないということになる。

【００２４】従って、防振収差成分の発生を抑えること
を収差係数の次元で論じるならば、前述の理由により、
通常の物体側基準で表記された偏心収差係数を、像側を
基準とした偏心収差係数（以下、防振収差係数という）
に表記し直し、防振収差係数の要素である収差係数、つ
まり、防振レンズ（Ｓ）とレンズ群（Ｆ）それぞれの収
差係数の分担値を、防振収差係数がゼロあるいは許容範
囲内となるよう適切に設定することが必要で、更にズー
ムレンズでは各焦点距離毎に所望の防振収差係数が満足
されるよう、防振レンズ（Ｓ）とレンズ群（Ｆ）の収差
係数をズームの連立解として設定する必要がある。

【００２５】しかしながら、仮に各焦点距離毎の防振収
差成分の発生が抑えられたとしても、その時の防振レン
ズ（Ｓ）とレンズ群（Ｆ）の収差係数は、必ずしも基準
状態で良好な結像性能を得るための値となっているとは
限らない。よって、基準状態の全系収差係数を満足する
ような部分系収差係数であることも必要で、以上述べた
ように、様々な連立関係を満足させなければならないこ
とになる。次に、収差係数の連立関係について、光学系
における固有係数と特性行列（山路敬三著 『ズームレ
ンズの光学設計に関する研究』（キヤノン研究報告Ｎ
Ｏ．３））に分解し、もう少し詳しく述べる。

【００２６】ズーム位置第ｊ位置における部分系第ｉレ
ンズ群のｎ次領域の収差係数をベクトル表記してＳijn
、固有係数をＳ0in 、特性行列をＡijn とすると、収
差係数、固有係数及び特性行列には次の関係が成り立
つ。即ち、 Ｓijn ＝ Ｓ0in ・ Ａijn (n=1,3,5 …) であり、合成系（全系）については、レンズ群総数をＮ
とすると、

【００２７】

【数１】 が成り立つ。

【００２８】ここで、固有係数は屈折力の絶対値を１と
し、前側主平面に瞳を一致させて、近軸光線の入射高を
１、入射傾角を０、近軸主光線の入射高を０、入射傾角
を−１ として計算された収差係数の組みであり、その
部分系の曲率半径、屈折率、厚さ及び空気間隔等いわゆ
るレンズ形状のみに依存するのに対し、特性行列は、レ
ンズ形状に全く依存しない。つまり、焦点距離、物点位
置、絞り位置、光線通過状態等を表すマトリクスの合成
マトリクスであり、ある形状を持った部分系のいわば使
用状態を表し、それはいわゆるパワー配置のみに依存す
る。

【００２９】従って、防振群（Ｓ）を第Ｋレンズとする
と、各焦点距離毎の防振収差の発生を抑えつつ、同時に
基準状態での結像性能を良好に補正すということは、防
振群（Ｓ）とレンズ群（Ｆ）を構成する各レンズ群それ
ぞれの固有係数Ｓ0in (i=1,…,K) とそれぞれの特性
行列Ａijn (i=1, …,K) を適切に設定して、その１次変
換から得られた動作特性である収差係数Ｓijn(i=1,…,
K) を、所望の防振収差係数が満足されるようにすると
同時に、この収差係数と後続のレンズ群（Ｒ）を構成す
る各レンズ群それぞれの固有係数Ｓ0in(i=K+1,…,N) と
それぞれの特性行列Ａijn(i=K+1,…,N) の１次変換から
得られた動作特性である収差係数Ｓijn(i=K+1,…,N) と
をキャンセルさせ、各焦点距離毎に所望の全系収差係数
Ｓjnを得ることに他ならない。

【００３０】本発明はこのように、光学系を固有係数と
特性行列に分解し、それぞれを分析することにより、ズ
ーム比５倍と高変倍比であるにもかかわらず、基準状態
と防振状態の双方で良好に収差補正された、簡易なレン
ズ構成のコンパクトな防振機能を有するズームレンズを
得ることに成功している。具体的には次のように構成す
ることを見出した。

【００３１】まず、ズームレンズを物体側より順に、正
の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、正の屈折力の
第３群、負の屈折力の第４群を有し、広角端から望遠端
へのズーミングに際し、第１群と第２群の間隔が増大
し、第３群と第４群の間隔が減少するように構成したこ
とである。

【００３２】次に、前記第２群を、物体側より順に、負
の屈折力の第２ａ群、正の屈折力の第２ｂ群を有するよ
うにして、前記第２ａ群を光軸に対し垂直方向に移動さ
せて像ぶれを補正することが良好であることを見出し
た。

【００３３】次に本実施形態の具体的なレンズ構成につ
いて説明する。レンズ断面図においてＬ１は正の屈折力
の第１群、Ｌ２は正の屈折力の第２群、Ｌ３は正の屈折
力の第３群、Ｌ４は負の屈折力の第４群である。第２群
Ｌ２は負の屈折力の第２ａ群と正の屈折力の第２ｂ群よ
り成っている。ＳＰは開口絞りであり、第２群Ｌ２の像
面側に配置している。ＩＰは像面である。広角端から望
遠端への変倍は第１群と第２群の間隔が増大し、第３群
と第４群との間隔が減少するように間レンズ群を矢印の
如く物体側へ移動させて行っている。

【００３４】光学系が振動したときの撮影画像のブレ
（像ブレ）の補正（振動補償）は第２ａ群Ｌ２ａを可動
レンズ群とし、矢印ＬＴの如く光軸と直交する方向に移
動させて行う、シフト防振方式を用いている。

【００３５】無限遠物体から至近物体へのフォーカスは
第３群を矢印ＬＦの如く像面側へ移動させて行ってい
る。

【００３６】本実施例ではこのようにインナーフォーカ
ス及び撮影画像のブレの補正を行うと共に各レンズ群を
前述の如く設定している。これにより光学系全体の小型
化を図りつつ、撮影画像のブレの補正を良好に行うと共
に第２ａ群の光軸と直交する方向の移動に伴う収差、即
ち偏心に伴う偏心コマ収差、偏心非点収差、偏心像面湾
曲等の偏心収差の発生を少なくし、良好なる光学性能を
得ている。

【００３７】本発明の防振機能を有した光学系は、以上
の構成をとることによって達成されるが、更に防振の際
の偏心収差変動を少なくし、良好なる光学性能を得るに
は次の構成のうち少なくとも１つを満足させるのが良
い。

【００３８】（ア）前記第１群の焦点距離をｆ１、望遠
端における前記第１群と第２ａ群の合成の焦点距離をｆ
１２ａｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする
とき −３＜ｆｔ／ｆ１２ａｔ＜−０．６ ‥‥‥（１） ０．１＜ｆｔ／ｆ１＜１．５ ‥‥‥（２） なる条件を満足することである。

【００３９】条件式（１）は望遠端における第１群と第
２ａ群の合成焦点距離に関し、条件式（２）は第１群の
焦点距離に関するものである。条件式（１），（２）は
特に防振収差成分の発生の大きい望遠端において、第１
群と第２ａ群のパワー配置（特性行列）を規定し、主に
防振収差成分の発生を抑えつつ、基準状態の結像性能を
良好に保つ為のものである。

【００４０】条件式（１）及び条件式（２）の上限値を
超えても、又下限値を超えても、望遠端を始め、各焦点
距離毎の防振コマ収差、防振非点収差を始めとする防振
収差成分の発生と基準状態での球面収差、コマ収差を始
めとする各収差を連立させて良好とすることが、後続す
るレンズ群のパワー配置（特性行列）を変えても困難と
なってくる。また、特に条件式 の上限値を超えて第１
群の屈折力が強まると、その結果第２ａ群及び第２ｂ群
のパワーが強まってくる。そして防振時の第２a 群の駆
動量が減少するものの、その時の連立解としての各固有
係数の値が第１群、第２ａ群、第２ｂ群とも、シンプル
なレンズ構成のままでは満足されず、レンズ系が大型化
してくるので良くない。

【００４１】本実施形態において、更に好ましくは、条
件式 及び条件式 の数値範囲を次のようにするのがよ
く、これにより防振時と基準状態で更に良好な性能が得
られる。即ち、 −１．８７＜ｆｔ／ｆ１２ａｔ＜−０．９２ ‥‥‥（１ａ） ０．３２＜ｆｔ／ｆ１＜０．８２ ‥‥‥（２ａ） とすることである。

【００４２】（イ）前記第２ａ群は１枚の負レンズ２ａ
ｎと１枚の正レンズ２ａｐを有しており、該第２ａ群中
の負レンズの材質の屈折率とアッベ数の平均値を各々Ｎ
２ａｎ、ν２ａｎ、該第２ａ群中の正レンズの材質の屈
折率とアッベ数の平均値を各々Ｎ２ａｐ、ν２ａｐとし
たとき ν２ａｐ＜ν２ａｎ ‥‥‥（３） Ｎ２ａｐ＜Ｎ２ａｎ ‥‥‥（４） なる条件を満足することである。

【００４３】尚、ここで屈折率とはｄ線に対する屈折率
のことである。条件式（３），（４）は防振時の光学性
能の向上を図る為のものである。本実施形態において
は、第２ａ群を、１枚の負レンズと、１枚の正レンズを
有する構成とし、かつ条件式（３），（４）を満足させ
ることによって、主に防振色収差の発生を抑えて、それ
と同時に第２群全体として基準状態の分担値として要求
される、１次の固有係数を満足させて良好な結像性能を
得ている。

【００４４】（ウ）前記第２ａ群は物体側より順に両レ
ンズ面が凹面の負レンズと物体側のレンズ面が凸面の正
レンズから成ることである。

【００４５】これは本発明に係る光学系の各焦点距離毎
の防振時と基準状態の連立解として要求される第２ａ群
の１次、３次及び５次領域の各固有係数を同時に満足す
るレンズ形状の内、最もシンプルなレンズ形状であり、
これによって防振時のレンズ駆動負荷を軽減している。
尚、第２ａ群の両レンズを接合レンズとしても良く、こ
れによれば製造の際の誤差による影響を軽減して接合す
ることができる。

【００４６】（エ）前記第２ａ群は物体側より順に両レ
ンズ面が凹面の負レンズと物体側のレンズ面が凸面の正
レンズから成り、該負レンズの物体側のレンズ面の曲率
半径をＲ２ａ１、該正レンズの像面側のレンズ面の曲率
半径をＲ２ａ２としたとき

【００４７】

【数２】 を満足することである。

【００４８】この条件式（５）を満足することによって
防振時と基準時との双方の光学性能を良好に維持してい
る。

【００４９】（オ）前記第１群は像面側に凹面を向けた
メニスカス状の負レンズと物体側のレンズ面が凸面の正
レンズから成ることである。

【００５０】これは本発明に係る光学系の各焦点距離毎
の防振時と基準状態の連立解として要求される第１群の
１次、３次及び５次領域の各固有係数を同時に満足する
レンズ形状の内、最もシンプルなレンズ形状であり、こ
れによって第１群のレンズ構成の簡素化を図り、レンズ
系全体の小型化を図りつつ、全変倍範囲にわたり、高い
光学性能を得ている。

【００５１】（カ）前記第ｉ群の焦点距離をｆｉ、前記
第２ｂ群の焦点距離をｆ２ｂ、望遠端における全系の焦
点距離をｆｔとするとき ２．５＜ｆｔ／ｆ２ｂ＜８ ‥‥‥（６） ２＜ｆｔ／ｆ３＜９ ‥‥‥（７） −１４＜ｆｔ／ｆ４＜−５ ‥‥‥（８） なる条件を満足することである。

【００５２】条件式（６），（７），（８）は光学系の
うち防振用の可動レンズ群（第２ａ群）以降のレンズ群
Ｒを構成する各レンズ群の焦点距離に関し、レンズ群の
パワー配置（特性行列）を規定し、防振群Ｓとレンズ群
Ｆの合成系の収差係数をキャンセルさせ、基準状態及び
防振時の結像性能を良好に保つ為のものである。

【００５３】条件式（６），（７），（８）の上限値を
超えても下限値を超えても、各焦点距離において球面収
差、コマ収差を始めとする諸収差をバランスさせること
が難しくなってくる。

【００５４】本実施形態において更に好ましくは、条件
式（６），（７），（８）の数値範囲を次のようにする
のがよく、これにより防振時と基準状態で更に良好な性
能が得られる。即ち、 ４．１＜ｆｔ／ｆ２ｂ＜５．６ ‥‥‥（６ａ） ４．０＜ｆｔ／ｆ３＜５．９ ‥‥‥（７ａ） −９．９＜ｆｔ／ｆ４＜−７．１ ‥‥‥（８ａ） とすることである。

【００５５】（キ）前記第２ｂ群は単一の正レンズから
成り、前記第３群は少なくとも一方のレンズ面が非球面
の負レンズと少なくとも一方のレンズ面が非球面の正レ
ンズから成り、前記第４群は少なくとも一方のレンズ面
が非球面で、物体側に凹面を向けたメニスカス状の単一
の負レンズより成っていることである。

【００５６】これは本発明に係る光学系の各焦点距離毎
の連立解として要求される防振用の第２ａ群以降のレン
ズ群Ｒを構成する各レンズ群の１次、３次及び５次領域
の各固有係数を同時に満足するレンズ形状の内、比較的
シンプルなレンズ形状であり、これによって防振時及び
基準時の光学性能を良好に維持している。

【００５７】第３群は、正レンズを１枚付加すると、よ
り良く固有係数が満足されるが、非球面を導入により球
面収差とコマ収差の固有係数を満足させる自由度が高
く、前述のような２枚構成でも十分に固有係数が満足さ
れている。そして、第４群も非球面の導入により、負レ
ンズ１枚のみであっても、３次領域の固有係数はほぼ満
足されており、１次（色収差）領域の固有係数について
は条件式（１），（２）と第１群の１次領域の固有係数
が満足されていれば、特性行列（パワー配置）上第１群
と色収差係数がキャンセル関係にあり、負レンズ１枚の
みであっても、１次領域の固有係数も満足される収差構
造となっている。

【００５８】このように、主バリエータである第４群が
負レンズ１枚のみで構成されている為、コンパクトなレ
イアウトにしても変倍のための移動スペースが十分に取
れ、高変倍率化を達成する要因にもなっている。

【００５９】（ク）なお、本発明の実施形態において、
フォーカシングは第３群を光軸上像面側へ移動して行っ
ているが、第１群を補助的に移動しても良い。

【００６０】（ケ）絞りは第２群と第３群の間に配置す
るのが収差構造上好ましく、第１群と第４群のレンズ径
も比較的小さくできる。

【００６１】（コ）ズーミングに際し絞りを第２群と一
体で移動させるても良く、これによればと移動機構が簡
素化できる。又第４群も第２群と一体移動しても良く、
これによればさらに簡素化できる。尚、沈胴収納を行う
場合には、第４群は独立に移動させた方が沈胴時のレン
ズ全長を小さくすることができる。

【００６２】（サ）第４群の負レンズの材質は、屈折率
を1.8 以上とすると、特に広角端側で良好な像面特性が
得られるが、屈折率を1.6 以上かつ1.8 未満としても十
分な性能が得られ、この範囲の硝材を用いれば、硝材費
が比較的安価となる。第４群の負レンズは両面を非球面
とするとより良く固有係数が満足されるが、片面のみ非
球面とする場合は、像面側に施した方が固有係数が満足
され易い。

【００６３】物体側のレンズ面と像面側のレンズ面の製
造上の相対的な偏心が光学性能に及ぼす影響は、物体側
に非球面を施した方が少なく、高精度な製造ができる場
合を除き、物体側に非球面を施すのが好ましい。

【００６４】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。又、非球
面形状はレンズ面の中心部の曲率半径Ｒとし、光軸方向
（光の進行方向）をＸ軸とし、光軸と垂直方向をＹ軸、
Ｋを離心率、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたと
き

【００６５】

【数３】 なる式で表している。又「ｅ−Ｘ」は「×１０^-X」を意
味している。また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。

【００６６】

【外１】

【００６７】

【外２】

【００６８】

【外３】

【００６９】

【外４】

【００７０】

【外５】

【００７１】

【外６】

【００７２】

【外７】

【００７３】

【外８】

【００７４】

【外９】

【００７５】

【外１０】

【００７６】

【外１１】

【００７７】

【外１２】

【００７８】

【外１３】

【００７９】

【外１４】

【００８０】

【表１】

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、光学系の
一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に偏心駆動させて撮
影画像の変位（ブレ）を補正する際、各レンズ要素を適
切に配置することによってズーム比が５倍と高変倍比で
あるにもかかわらず、各種の偏心収差を良好に補正し、
又十分に少ない偏心駆動量で十分に大きい変位補正（ブ
レ補正）を実現し、基準状態と防振機能の双方で良好な
る光学性能を有した簡易な構成の防振機能を有した光学
系を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図２】本発明の数値実施例１の広角端の収差図

【図３】本発明の数値実施例１の望遠端の収差図

【図４】本発明の数値実施例１の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図５】本発明の数値実施例１の０．２度防振時の像高
ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図６】本発明の数値実施例１の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図７】本発明の数値実施例１の０．２度防振時の像高
ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収

【図８】本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図９】本発明の数値実施例２の広角端の収差図

【図１０】本発明の数値実施例２の望遠端の収差図

【図１１】本発明の数値実施例２の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図１２】本発明の数値実施例２の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図１３】本発明の数値実施例２の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図１４】本発明の数値実施例２の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図１５】本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図１６】本発明の数値実施例３の広角端の収差図

【図１７】本発明の数値実施例３の望遠端の収差図

【図１８】本発明の数値実施例３の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図１９】本発明の数値実施例３の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図２０】本発明の数値実施例３の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図２１】本発明の数値実施例３の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図２２】本発明の数値実施例４のレンズ断面図

【図２３】本発明の数値実施例４の広角端の収差図

【図２４】本発明の数値実施例４の望遠端の収差図

【図２５】本発明の数値実施例４の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図２６】本発明の数値実施例４の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図２７】本発明の数値実施例４の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図２８】本発明の数値実施例４の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図２９】本発明の数値実施例５のレンズ断面図

【図３０】本発明の数値実施例５の広角端の収差図

【図３１】本発明の数値実施例５の望遠端の収差図

【図３２】本発明の数値実施例５の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図３３】本発明の数値実施例５の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図３４】本発明の数値実施例５の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図３５】本発明の数値実施例５の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図３６】本発明の数値実施例６のレンズ断面図

【図３７】本発明の数値実施例６の広角端の収差図

【図３８】本発明の数値実施例６の望遠端の収差図

【図３９】本発明の数値実施例６の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図４０】本発明の数値実施例６の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図４１】本発明の数値実施例６の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図４２】本発明の数値実施例６の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図４３】本発明の数値実施例７のレンズ断面図

【図４４】本発明の数値実施例７の広角端の収差図

【図４５】本発明の数値実施例７の望遠端の収差図

【図４６】本発明の数値実施例７の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図４７】本発明の数値実施例７の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図４８】本発明の数値実施例７の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図４９】本発明の数値実施例７の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図５０】本発明の数値実施例８のレンズ断面図

【図５１】本発明の数値実施例８の広角端の収差図

【図５２】本発明の数値実施例８の望遠端の収差図

【図５３】本発明の数値実施例８の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図５４】本発明の数値実施例８の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図５５】本発明の数値実施例８の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図５６】本発明の数値実施例８の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図５７】本発明の数値実施例９のレンズ断面図

【図５８】本発明の数値実施例９の広角端の収差図

【図５９】本発明の数値実施例９の望遠端の収差図

【図６０】本発明の数値実施例９の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図６１】本発明の数値実施例９の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図６２】本発明の数値実施例９の基準状態の像高ｙ＝
０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図６３】本発明の数値実施例９の０．２度防振時の像
高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図６４】本発明の数値実施例１０のレンズ断面図

【図６５】本発明の数値実施例１０の広角端の収差図

【図６６】本発明の数値実施例１０の望遠端の収差図

【図６７】本発明の数値実施例１０の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図６８】本発明の数値実施例１０の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図６９】本発明の数値実施例１０の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図７０】本発明の数値実施例１０の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図７１】本発明の数値実施例１１のレンズ断面図

【図７２】本発明の数値実施例１１の広角端の収差図

【図７３】本発明の数値実施例１１の望遠端の収差図

【図７４】本発明の数値実施例１１の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図７５】本発明の数値実施例１１の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図７６】本発明の数値実施例１１の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図７７】本発明の数値実施例１１の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図７８】本発明の数値実施例１２のレンズ断面図

【図７９】本発明の数値実施例１２の広角端の収差図

【図８０】本発明の数値実施例１２の望遠端の収差図

【図８１】本発明の数値実施例１２の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図８２】本発明の数値実施例１２の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図８３】本発明の数値実施例１２の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図８４】本発明の数値実施例１２の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図８５】本発明の数値実施例１３のレンズ断面図

【図８６】本発明の数値実施例１３の広角端の収差図

【図８７】本発明の数値実施例１３の望遠端の収差図

【図８８】本発明の数値実施例１３の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図８９】本発明の数値実施例１３の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図９０】本発明の数値実施例１３の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図９１】本発明の数値実施例１３の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図９２】本発明の数値実施例１４のレンズ断面図

【図９３】本発明の数値実施例１４の広角端の収差図

【図９４】本発明の数値実施例１４の望遠端の収差図

【図９５】本発明の数値実施例１４の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図９６】本発明の数値実施例１４の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の広角端の収差図

【図９７】本発明の数値実施例１４の基準状態の像高ｙ
＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図９８】本発明の数値実施例１４の０．２度防振時の
像高ｙ＝０，ｙ＝１２の望遠端の収差図

【図９９】本発明に係る画像ブレの補正の説明図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ２ａ 第２ａ群 Ｌ２ｂ 第２ｂ群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 ＳＰ 絞り ＩＰ 像面 ΔＭ メリディオナル像面 ΔＳ サジタル像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 ｙ 像高

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に正の屈折力の第１群、正
   の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、そして負の屈
   折力の第４群の４つのレンズ群を有し、広角端から望遠
   端への変倍に際して、該第１群と第２群の間隔が増大
   し、該第３群と第４群の間隔が減少するように各レンズ
   群を移動させており、該第２群は負の屈折力の第２ａ群
   と正の屈折力の第２ｂ群より成り、該第２ａ群を光軸と
   直交する方向に移動させて撮像画像のブレを補正してい
   ることを特徴とする防振機能を有した光学系。
2. 【請求項２】 前記第１群の焦点距離をｆ１、望遠端に
   おける前記第１群と第２ａ群の合成の焦点距離をｆ１２
   ａｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき −３＜ｆｔ／ｆ１２ａｔ＜−０．６ ０．１＜ｆｔ／ｆ１＜１．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１の防振機
   能を有した光学系。
3. 【請求項３】 前記第２ａ群は１枚の負レンズ２ａｎと
   １枚の正レンズ２ａｐを有しており、該第２ａ群中の負
   レンズの材質の屈折率とアッベ数の平均値を各々Ｎ２ａ
   ｎ、ν２ａｎ、該第２ａ群中の正レンズの材質の屈折率
   とアッベ数の平均値を各々Ｎ２ａｐ、ν２ａｐとしたと
   き ν２ａｐ＜ν２ａｎ Ｎ２ａｐ＜Ｎ２ａｎ なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２の
   防振機能を有した光学系。
4. 【請求項４】 前記第２ａ群は物体側より順に両レンズ
   面が凹面の負レンズと物体側のレンズ面が凸面の正レン
   ズから成ることを特徴とする請求項３の防振機能を有し
   た光学系。
5. 【請求項５】 前記第１群は像面側に凹面を向けたメニ
   スカス状の負レンズと物体側のレンズ面が凸面の正レン
   ズから成ることを特徴とする請求項３又は４の防振機能
   を有した光学系。
6. 【請求項６】 前記第ｉ群の焦点距離をｆｉ、前記第２
   ｂ群の焦点距離をｆ２ｂ、望遠端における全系の焦点距
   離をｆｔとするとき ２．５＜ｆｔ／ｆ２ｂ＜８ ２＜ｆｔ／ｆ３＜９ −１４＜ｆｔ／ｆ４＜−５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれか１項の防振機能を有した光学系。
7. 【請求項７】 前記第２ｂ群は単一の正レンズから成
   り、前記第３群は少なくとも一方のレンズ面が非球面の
   負レンズと少なくとも一方のレンズ面が非球面の正レン
   ズから成り、前記第４群は少なくとも一方のレンズ面が
   非球面で、物体側に凹面を向けたメニスカス状の単一の
   負レンズより成っていることを特徴とする請求項６の防
   振機能を有した光学系。